S - Raymond Rodriguez

Terminale S - Spécialité S.V.T.
Contrôle n° 2 - Jeudi 21 novembre 2002

Durée 1 HEURE


Sujet de type partie 2 exercice 2
Pratique du raisonnement scientifique

Résolution d'un problème scientifique à partir de l'exploitation de
documents
mise en relation avec les connaissances.

Partie du programme : Diversité et complémentarité des métabolismes


Afin de connaître le devenir du dioxyde de carbone absorbé par une cellule
végétale chlorophyllienne, on réalise un certain nombre d'expériences.

Question
À partir des informations tirées de chacun de ces documents, et en les
mettant en relation avec vos connaissances, expliquez comment le carbone
oxydé de l'atmosphère (CO2) se retrouve à l'état réduit dans les molécules
organiques constitutives du végétal.
D'après Hatier p. 64.


| |
|Document 1 |
|Conditions de la production de molécules organiques par des chloroplastes |
|isolés et entiers |
| |Montage 1 |Montage 2 |
|Conditions|- Suspension de chloroplastes |Temps 1 |
|expériment|isolés et entiers. |- Suspension de chloroplastes |
|ales |- Milieu dépourvu de CO2. |isolés et entiers. |
| |- Apport renouvelé de coenzyme |- Milieu dépourvu de CO2. |
| |R, d'ADP et de phosphate |- Apport d'une quantité définie |
| |inorganique. |de coenzyme R, d'ADP et de |
| |- éclairement constant (lumière |phosphate inorganique. |
| |blanche). |- éclairement constant (lumière |
| | |blanche). |
|Résultats |- Production d'ATP et de RH2. |- Production d'ATP et de RH2 et |
| |- Dégagement de dioxygène. |dégagement de dioxygène qui |
| |- Pas de synthèse de molécules |cessent au bout d'un certain |
| |organiques. |temps. |
| | |- Pas de synthèse de molécules |
| | |organiques. |
|Conditions|- |Temps 2 |
|expériment| |- Après arrêt du dégagement de |
|ales | |dioxygène, on ajoute du CO2 |
| | |dissous dans le milieu. |
|Résultats |- |- Le dégagement de dioxygène |
| | |reprend et il y a synthèse de |
| | |molécules organiques. |


| |
|Document 2 |
|Production de molécules organique par des cellules chlorophylliennes |
|On fournit à une suspension | |
|d'algues chlorophylliennes | |
|unicellulaires du CO2 marqué par | |
|du 14C radioactif. Le devenir de | |
|ce 14C radioactif est ensuite | |
|suivi par des techniques | |
|appropriées (mesure de la | |
|radioactivité des molécules | |
|produites en coups.min-1). | |
| | |
|Résultats | |
|- 2 secondes après ajout de CO2 | |
|marqué, 70% de la radioactivité | |
|se trouve sous forme de C3P (APG | |
|= acide phosphoglycérique). | |
|- 5 secondes après ajout CO2 | |
|marqué on trouve non seulement du| |
|C3P radioactif mais aussi deux | |
|autres molécules radioactives : | |
|du C5P2 (Ru.biP = ribulose | |
|bisphosphate) et des hexoses | |
|(sucres en C6). | |
| | |
|Le graphe ci-contre, par la | |
|mesure de la radioactivité des | |
|produit formés, indique | |
|l'évolution de la concentration | |
|de ces produits durant le temps | |
|de l'expérience (lumière jusqu'à | |
|30 min puis obscurité). | |


|Éléments de correction |
| |
|Document 1 |
|Montage 1 |
|( ( L'éclairement constant agit sur les photosystèmes qui libèrent des |
|électrons pris en charge par R ( RH2. |
|( ( L'énergie libérée permet la synthèse d'ATP à partir d'ADP et Pi. |
|( ( La photolyse de l'eau réalimente de système en électrons et libère O2. |
|( ( ( ( Pas de production de molécules organiques (MO) pas de CO2 |
|disponible. |
|Montage 2 |
|Temps 1 |
|( ( Idem montage 1 mais pas de renouvellement de R et ADP donc arrêt du |
|mécanisme quand R endogène est saturé (manque d'accepteur final et arrêt de|
|la chaîne d'oxydoréduction). |
|Temps 2 |
|( ( le CO2 ajouté est réduit par RH2 donc production de MO. |
|( ( La réduction du CO2libère R (RH2(R) et ADP (ATP ( ADP + Pi) |
|( ( reprise du fonctionnement des chaînes d'oxydoréduction, donc de la |
|photo oxydation de l'eau, donc dégagement de dioxygène. |
| |
|Document 2 |
|Résultats |
|( ( C3P est la première molécule produite (sucre en C3) en 2 s. |
|( ( C5P2 et les hexoses sont produits à partir de C3P |
|( ( 5 C3P + ATP ( 3 C5P2 + ADP |
|Graphique Lumière |
|( ( Accumulation d'Hexose = production de MO |
|( ( C3P et C5P2 constants, utilisés au fur et à mesure qu'ils sont produits|
| |
|Graphique Obscurité |
|( ( C5P2 se transforme C3P (tant que RH2 est disponible). |
|( ( C3P se transforme en hexose, tant que ATP disponible, puis s'accumule |
|(n'est plus utilisé) |
|( ( épuisement de C5P2, car pas d'ATP pour le régénérer. |
| |
|Bilan général |
|( ( Phase photochimique permet la production d'ATP et de RH2 (thylakoïdes).|
| |
|( ( ATP et RH2 sont utilisés dans la phase non photochimique et permettent |
|d'incorporer CO2 à MO. |
|( ( Nécessité de renouveler les précurseurs de RH2 et ATP. |



|Éléments de correction |
| |
|Document 1 |
|Montage 1 |
|( ( L'éclairement constant agit sur les photosystèmes qui libèrent des |
|électrons pris en charge par R ( RH2. |
|( ( L'énergie libérée permet la synthèse d'ATP à partir d'ADP et Pi. |
|( ( La photolyse de l'eau réalimente de système en électrons et libère O2. |
|( ( ( ( Pas de production de molécules organiques (MO) pas de CO2 |
|disponible. |
|Montage 2 |
|Temps 1 |
|( ( Idem montage 1 mais pas de renouvellement d