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MELVIN CALVIN


PRIX NOBEL 1961
BIO
CHIMIE
PORTRAIT
BIOSPHERE
VIE 1 - 2



1911-1997

Biochimiste américain connu pour ses études sur la photosynthèse.

Né à Saint Paul (Minnesota),de parents émigrants russes il fait ses études au collège des Mines et de Technologie (l'actuelle université de Technologie du Michigan), à l'université du Minnesota et à l'université de Manchester (Angleterre). Il intègre le département de chimie de l'université Berkeley de Californie en 1937. Pendant les années 40, Calvin commence ses expériences sur la photosynthèse. En utilisant du carbone14 radioactif, Calvin peut détecter la succession de réactions chimiques produites par des plantes: la transformation de gaz carbonique et d'eau en oxygène et en glucides. Il a reçu pour cette découverte le prix Nobel de chimie en 1961 isimabomba

Calvin réussit à clarifier un mécanisme cyclique complexe grâce aux méthodes d'analyse chromatologique récemment découvertes et au procédé de marquage de molécules organiques par le carbone 14. Sans entrer dans les détails, on peut deviner les difficultés que Calvin eut à surmonter, et la perspicacité dont il dut faire preuve pour établir le mécanisme du cycle de la photosynthèse

Tous les biochimistes travaillant sur le sujet se demandaient quelle était la première substance formée dans les plantes une fois qu'elles avaient absorbé le CO2 atmosphérique. Diverses hypothèses étaient avancées. Calvin fut le premier à démontrer que l'étape suivant l'absorption du CO2 n’était pas sa réduction. Il montra au contraire qu'il s'agissait de la fixation du gaz carbonique sur un accepteur (un sucre activé, le ribulose diphosphate)pour former un composé instable qui se détruit en donnant de l'acide phosphoglycérique (APG).


Ses travaux ont ainsi renouvelé les connaissances que l'on avait de la photosynthèse, et ont permis à ceux qui l'ont suivi de nous en faire comprendre le mécanisme intime. Amold et Emerson, en particulier, ont mis en évidence deux phases successives : la phase lumineuse, au cours de laquelle se fait la captation de l'énergie solaire par la chlorophylle; et la phase sombre, bien plus longue,

Réalisez bien l’importance de ce cycle de Calvin:

C’est par lui que le carbone minéral sous forme de CO2, un déchet du métabolisme animal, est transformé en carbone organique grâce à l’énergie du soleil, captée par le pigment chlorophillien . Ce sont donc les plantes qui permettent à la vie animale de se développer, car aucun animal n’est capable de réaliser cette transformation. Cela, malgré que le carbone organique lui soit absolument indispensable pour construire ses propres molécules. A la base de la nourriture de tout animal et de tout homme, il y a toujours une plante, sacrifiée pour la cause.

Le dégagement de l'oxygène et l'absorption du dioxyde de carbone peuvent être mesurés grâce à des montages où l'on utilise des plantes aquatiques, car elles se prêtent mieux à ces expériences. Ainsi Calvin fit ses recherches sur une algue verte microscopique, la Chlorella pyrenoidosa.

On estime aujourd'hui que les végétaux terrestres fixent chaque année 20 milliards de tonnes de carbone à partir du CO2 atmosphérique, et que, dans le milieu aquatique, les algues en fixent annuellement 15 milliards. Les végétaux réalisent ainsi un énorme captage d'énergie extraterrestre, et enrichissent le capital énergétique indispensable à notre planète fundp ac be

photosynthèse, processus par lequel la plupart des végétaux (dont les algues) et certaines bactéries transforment l’énergie lumineuse en énergie chimique (molécules carbonées).

Les organismes photosynthétiques sont dits autotrophes, car ils sont capables de fabriquer leur propre matière organique en utilisant l’énergie d’origine lumineuse. Ils s’opposent aux organismes hétérotrophes (animaux, champignons et la majorité des bactéries) qui puisent l’énergie dont ils ont besoin exclusivement dans des substances organiques existant déjà.

Chez les végétaux supérieurs, c’est dans les parties vertes de la plante que se déroule la photosynthèse. Plus précisément, ce sont les feuilles qui en sont responsables dans la plupart des cas, mais lorsque celles-ci sont de taille réduite, pour éviter les déperditions d’eau (épines des cactées), la photosynthèse est majoritairement réalisée dans les tiges.

La photosynthèse, le processus biochimique le plus important sur Terre, produit une importante biomasse. 1 m2 de surface foliaire peut ainsi produire environ 1 g de glucides par hectare, soit, pour l’ensemble de la végétation terrestre, un gain annuel d’environ 73 milliards de carbone, ce qui équivaut à vingt fois la production mondiale de charbon.

Le principe de base de la photosynthèse est de se servir de l’énergie lumineuse pour fabriquer des glucides (Cm(H2O)n), à partir d’eau et de dioxyde de carbone, avec production d’oxygène (O2). Cette réaction peut s’écrire sous l’équation simplifiée suivante :

H2O + CO2 → O2 + CH2O.

Ce type de photosynthèse est le plus connu, mais il en existe d’autres, où l’eau est remplacée par le soufre. C’est le cas des bactéries vertes (chlorobactéries), et des bactéries pourpres soufrées (thiorhodacées), qui vivent dans des milieux particulièrement riches en soufre. Les bactéries pourpres (athiorhodacées) utilisent, quant à elles, des substances organiques particulières, comme l’isopropanol pour Rhodopseudomonas.encarta


Lire le Dossier : La Photosynthese
Gilles Bourbonnais
Cegep de Saine foy

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