Chlorophylle

Comment la chlorophylle rend-elle les feuilles vertes ?

Bien que la lumière du soleil paraisse jaune, il s'agit en fait d'une lumière blanche. La lumière blanche est un mélange de toutes les longueurs d'onde de la lumière visible. Les différentes longueurs d'onde correspondent aux différentes couleurs de la lumière. Par exemple, la lumière d'une longueur d'onde de 600 nanomètres est orange. Les objets réfléchissent ou absorbent la lumière en fonction de leur couleur :

• Les objets noirs absorbent toutes les longueurs d'onde

• Les objets blancs reflètent toutes les longueurs d'onde

• Lesobjets orange ne reflètent que les longueurs d'onde orange de la lumière

La chlorophylle n'absorbe pas les longueurs d'onde vertes de la lumière du soleil (entre 495 et 570 nanomètres). Au lieu de cela, ces longueurs d'onde sont réfléchies loin des pigments, de sorte que les cellules apparaissent vertes. Cependant, les chloroplastes ne se trouvent pas dans toutes les cellules végétales. Seules les parties vertes de la plante (comme les tiges et les feuilles) contiennent des chloroplastes dans leurs cellules .

La chlorophylle ne se trouve pas seulement dans les plantes terrestres. Lephytoplancton est une algue microscopique qui vit dans les océans et les lacs. Elles font de la photosynthèse, elles contiennent donc des chloroplastes et donc de la chlorophylle. S'il y a une très forte concentration d'algues dans une étendue d'eau, l'eau peut apparaître verte.

Figure 1 - Bien qu'elles soient jolies, les proliférations d'algues ont des conséquences désastreuses sur l'écosystème et peuvent même affecter la santé humaine, unsplash.com.

Formule de la chlorophylle

Il existe deux types différents de chlorophylle. Mais pour l'instant, nous allons nous concentrer sur la chlorophylle a. Il s'agit du type dominant de chlorophylle et d'un pigment essentiel que l'on trouve dans les plantes terrestres. Elle est nécessaire au bon déroulement de la photosynthèse.

Au cours de la photosynthèse, la chlorophylle A absorbe l'énergie solaire et la convertit en oxygène et en une forme d'énergie utilisable par la plante et les organismes qui la mangent. Sa formule est impérative pour faire fonctionner ce processus, car elle aide à transférer les électrons pendant la photosynthèse. La formule de la chlorophylle A est la suivante :

C₅₅H₇₂O₅N₄Mg.

Structure de la chlorophylle

Tout comme la formule est vitale pour la photosynthèse, la façon dont ces atomes et molécules sont organisés est tout aussi importante ! Les molécules de chlorophylle ont une structure en forme de têtard.

• La "tête" est un anneauhydrophile (qui aime l'eau). Les anneaux hydrophiles sont le site d'absorption de l'énergie lumineuse. Au centre de la tête se trouve un seul atome de magnésium, qui aide à définir la structure comme étant une molécule de chlorophylle.

• La "queue" est une longue chaîne de carbone hydrophobe (qui repousse l'eau), qui aide à ancrer la molécule à d'autres protéines présentes dans la membrane des chloroplastes.

• Les chaînes latérales rendent chaque type de molécule de chlorophylle unique. Elles sont attachées à l'anneau hydrophile et contribuent à modifier le spectre d'absorption de chaque molécule de chlorophylle (voir la section ci-dessous).

Types de chlorophylle

Il existe deux types de chlorophylle : Lachlorophylle a et la chlorophylle b. Les deux types ont une structure très similaire. En fait, leur seule différence est le groupe qui se trouve sur le troisième carbone de la chaîne hydrophobe. Malgré la similitude de leur structure, les chlorophylles a et b ont des propriétés et des fonctions différentes. Ces différences sont résumées dans le tableau ci-dessous.

Fonction de la chlorophylle

Les plantes ne se nourrissent pas d'autres organismes. Elles doivent donc fabriquer leur propre nourriture à l'aide de la lumière du soleil et de produits chimiques - la photosynthèse. La fonction de la chlorophylle est d'absorber la lumière du soleil, ce qui est essentiel pour la photosynthèse.

