Baccalauréat série S d`après baccalauréat Nouméa, session 2006

Baccalauréat série S
d'après baccalauréat Nouméa, session 2006 et Polynésie, session 2008.
Partie 2.2 : enseignement de spécialité (5 points) Diversité et complémentarité des
métabolismes
Les Coraux sont des animaux qui vivent fixés. Leur corps est constitué d’une partie molle (le
polype) et d’une partie dure (le squelette) dont l’accumulation peut constituer un récif. Des
observations cytologiques ont montré que les polypes vivent en association avec des algues
unicellulaires, les xanthelles. Ces dernières sont localisées dans les cellules périphériques du
polype.
On cherche à comprendre les relations métaboliques entre l’algue
unicellulaire et le polype.
À partir d’une étude des documents 1, 2 et 3, montrez qu’il existe chez
l’algue et le polype une diversité et une complémentarité des métabolismes.
Document 1. Évolution de la concentration en dioxygène au cours du temps dans un milieu
contenant des algues unicellulaires dont le métabolisme est similaire à celui des xanthelles.
Les algues unicellulaires ont été placées soit à l’obscurité (zone grisée) soit à la lumière (zone
blanche). Au début de l’expérience, le milieu de culture est dépourvu de dioxyde de carbone. Puis
on ajoute une goutte d’une solution enrichie en dioxyde de carbone dans le milieu de culture. Les
résultats sont figurés sur le schéma ci-dessous.
d’après les données (modifiées) du site Biologie et Multimédia, Université Pierre et Marie Curie et
de Prat R. L’expérimentation en physiologie végétale. Hermann, Paris.
Document 2. Les échanges entre les xanthelles et les polypes
On a réalisé 3 milieux contenant :
– milieu 1 : des xanthelles isolées dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2 radioactif ;
– milieu 2 : des polypes associés aux xanthelles dans une eau de mer filtrée enrichie en CO 2
radioactif ;
– milieu 3 : des polypes dépourvus de xanthelles dans une eau de mer filtrée enrichie en CO 2
radioactif.
On localise alors la radioactivité dans les xanthelles et dans les cellules du polype au cours du temps
à l’obscurité et à la lumière. On étudie ensuite la nature chimique des molécules radioactives
détectées dans l’algue ou le polype. Le tableau ci-dessous montre les résultats obtenus.
Détection de la
Détection de la
radioactivité
radioactivité dans les
dans les cellules du polype
xanthelles isolées du
associées aux xanthelles2
milieu 1
du milieu 2
à l’obscurité
-
Détection de la
radioactivité dans les
cellules du polype
dépourvues de xanthelles1
du milieu 3
-
-
à la
5
+
lumière
30
+
(temps en
+
+
secondes) 360
(+) : radioactivité détectée dans les diverses molécules organiques
(-) : radioactivité non détectée
-
1
: Polypes obtenus par exposition prolongée à l’obscurité qui provoque l’expulsion des xanthelles.
: On détecte la radioactivité uniquement dans les cellules du polype après avoir expulsé les
xanthelles.
2
Document 3. Une véritable coopération.
Le tableau suivant est le résultat d’une expérience dont l’objectif est d'approfondir la relation entre
les polypes et leurs algues intracellulaires (xanthelles).
On isole la xanthelle d’un polype et on la met en culture in vitro. A l’aide d’un marquage effectué
au 14CO2, on étudie l’activité photosynthétique (quantité de 14C fixé, en coups par minute) et le rejet
de carbone organique par la xanthelle dans le milieu ( 14C relâché, en % du total fixé). On fait varier
le milieu où sont placées les xanthelles, en y ajoutant éventuellement un broyat de polype (jus de
l’animal broyé).
Traitement expérimental
14
C fixé
14
C relâché
Xanthelles dans l’eau de mer
1,4
31 %
Xanthelles dans l’eau de mer, additionnée de
broyat d’un polype pourvu de xanthelles
14,1
58 %
d’après Trench, 1971.