Annales 0 Exercice 2b+ C - Raymond Rodriguez

ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ PARTIE 2 PRATIQUE DU RAISONNEMENT SCIENTIFIQUE.
__________________________ Exercice 2 : sur 6 points Résolution d'un problème scientifique à partir de l'exploitation de
documents en relation avec les connaissances.
Partie du programme : Thème 3, diversité et complémentarité des
métabolismes.
Problème : On cherche à établir les relations entre l'absorption de
lumière, l'ATP et la synthèse de molécules organiques dans les
chloroplastes d'une cellule chlorophyllienne.
Question :
Document 1
Les chlorelles sont des algues vertes unicellulaires. À la suite d'une
mutation, on a pu obtenir des chlorelles incolores. À la lumière, après plusieurs jours de culture dans un milieu
exclusivement minéral, on constate que seules les chlorelles vertes se
multiplient alors que la population de chlorelles incolores reste stable. Cultivées dans les mêmes conditions mais à l'obscurité, ni les
chlorelles vertes ni les chlorelles incolores ne se multiplient. Document 2
Des chloroplastes isolés intacts sont mis en suspension dans un milieu
nutritif contenant de l'ADP et des phosphates marqués au 32P.
On étudie l'incorporation dans l'ATP de ce phosphore radioactif par les
chloroplastes dans différentes conditions d'éclairement variables dans le
temps.
La figure 1a traduit le résultat de cette étude, tandis que la figure 1b
rappelle le spectre d'absorption des radiations lumineuses par une
suspension de ces mêmes chloroplastes.
Figure 1
|[pic] |[pic] |
| | |
|Figure 1 a. |Figure 1 b. |
| | |
|Incorporation dans l'ATP de 32P |Spectre d'absorption d'une |
|radioactif par une suspension de |suspension de chloroplastes. |
|chloroplastes en fonction de | |
|l'éclairement. | | Document 3 Des expériences sont réalisées à partir de fragments de chloroplastes
séparés en deux fractions :
- une fraction constituée uniquement de thylacoïdes exposés à la lumière ;
- une fraction liquide provenant du stroma, laissée à l'obscurité et
additionnée de dioxyde de carbone marqué à l'isotope radioactif 14C du
carbone. Les expériences et leurs résultats sont consignés dans la figure 2.
Figure 2
Résultats des expériences sur les conditions de la fixation du dioxyde de
carbone dans les chloroplastes | | |
|Conditions expérimentales |Quantité de 14CO2 |
| |fixé dans le stroma, |
| |mesurée en coups par |
| |minute |
|1 |Stroma laissé à l'obscurité + ATP |43 000 |
|2 |Stroma laissé à l'obscurité |4 000 |
| | | | |
|3 |Stroma laissé à l'obscurité et |( puis placés|96 000 |
| |thylacoïdes ayant séjourné à la |à l'obscurité| |
| |lumière | | |
La figure 3 représente schématiquement l'organisation ultrastructurale d'un
chloroplaste.
Figure 3 [pic] INDICATEUR DE CORRECTION ET PROPOSITION DE BAREME PARTIE 2
Exercice 2 (6 points)
Sujet d'enseignement de spécialité : Thème 3 - Diversité et complémentarité
des métabolismes.
L'analyse doit strictement utiliser les méthodes du raisonnement en
physiologie et ne doit en aucune façon ressembler à une récitation.
Le cheminement exposé dans le corrigé n'est pas obligatoire : tout
cheminement sera accepté.
|Éléments de réponse attendus |Barème proposé |
|Document 1 : | |
|Multiplication traduit la synthèse de matière |0,5 point |
|organique - celle-ci nécessite la présence de lumière| |
|et de pigments chlorophylliens | |
|Document 2 | |
|Figure 1a : | |
|Maximum d'incorporation 32P à lumière blanche et | |
|rouge (700nm) |1,5 point |
|Minimum à l'obscurité et lumière verte (# 500 nm) | |
|Figure 1b : | |
|Maximum d'absorption à violet (< 480 nm) et rouge | |
|(700 nm) | |
|Minimum d'absorption à vert (# 500 nm) | |
|Mise en relation : | |
|Concordance des longueurs d'onde absorbées et | |
|efficaces | |
|Incorporation 32P dans molécule ATP, intermédiaire | |
|énergétique | |
|Dans le chloroplaste, conversion énergie lumineuse ( | |
|chimique | |
|Document 3 | |
|Condition 1 : stroma seul peu efficace pour fixation | |
|14C | |
|Comparaison conditions 1 / 3 : ATP fournit énergie |2,5 points |
|pour fixation 14C | |
|La fixation 14C peut donc se faire à l'obscurité en | |
|présence ATP | |
|Comparaison conditions 3 / 2 : thylacoïdes exposés à | |
|lumière sont encore plus performants qu'ATP pour | |
|fixation 14C | |
|Mise en relation : | |
|Fixation 14C du CO2 correspond à synthèse matière | |
|organique | |
|Énergie nécessaire à synthèse matière organique | |
|provient des thylacoïdes exposés à la lumière | |
|Bilan général : | |
|Dans les thylacoïdes, pigments absorbent certaines | |
|longueurs d'onde |1,5 point |
|L'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique| |
|(P ( ATP) | |
|Dans le stroma, ATP fournit énergie pour incorporer C| |
|à molécules organiques, à l'obscurité | |
| |Total : 6 points |
-----------------------
Répondez au problème posé à l'aide des résultats expérimentaux présentés
dans les documents 1 à 3.