La photosynthèse

Toutes les réactions nécessitent de l'énergie. Les plantes ont donc besoin d'une méthode d'acquisition d'énergie pour alimenter le processus de photosynthèse. L'énergie du soleil est répandue et illimitée, c'est pourquoi les plantes utilisent leurs pigments de chlorophylle pour absorber l'énergie lumineuse. Une fois absorbée, l'énergie lumineuse est transférée dans une molécule de stockage d'énergie appelée ATP (adénosine triphosphate).

• Les plantes utilisent l'énergie stockée dans l'ATP pour effectuer la réaction de photosynthèse.

  L'équation motrice :

  dioxyde de carbone + eau ⇾ glucose + oxygène.

  Formule chimique :

  _6CO2 +6H2O ⇾ _C6H12O6 +_6O2

  • Dioxyde de carbone : les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l'air à l'aide de leurs stomates.

  Lesstomates sont des pores spécialisés utilisés pour les échanges gazeux. Ils se trouvent sur la face inférieure des feuilles.

  • Eau : les plantes absorbent l'eau du sol grâce à leurs racines.
  • Glucose : le glucose est une molécule de sucre utilisée pour la croissance et la réparation.
  • Oxygène : la photosynthèse produit des molécules d'oxygène comme sous-produit. Les plantes libèrent de l'oxygène dans l'atmosphère par l'intermédiaire de leurs stomates.

  Un sous-produit est un produit secondaire involontaire.

  En bref, laphotosynthèse consiste pour les plantes à rejeter de l'oxygène et à absorber du dioxyde de carbone. Ce processus présente deux avantages importants pour les humains :

  1. La production d'oxygène. Les animaux ont besoin d'oxygène pour respirer, se nourrir et vivre. Sans la photosynthèse, nous ne pourrions pas survivre.
  2. L'élimination du dioxyde de carbone de l'atmosphère. Ce processus réduit les effets du changement climatique.

  Les humains peuvent-ils utiliser la chlorophylle ?

  La chlorophylle est une bonne source de vitamines (notamment les vitamines A, C et K), de minéraux et d'antioxydants.

  Lesantioxydants sont des molécules qui neutralisent les radicaux libres dans notre corps.

  Lesradicaux libres sont des déchets produits par les cellules. S'ils ne sont pas contrôlés, ils peuvent nuire à d'autres cellules et affecter les fonctions de notre corps.

  En raison des avantages potentiels de la chlorophylle pour la santé, certaines entreprises ont commencé à l'incorporer dans leurs produits. Il est possible d'acheter de l'eau et des suppléments à base de chlorophylle. Cependant, les preuves scientifiques en sa faveur sont limitées.

  Chlorophylle - Points clés

  • La chlorophylle est un pigment qui absorbe et reflète des longueurs d'onde spécifiques de la lumière. On la trouve dans les membranes des chloroplastes, des organites spéciaux conçus pour la photosynthèse. C'est la chlorophylle qui donne aux plantes leur teinte verte.
  • La formule de la chlorophylle est C₅₅H₇₂O₅N₄Mg.
  • La chlorophylle a une structure en forme de têtard. La longue chaîne de carbone est hydrophobe. L'anneau hydrophile est le site d'absorption de la lumière.
  • Il existe deux types de chlorophylle : A et B. La chlorophylle A est le pigment primaire nécessaire à la photosynthèse. La chlorophylle A peut absorber une plus grande gamme de longueurs d'onde que la chlorophylle B.
  • La chlorophylle absorbe l'énergie lumineuse. Les plantes utilisent cette énergie pour la photosynthèse.

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  ^{1. Andrew Latham, Comment les plantes stockent-elles l'énergie pendant la photosynthèse, Sciencing, 2018.}

  ^{2. Anne Marie Helmenstine, Le spectre visible : Longueurs d'onde et couleurs, ThoughtCo, 2020.}

^{3. CGP, Guide de révision de biologie A-Level de l'AQA, 2015.}

^{4. Kim Rutledge, Zone morte, National Geographic, 2022}

^{5. Lorin Martin, Quels sont les rôles de la chlorophylle A et B, Sciencing, 2019}

^{6. National Geographic Society, Chlorophylle, 2022}

^{7. Noma Nazish, L'eau chlorophyllienne vaut-elle la peine d'être vantée ? Here's What The Experts Say, Forbes, 2019 (en anglais seulement)}

^{8. Tibi Puiu, Ce qui rend les choses colorées - la physique qui se cache derrière, ZME Science, 2019}.

^{9. The Woodland Trust, Comment les arbres luttent contre le changement climatique, 2022.}