La Photosynthèse
La photosynthèse est un processus biologique pendant lequel il y a transformation d’énergie lumineuse en énergie chimique. L’énergie lumineuse permet la transformation de l’eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2) en matière organique tels que le glucose (C6H12O6).
La photosynthèse s’effectue principalement la journée en raison de l’absence de lumière indispensable au phénomène durant la nuit. Elle est effectuée grâce aux pigments comme la chlorophylle dans les feuilles des plantes, les algues ou les bactéries*.
Mécanisme de la photosynthèse : Elle a lieu dans les feuilles grâce a la présence de pigments qui donnent d’ailleurs à la feuille sa couleur. Ces derniers absorbent l’énergie solaire. Celle-ci provoque alors une libération d’énergie. Sous l’effet de l’énergie, et après une suite de réactions chimiques, les pigments synthétisent de la matière organique.
*Equation simplifiée de la photosynthèse :
6 CO2 + 6 H2O + énergie lumineuse => C6H12O6 + 6 O2
* ici on parle de bactéries photosynthétiques qui utilisent la lumière comme source d’énergie. A différencier des cellules chimiotrophes qui utilisent la matière organique en guise de source d’énergie.
La Respiration
La respiration est un rejet de dioxyde de carbone (CO2, appelé parfois gaz carbonique) et une consommation de dioxygène(O2) par un organisme ou une cellule.
La respiration cellulaire se cactérise par la consommation d’oxygène par les cellules durant le metabolisme(Ensemble des réactions se produisant dans les cellules de l'organisme).Il s’agit d’une dégradation complète du glucose en présence d'oxygène, permettant une libération totale de son énergie.
*Réaction chimique de la respiration :
C6H12O6 + 6 O2 --> 6CO2 + 6 H2O + Energie
Lors de la respiration, la dégradation de certaines molécules se fait grâce à des transferts d'électrons, ce qui libère de l'énergie. Lors de réactions chimiques, ce sont des électrons qui passent d'un réactif à un autre : Perte d'électrons = oxydation , Gain d'électrons = réduction
Pendant la respiration, il y a oxydation des molécules de glucose et réduction des molécules d'oxygène.
La Fermentation
La fermentation est une réaction biochimique qui consiste à libérer de l’énergie à partir de sucres (glucose …). La fermentation peut s’effectuer sans dioxygène, donc en milieu anaérobie (ne contenant pas de dioxygene), ce qui constitue sa plus grande difference avec la respiration cellulaire. Les fermentations sont provoquées par des micro-organismes capables de transformer la matière organique en gaz comme le méthane.
Il existe deux types de fermentations :
_Fermentation alcoolique : transformation des sucres en alcool et gaz carbonique par des levures.
_Fermentation méthanique : transformation de la matière organique en méthane et gaz carboniques par un écosystème microbien en anaérobie.
Dans le cadre de la production d’énergie, la fermentation méthanique est souvent utilisée. Elle s’effectue en trois étapes tels que L'hydrolyse (transformation des molécules en acide gras, sels ou gaz) ,l’acidogénèse (transformation des produits formés par l'étape d'hydrolyse en acides gras volatiles, en alcools, en acides organiques et en formate. ) et la méthanogénèse (ÉTAPE D'ACIDOGENÈSE : Cette étape permet la transformation des produits formés par l'étape d'hydrolyse en acides gras volatiles ( AGV ), en alcools, en acides organiques et en formate.
*Equation chimique de la fermentation :
C6H12O6 => 2C2H5OH + 2CO2
Le méthane formé a ensuite un intérêt car il est inodore et utilisable comme source d’énergie.
Le cycle du carbone
Le cycle du carbone est le circuit que suit le carbone dans la nature. Présent dans les êtres vivants, les océans, l’air et l'écorce terrestre, il circule en permanence et sous différents états chimiques entre l’atmosphère, la biosphère, la lithosphère et l’ hydrosphère. Les sols et les océans sont les principaux puits de carbone* de la planète.
Le mot biosphère désigne à la fois l'ensemble des organismes vivants qui habitent la Terre et l'espace qu'ils occupent, soit une partie de l'écorce terrestre (la lithosphère), des océans (l'hydrosphère) et de l'atmosphère. La biosphère est l'ensemble des écosystèmes de la planète.
*Puits de carbone: milieux qui absorbent naturellement le carbone contenu dans l'atmosphère.Les principaux puits sont les océans et la forêt.
L'effet de serre
Les gaz à effet de serre ont en commun de permettre à la lumière du soleil de pénétrer dans l'atmosphère, tout en emprisonnant une partie des radiation infrarouges, et ainsi de réchauffer l'air.Une certaine quantité de gaz à effet de serre est donc bénéfique.Sans eux, la température moyenne serait d'environ -17°C.Les gaz à effet de serre permettent de maintenir une température agréable, environ 15°C, à la surface de la Terre.
