bac S SVT 2016 Nouméa

Partie 2.2 : Enseignement obligatoire (5 points) Génétique et évolution: la vie fixée des végétaux

La vie fixée impose des contraintes aux végétaux. La reproduction nécessite régulièrement une association avec des animaux pour assurer la fécondation et la dissémination des graines.

On cherche à démontrer que la nutrition peut également faire intervenir une association avec un autre être vivant.

A partir de l'étude des documents et de l'utilisation des connaissances, trouvez des arguments permettant d'expliquer l'intérêt de rajouter la bactérie Bradyrhizobium japonicum dans les sols français lors de la culture du soja.

document 1 : Les nodosités, association entre Soja et Bradyrhizobium japonicum

Le Soja est une Fabacée originaire d’Asie riche en éléments nutritifs, notamment en protéines. Il est utilisé pour l'alimentation animale mais également dans l'alimentation humaine.

document 1a: photographie de racine de Soja cultivée avec Bradyrhizobium japonicum

d'après inra.fr

document 1b: électronographie d'une coupe transversale de nodosité

d'après E.H. Newcomb, University of Wisconsin, BPS.

document 2 : influence de Bradyrhizobium japonicum sur le rendement du Soja

Les données ont été obtenues en évaluant le nombre de nodosités par plant et la masse des graines obtenues par hectare (rendement)

Type de culture
Mesures effectuées
Soja sans ajout de
Bradyrhizobium japonicum
Soja avec ajout de
Bradyrhizobium japonicum
Nombre de nodosités par plant 3,8 32
Rendement en quintaux par hectare 29,4 47,4

Essais réalisés par l'INRA de Dijon sur une parcelle française jamais cultivée en Soja (synthèse des années 2007 à 2012).

document 3 : influence de Bradyrhizobium japonicum sur la teneur en azote des parties aériennes d'une plante proche du Soja.

La teneur en azote (présent dans les molécules organiques, telles que les protéines) est mesurée dans les parties aériennes des plantes. Cette mesure est effectuée au cours du temps avec ou sans ajout de Bradyrhizobium japonicum.

d'après M. Gueye. 1982. thèse de Doctorat.


document 4 : activité de Bradyrhizobium japonicum et origine de l'azote utilisé par la plante

Certaines bactéries comme Bradyrhizobium sont capables de transformer l'azote atmosphérique (N2) grâce à une enzyme, la nitrogénase:
N2

nitrogénase
NH4+


Les plantes ne peuvent pas prélever l'azote atmosphérique N2. Pour produire leur matière organique (protéines), elles prélèvent dans le sol l'azote sous forme de NH4+ ou de NO3.

Quantité d'azote (NO3 et NH4+) directement utilisable
par la plante dans le sol en kg d'azote par hectare
50 125 200
Pourcentage d'azote dans la plante provenant de
la fixation bactérienne au sein des nodosités
85 60 42
On mesure dans la plante le pourcentage d'azote provenant de la fixation par les bactéries des nodosités en fonction de la quantité en azote NH4+ et NO3 dans le sol.

d'après Voisin et al. 2002. Expérimentation au champ INRA, Dijon (modifié).


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