Introduction (10pts) Se nourrir Teneur en CO2 atmosphérique de

Introduction (10pts)
Un être vivant, quel qu’il soit, a besoin d’énergie pour assurer son fonctionnement et son développement. Les
végétaux terrestres utilisent la matière minérale dans leur environnement et de l’énergie lumineuse pour réaliser
la photosynthèse (métabolisme autotrophe). L’approvisionnement en carbone (sous forme de dioxyde de carbone
atmosphérique) et en eau et sels minéraux au niveau du sol induisent des contraintes entrainant un mode de vie
fixée. Nous allons voir, dans le tableau qui suit, les contraintes liées à ce mode de vie et les stratégies mises en
place par les végétaux terrestres
Contraintes
vitales des êtres
vivants
Contraintes du végétal
terrestre
Stratégies mises en place par les végétaux terrestres
Se nourrir
Teneur en CO2 atmosphérique
de 0,038%. Le CO2 est très dilué
dans le milieu Augmentation de la
surface d'échanges au
niveau des feuilles
Augmentation de la surface
d'échanges foliaire au niveau des
stomates et des chambres sous-
stomatiques (30 fois supérieure à la
surface foliaire externe).
Nécessité de capter de l'énergie
lumineuse pour réaliser la
photosynthèse
Surface foliaire importante et
présence de chloroplastes avec
chlorophylle pour capter l'énergie
lumineuse.
Prélèvement d'eau et de sels
minéraux dans le sol (milieu très
dilué)
Augmentation de la
surface racinaire
Développement de racines pivotantes
pour aller capter l'eau en profondeur
ou de racines superficielles pour
récupérer l'eau de pluie en surface.
Ces vastes
surfaces d'
échanges
aussi bien en milieu
aérien
qu'en milieu souterrain sont
incompatibles avec une mobilité active et entrainent un mode de vie fixée pour le végétal
terrestre. De nouvelles contraintes apparaissent alors liées à la vie fixée des végétaux.
Le
végétal
vit
à
l'interface de
deux milieux (air/sol). Les
apports de carbone et d'énergie
lumineuse se réalisent dans l'air
et les apports d'eau et de sels
minéraux se déroulent dans le
sol.
Nécessité d'un système
de conduction entre les
racines et les feuilles.
Le xylème lignifié transporte la sève
brute (eau et sels minéraux) des
racines vers les feuilles. Le phloème
transporte la sève élaborée (eau et
matière organique) dans tous les
organes de la plante.
Se protéger Le végétal terrestre doit se protéger des prédateurs car
impossibilité de fuite.
Mise en place de
défenses mécaniques
Développement
de cuticule sur les
feuilles, présence d'une paroi
cellulaire, richesse en silice des
cellules, transformation des feuilles en
épines, présence de poils urticants ou
non sur les feuilles.
Mise en place de
défenses chimiques.
Synthèse
de tanins au cours du
broutage, ce qui rend la feuille plus
indigeste ou plus amère. Libération de
gaz (éthylène) pour la communication
avec les autres végétaux.
Mise en place de
défenses biologiques.
Synthèse
de nectar pour attirer les
fourmis sur le végétal. Ces fourmis
gênent les herbivores durant le
broutage.

