Cinétiques des réactions liées a l'émission d'oxygène photosynthétique

Abstract

The transient kinetics of O2 emission by Chlorella pyrenoïdosa have been studied by measuring dissolved O2 with a sensitive and rapid amperometric method. Highly precise measurements during the first few seconds following illumination show an O2 gush with a span of about 1 sec; the gush is preceded by a short activation phase during which the velocity of O2 emission increases rapidly. The kinetics are governed only by one photochemical rate constant (System II) and several thermal rate constants which have been evaluated. Measurement of the initial velocity of O2 emission permits to obtain a very precise action spectrum of System II. The concentration of the photochemical complex taking part in the reaction is proportional to the quantity of O2 evolved following a short electronic flash, whereas O2 evolved during the gush gives a measure of the concentration of an intermediate which leads to regenerate this complex. The compounds are reformed in the presence of light and their concentrations attain maximal values parallely with the velocity of O2 emission. Their formation is linked to a photochemical reaction sensibilised at high wavelength (System I) and their destruction to the one giving rise to O2 formation (System II). The author proposes an interpretation of the ensemble of kinetics phenomena. The concentration of various supposed intermediates implicated, as well as certain thermal rate constants involved in the process of O2 emission, have been evaluated. Les cinétiques transitoires d'émission d'O2 ont étéétudiées chez Chlorella pyrenoidosa en dosant l'O2 dissous par une méthode ampérométrique sensible et rapide. On peut observer, au début de l'illumination, un jet d'O2 dont la durée ne dépasse généralement pas 1 sec. Ce jet est précédé d'une courte phase d'activation pendant laquelle la vitesse d'émission d'O2 augmente rapidement. Ces cinétiques sont déterminées par une seule constante de vitesse photochimique (Système II), et par plusieurs constantes de vitesse thermiques. La mesure de la vitesse initiale de l'émission d'O2 a permis d'obtenir un spectre d'action très précis du Système II. La concentration du complexe photochimique prenant part à la réaction est proportionnelle à la quantité d'O2émis à la suite d'un éclair électronique de courte durée, tandis que la quantité d'O2émis pendant le jet mesure la concentration d'un intermédiaire qui conduit à la régénération de ce complexe. Ces composés se réforment à la lumière et leur concentration atteint une valeur maximum en même temps que la vitesse d'émission d'O2. Leur formation est liée à une réaction photochimique sensibilisée par les grandes longueurs d'onde (Système I) et leur destruction à la réaction émettant l'O2 (Système II). L'auteur propose une interprétation de l'ensemble des phénomènes cinétiques. La concentration des différents intermédiaires supposés ainsi que certaines constantes de vitesse thermiques impliquées dans le processus d'émission d'O2 ont étéévaluées.