9.2: La lumière comme énergie
Aperçu
L’énergie nécessaire pour effectuer la photosynthèse est la lumière, généralement le rayonnement du soleil. Les particules électromagnétiques s’appellent des photons et transportent une quantité définie d’énergie, dépendante de la longueur d’onde. Toutes les longueurs d’onde se situent dans une gamme qui s’appelle le spectre électromagnétique. Les plantes effectuent la photosynthèse en utilisant des longueurs d’onde allant de 400 à 700 nm. Elles utilisent principalement un pigment appelé chlorophylle a qui absorbe la lumière rouge et bleue et reflète la lumière verte, c’est pourquoi les feuilles semblent vertes.
Les photons
Un photon est une particule électromagnétique distincte ou un paquet d’énergie. Il est toujours en mouvement et se déplace à la vitesse de la lumière. Les photons sont caractérisés par leur fréquence, leur longueur d’onde et leur amplitude, semblables aux propriétés d’une onde. Les ondes avec des fréquences plus élevées transmettent plus d’énergie et ont des longueurs d’onde plus courtes que les longueurs d’onde plus longues qui transmettent moins d’énergie et ont des fréquences plus basses. La gamme de toutes les longueurs d’onde possibles est connue sous le nom de spectre électromagnétique.
Le spectre d’absorption photosynthétique
Pour la plupart des organismes, la photosynthèse repose sur un petit segment du spectre électromagnétique, à savoir la partie visible qui varie de 400 à 700 nanomètres, du bleu en passant par le vert au rouge. Cependant, quelques organismes peuvent effectuer la photosynthèse à l’aide de la lumière infrarouge.
Chez les plantes, différentes molécules pigmentaires absorbent des longueurs d’onde spécifiques de la lumière, donnant à chaque molécule un spectre d’absorption distinct. Par exemple, la chlorophylle a — la molécule pigmentaire la plus abondante dans les feuilles — n’absorbe que la lumière rouge et bleue. La chlorophylle a reflète la partie verte du spectre, ce qui rend les feuilles de plantes vertes pour l’œil humain. Les plantes utilisent également des pigments supplémentaires pour absorber la lumière. Par exemple, ils ont la phycocyanine qui absorbe la lumière orange et rouge, les carotènes qui absorbent la lumière ultraviolette, violette, bleue, bleue verte et orange-rouge, et les xanthophylles qui absorbent la lumière bleue et ultraviolette.
