bac S 2018 Nouméa

Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (5 points) Energie et cellule vivante

Les végétaux chlorophylliens sont capables de produire de la matière organique à partir de la matière minérale en présence d'énergie lumineuse : on parle de photosynthèse. Il existe deux catégories de plantes: les plantes à photosynthèse en C3 et les plantes à photosynthèse en C4. On s'intéresse ici aux plantes dites en C4 telles que le Maïs ou le Sorgho, dont la photosynthèse est particulièrement efficace.

document 1: organisation anatomique de la feuille d'une plante en C4

document 2: La photosynthèse chez les plantes en C4

Chez les plantes comme le Maïs et le Sorgho, il existe une étape intermédiaire dans l'assimilation du CO₂ permettant la formation d'un composé à 4 atomes de carbone, le malate. Ces plantes possèdent deux enzymes, la RUBISCO et la PEPc, permettant l'incorporation du carbone provenant du CO₂. Le schéma résume le rôle de ces deux enzymes.

document 3: localisation de la RUBISCO et de la PEPc dans des feuilles à photosynthèse en C4

document 3a: marquage de la RUBISCO

La coupe est celle d'une feuille d'une plante en C4. Le marqueur de la RUBISCO apparait en noir.

document 3b: Marquage de la PEPc

La coupe est celle d'une feuille de Sorgho. Le marqueur (en rouge / noir sur la photographie) met en évidence la présence de PEPc.

document 4: intensité de la photosynthèse

Enzymes végétales	PEPc	RUBISCO
Présence chez les plantes chlorophylliennes	Plantes en C4	Plantes en C3 et en C4
Substrat	CO2
Produits	Molécules à 4 carbones	Molécules à 3 carbones
Constante de Michaëlis Menten (en µmol.L-1)	70	450

document 5: Comparaison de l'activité de la RUBISCO et de la PEPc

La constante de Mickaelis Menten traduit l'affinité d'une enzyme pour son substrat. Plus la valeur de la constante est élevée, moins l'enzyme est efficace pour catalyser une réaction.