PHOTOSYNTHÈSE ET ÉNERGIE LUMINEUSE (repères chronologiques)

1845 J. R. Mayer, ayant formulé la loi de conservation de l'énergie, suggère que les plantes transforment 1'énergie solaire en énergie chimique.

1905 F. F. Blackman, en étudiant l'étude des facteurs limitants de la photosynthèse, notamment la température, est le premier à suggérer que celle-ci comporterait deux phases : l'une (chimique), sensible à la température ; l'autre (photochimique), insensible à la température. Sur d'autres bases, cet aspect sera confirmé plus tard par Robert Emerson.

1923 O. Warburg et E. Negelein établissent que quatre à cinq photons sont absorbés par molécule de dioxyde de carbone (CO₂) dégagée.

1932 R. Emerson et W. Arnold, en utilisant des éclairements intermittents, distinguent deux phases dans les réactions de la photosynthèse : une phase photochimique (nécessitant de la lumière et liée à la capture des photons) et une phase chimique (pouvant se dérouler à l'obscurité et liée à la synthèse des sucres).

1938 R. Hill montre que la présence d'un oxydant est nécessaire pour permettre, à la lumière, le rejet de l'oxygène par des chloroplastes isolés (réaction de Hill).

1941 S. Ruben et M. D. Kamen, en utilisant l'isotope 18 de l'oxygène (¹⁸O), montrent que l'oxygène (O₂) dégagé dans la photosynthèse provient de l'eau et non du CO₂.

1941 R. Emerson et C. Lewis établissent la vraie valeur du rendement quantique de la photosynthèse : 8 à 10 photons (plutôt que 4 ou 5) absorbés par molécule de O₂ dégagée. Le rendement, constant sur toute l'étendue du spectre, décroît brutalement dans le rouge (l > 690 nm).

1954 D. I. Arnon, F. R. Whatlev et M. B. Allen découvrent la photophosphorylation, c'est-à-dire la synthèse d'ATP par les chloroplastes à la lumière.

1957 R. Emerson postule l'existence de deux réactions photochimiques dans la capture de 1'énergie lumineuse par les organismes chlorophylliens. Cette hypothèse est en accord avec un rendement quantique de 8 à 10 photons absorbés par molécule de O₂ dégagée.

1960 R. Hill et F. Bendall proposent un modèle physico-chimique comportant deux événements photochimiques pour expliquer le cheminement des électrons entre l'oxydation de l'eau et la réduction du NADP, dans les réactions de la photosynthèse.

1961 P. Mitchell établit la théorie chimiosmotique : un gradient électrochimique transmembranaire de protons (différence de concentrations en protons H⁺ de part et d'autre d'une membrane) constitue l'état à haute énergie généré par les réactions photochimiques de la photosynthèse ou par l'oxydation des substrats respiratoires. Le retour des protons (par les ATP synthases membranaires) vers le compartiment le moins concentré permet la synthèse de l'ATP dans les chloroplastes et les mitochondries.

1966 A. T. Jagendorf et E. Urribe vérifient la théorie de Mitchell sur les chloroplastes isolés : la synthèse d'ATP est possible, en absence de lumière, par l'utilisation d'un gradient de protons (variation de pH).

— Claude LANCE