Photosynthèse C3, C4 et CAM et photorespiration

Ce qu’elle montre

La Rubisco, enzyme qui fixe le CO₂ du cycle de Calvin, réagit aussi avec l’O₂. La plante perd alors une partie du carbone fixé : c’est la photorespiration, qui augmente à la chaleur et quand le CO₂ autour de l’enzyme est bas. Les plantes C4 comme le maïs fixent d’abord le CO₂ grâce à la PEP carboxylase des cellules du mésophylle, puis le libèrent près de la Rubisco dans les cellules de la gaine périvasculaire : elles ne photorespirent presque pas. Les plantes CAM comme l’ananas ouvrent leurs stomates la nuit et stockent le CO₂ sous forme d’acide malique, ce qui économise l’eau. Les valeurs viennent d’un modèle pédagogique.

Mode d’emploi

Dans Comparer C3 et C4, faites glisser Lumière, CO₂ et Température, choisissez l’axe x du graphique et appuyez sur Enregistrer. Dans Dans la feuille, choisissez la feuille Maïs (C4) ou Blé (C3), suivez les étapes et appuyez sur Compter 200 réactions. Dans Plante CAM, réglez les températures du jour et de la nuit et appuyez sur Simuler une journée.

Paramètres modifiables

• Écran Comparer C3 et C4, Dans la feuille, Plante CAM
• Lumière (part du plein soleil) 0–100 %
• Concentration de CO₂ dans l’air 0–1000 ppm
• Température de la feuille 0–50 °C
• Axe x du graphique CO₂, Lumière, Température
• Feuille vue de l’intérieur Maïs (C4), Blé (C3)
• Température maximale du jour 20–45 °C
• Température minimale de la nuit 5–30 °C

Questions à explorer

1. Au-dessus de quelle température le maïs fixe-t-il le CO₂ plus vite que le blé, et pourquoi ?
2. Pourquoi le point de compensation du CO₂ du maïs est-il bien plus bas que celui du blé ?
3. Quand l’ananas ouvre-t-il ses stomates pour économiser l’eau, et quel prix paie-t-il pour cela ?