Étude de l’émission d’oxyqène par des algues soumises à un éclairement modulé sinusoidalement

Institut de Biologie Physico-chimique, Paris, France.

Résumé

La production d’oxygène par des algues unicellulaires soumises à un éclairement dont l’intensité est modulée sinusoïdalement a été étudié à l’aide d’un appareil ampérométrique comportant une électrode de platine polarisée négativement par rapport à une électrode de référence. Le courant ampérométrique présente alors une composante sinusoïdale de même fréquence que la lumière excitatrice.

1) La première partie est consacrée à une étude théorique de la diffusion de l’oxygène vers l’électrode de platine dans le cas où l’oxygène est produit par des sources modulées en intensité.

2) L’intensité et la différence de phase du signal ampérométrique par rapport à la lumière ont été étudiées en fonction de la fréquence de modulation (entre 0 et 600 HZ). Cette étude a permis de mettre en évidence les principaux processus limitants intervenant entre l’acte photochimique qui se produit au sein du chloroplaste, et la réduction de l’oxygène au niveau de l’électrode de platine. Ces processus sont :

• a)

  la diffusion de l’oxygène depuis les algues jusqu’à l’électrode;

• b)

  une réaction thermique du premier ordre située entre l’acte photochimique et la formation d’oxygène. La constante de vitesse de cette réaction est égale à 800 s^-1 à 20 °C.

Abstract

Oxygen production by monocellular algea illuminated by light whose intensity is modulated in a sinusoidal way has been studied by means of an amperometric assembly containing a platinum electrode, negatively polarized with respect to reference electrode. Under these conditions, the amperometric current presents a sinusoidal component, whose frequency is the same as that of the excitating light.

1) The first part of the paper consists of a theoretical study of the diffusion of oxygen to the platinum electrode, when oxygen is produced by intensity modulated sources.

2) The intensity and the phase delay of the amperometric signal compared w'ith those of the excitating light have then been studied as a function of the frequency of modulation (between 0 to 600 Hz). This study has revealed the principal limiting process occuring between the photochemical act in the chloroplast and the reduction of oxygen at the platinum electrode. These processes are :

• a)

  diffusion of oxygen from the algea to the electrode.

• b)

  a first order thermal reaction taking place after the photochemical act and before oxygen formation. The rate constant of this reaction is 800 s^-1 at 20 °C.