bac S 2010 Pondichery

Partie 2.2 : enseignement de spécialité (5 points) Diversité et complémentarité des métabolismes

L'activité photosynthétique d'une plante est le résultat d'un ensemble de régulations induites par des stimuli. Ces stimuli sont provoqués par des facteurs environnementaux et par les produits finaux de la photosynthèse. On cherche ici à mettre en évidence la production de glucides lors de la photosynthèse et l'autorégulation de cette production, qui maintient un équilibre énergétique.

- A l'aide du document 1 et de vos connaissances, montrez qu'il existe une production par étapes de glucides lors de la photosynthèse.
- Montrez ensuite à l'aide du document 2 qu'il existe un contrôle de la production des glucides lors de la photosynthèse.

document 1 : expériences de Calvin et Bassham

document 1a : protocole expérimental


En fonction du débit de la pompe, on est capable très précisément de calculer le temps pendant lequel les Chlorelles situées dans le serpentin ont été en contact avec le CO2 radioactif (14CO2) avant d'être fixées par l'éthanol bouillant.

document 1b : première expérience 

Après incubation en présence de CO2 à la lumière, la suspension de Chlorelles (Algues vertes) est fixée rapidement par l'éthanol bouillant. Cet extrait est traité par chromatographie bidimensionnelle (séparation et coloration des différents constituants).

Une chromatographie bidimensionnelle après coloration permet de repérer les différentes substances solubles présentes dans un extrait.

PGA: Phosphoglycérate, Trioses P : Triose phosphate (C3P), osesdiP : Oses diphosphate (C5P2), oses P : Pentoses phosphate (C5P) et hexoses phosphates (C6P), UDPG : Uridine DiPhosphoGlucose.


document 1c : deuxième expérience

Des chromatogrammes non colorés sont placés contre un film photographique à l'obscurité.
Après un temps d'exposition, le film est révélé. Les taches indiquent la présence des composés radioactifs qui se sont formés.
La comparaison du chromatogramme coloré et des chromatogrammes révélés par autoradiographie permet de savoir quels produits ont été synthétisés à partir du contact avec le 14CO2.

Deux autoradiographies de chromatogrammes réalisés sur des extraits de chlorelles mis en contact avec le CO2 radioactif pendant 5 et 10 secondes.

document 2 : Effet de la concentration de saccharose sur l'expression du gène rbcS codant pour une protéine impliquée dans la photosynthèse

Il est possible aujourd'hui par des techniques de biologie moléculaire de mesurer la stimulation ou l'inhibition de la transcription de certains gènes.
Ces techniques ont été ici employées afin de mesurer l'effet du saccharose à différentes concentrations sur l'activité d'un gène impliqué dans la photosynthèse : rbcS.

Concentration en saccharose
mMole.L-1
0 30 100 300 600
% de transcription du gène rbcS 56,66 28,73 14,70 7,70 7,42
La mesure est en pourcentage de l'activité de transcription.

d'après Shen J.. 1990. Metabolic repression of transcription in higher plants. The Plant Cell 2: 1027-1038.


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