bac S 2015 Nouméa

Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (5 points) Energie et cellule vivante: la production de carotènes par une algue marine, Dunaliella salina

Dunaliella salina est une algue unicellulaire qui se caractérise, dans certaines conditions du milieu, par sa capacité exceptionnelle de synthèse et d'accumulation de β-carotène.

Ce pigment naturel, est utilisé entre autre par l'Homme comme antioxydant et colorant car il est dix fois plus actif que le β-carotène de synthèse.

Vous êtes chargés de la production de β-carotène dans un centre de culture de Dunaliella salina.

A partir de la mise en relation des informations dégagées des documents et des connaissances, déterminez les conditions les plus intéressantes assurant la production optimale de β-carotène par Dunaliella salina dans les bassins de culture.

document 1: Origine métabolique du β-carotène

Dunaliella salina est une algue marine de la classe des Chlorophycées. En général vertes, ces algues peuvent apparaitre orangées-rouges dans certaines conditions en raison de la présence abondante de β-carotène.

Le β-carotène, pouvant représenter 10% du poids sec de l'algue, est un composé organique formé à la suite de l'incorporation de CO2 par l'algue à la lumière.

La photographie présente l'ultrastructure de Dunaliella salina observée au microscope électronique à transmission.
Légende:
N: noyau
Ch: chloroplaste

d'après Maeda et Thompson. 1986. The journal of Cell Biology, volume 102.


document 2: effet de la salinité sur une culture de Dunaliella salina

Les algues sont cultivées à la lumière dans des milieux de culture présentant des salinités différentes. Les salinités des milieux de culture sont exprimées en molarité (M ou mole.L-1) de NaCl.
L'eau de mer a une molarité moyenne de 0,55 mole.L-1 de NaCl.

On évalue la concentration des algues en fonction du temps.

modifié d'après Nikookar and coll.. 2004. Iranian journal of Sciences & Technology, Transaction A. vol 28.


  0,5 M NaCl 2,0 M NaCl 4,0 M NaCl
Concentrations en β-carotène
dans les bassins de culture
(en mg.L-1)
14,9 (± 0,92) 25,8 (± 1,6) 1,7 (± 0,6)
Concentrations en β-carotène
dans une cellule de Dunaliella salina
(en pg.cellule-1)
4,8 (± 0,3) 6,9 (± 0,4) 10,0 (± 0,5)

document 3: effet de la salinité sur une culture de Dunaliella salina

Les algues Dunaliella salina sont cultivées dans des milieux de salinité différente. Les concentrations en β-carotène sont alors déterminées après 28 jours de culture.

d'après Mouradi et Coll.. 2009. Revue Ivoirienne de Sciences et Technologie.


document 4: production de β-carotène et profondeur des bassins de culture

Les algues Dunaliella salina sont cultivées pendant 38 jours dans des bassins ouverts de différentes profondeurs. On détermine alors la moyenne de la concentration en β-carotène par litre de culture.

d'après Mouradi et Coll.. 2009. Revue Ivoirienne de Sciences et Technologie.


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