La Photorespiration

Dans un air sans , à la lumière et en présence d'oxygène, la production de est nulle car la photosynthèse est égale à la respiration ; c'est à dire que le dégagé par la respiration de la plante est réincorporé grâce aux réactions photosynthétiques.

Lorsque l'on place la plante à l'obscurité après un éclairemant intense (photosynthèse maximim), la production de montre un pic, juste après l'extinction de la lumière. Il semble donc que la cellule respire plus à la lumière qu'à l'obscurité. Ce phénomène de respiration stimulé par la lumière est la photorespiration.

Fig. 01 : Mise en évidence de la photorespiration lors du passage lumière / obscurité.
Fig. 01 : Mise en évidence de la photorespiration lors du passage lumière / obscurité.

Nous voyons ici que la production de présente un pic transitoire.

Celà provient de l'activité oxygénase de l'enzyme RubisCO. En effet, celle-ci, en fonction des concentrations relatives en et en , bascule de sa fonction carboxylase à sa fonction oxygénase qui la conduit à produire 1 APG (C3) et un glycolate (C2) à partir d'1 RUB (C5). Cette réaction est favorisée lorsque la concentration de dioxygène est forte.

Fonctionnement de la RubisCO en oxygénase
Fonctionnement de la RubisCO en oxygénase

A priori, ce système a pour effet de baisser le rendement photosynthétique.

L'ensemble de la photorespiration peut être schématisé ainsi :

Fig. 03 : Cycle simplifié de la photorespiration
Fig. 03 : Cycle simplifié de la photorespiration

Le glycolate produit par oxydation du RUB par la fonction oxygénase de la RubisCO est transformé en glycine.

La glycine sera transformée en sérine au niveau de la mitochondrie, provoquant le rejet d'une molécule de : c'est la photorespiration.

La signification de la photorespiration n'est pas claire :

  • d'un certain point de vue, elle provoque une perte d'incorporation du CO2, donc de synthèse de molécules organiques. Elle correspond donc à une diminution du rendement photosynthètique.

  • d'un autre point de vue, elle est impliquée dans la synthèse de certains acides aminés comme la sérine par exemple.

  • enfin, elle pourrait représenter une régulation de la photosynthèse lorsque celle-ci, trop forte, risque de provoquer une accumulation nocive d'oxygène.

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