Contraintes
vitales des êtres
vivants
Contraintes du végétal
terrestre
Stratégies mises en place par les végétaux terrestres
Se protéger
Le végétal terrestre doit se
protéger de conditions
atmosphériques ou
climatiques défavorables.
Protection contre le stress
hydrique (dessèchement.
Déshydratation) lié au
vent, au soleil, au sel
(bord de mer).
Développement de
cuticule
épaisse imperméable, d’épines ou
d’aiguilles, présences de stomates
uniquement sur la face inferieure
de la feuille, fermeture des
stomates (pour
éviter l’évapotranspiration),
présence de poils, de cryptes, ou
repliement de la feuille pour limiter
les pertes hydriques.
Développement d’organes charnus
au niveau des feuilles pour mettre
l’eau en réserve.
Protection contre la
mauvaise saison
Mise en vie ralentie des arbres à
feuilles caduques avec perte des
feuilles à l’automne. Mise en place
d’organes spécialises assurant le
passage de la mauvaise saison
(bourgeon, bulbe)
Se reproduire
(pour assurer la
survie et
l’occupation du
milieu par la
descendance)
Le végétal doit réaliser
une reproduction sexuée
tout en étant fixé.
La fleur est l’organe
reproducteur des
végétaux terrestres.
La fleur émet des signaux visuels
(pétales et sépales colorés), des
signaux olfactifs (molécules
libérées par la plante), des signaux
gustatifs (fabrication de nectar)
pour attirer des pollinisateurs. Il
peut y avoir coévolution entre
certains végétaux et certains
pollinisateurs.
La fleur peut favoriser la libération
des grains de pollen (cellules
reproductrices males) : - En laissant
le vent ou les animaux propager le
pollen ; - en libérant une très
grande quantité de pollen pour
compenser le caractère aléatoire
de la pollinisation.
Le végétal doit favoriser
l’occupation du milieu en
propageant sa descendance. Le végétal utilise le fruit
comme mode de
propagation.
Le fruit peut être consommé par
des animaux, ce qui va faciliter la
propagation de la graine. Le fruit
peut être transporté par le vent ou
par l’eau.

Conclusion :
Les végétaux terrestres ont un mode de vie fixée. Ceci induit un certain nombre de contraintes qui
nécessitent la mise en place de stratégies spécifiques par le végétal.
-Pour se nourrir, le végétal développe des grandes surfaces d’échanges dans l’air et dans le sol, ce qui
implique le mode de vie fixée de la plante. Dans l’impossibilité de se déplacer, le végétal doit
développer des stratégies pour se protéger et se reproduire.
-Pour se protéger, il développe des défenses mécaniques, chimiques contre des agresseurs, des
mécanismes de vie ralentie pour passer la mauvaise saison ou des mécanismes limitant la perte
d’eau.
-Pour se reproduire, il développe un organe reproducteur spécifique (la fleur) pour faciliter la
reproduction sexuée et des mécanismes de dispersion des graines pour occuper son milieu de
vie.
II-A (4pts)
On cherche à comprendre comment se créent les huîtres triploïdes, ainsi que l’intérêt d’avoir de telles
huitres pour les ostréiculteurs.
A partir du document 2, on peut réaliser le schéma (doc annexe)

D’après ce schéma, on constate que les huîtres triploïdes sont constituées de triplets de chromosomes
homologues. Durant la méiose, l’appariement des chromosomes ne peut donc pas se réaliser au cours
de la première division. La formation de gamètes ne peut pas se réaliser, les huîtres triploïdes sont
donc stériles.
Le document 1 permet de faire une comparaison entre les huîtres triploïdes et les huîtres diploïdes. Les
huîtres triploïdes étant stériles, elles n’ont jamais de laitance, à la différence des huîtres diploïdes qui
fabriquent des gamètes les mois « sans r » (mai, juin, juillet, août). Les consommateurs apprécient
moins les huîtres avec cet aspect laiteux donc les huitres diploïdes se vendent moins bien au cours de
la saison estivale.
Si on compare la masse des huîtres triploïdes et celle des huîtres diploïdes, on constate que pour Port-
en-Bessin, le pourcentage de masse des triploïdes sur la masse des diploïdes est de 120% et qu’à
l’étang de Thau, ce rapport est de 135%. Les huîtres triploïdes grossissent plus vite que les huîtres
diploïdes, Ceci vient du fait que les huîtres diploïdes utilisent de l’énergie pour produire des gamètes et
se reproduire. Les huîtres triploïdes étant stériles, elles utilisent cette énergie pour d’autres fonctions et
notamment la croissance. Ainsi les ostréiculteurs, en utilisant les huîtres triploïdes. peuvent vendre des
huîtres sans laitance (préférées par les consommateurs) toute l’année et celles-ci grossissent plus
rapidement que les huîtres diploïdes. L’ostréiculteur pourra donc réaliser un bénéfice plus important sur
l’année.
II-B(6pts)
L’Elysie est une limace, mais c’est un animal très particulier car il est capable d’utiliser l’énergie
lumineuse (d’où son nom de « limace solaire ») et de synthétiser des molécules organiques par
photosynthèse. Cette particularité lui permet de ne prendre qu’un seul repas en quelques mois. On
cherche donc a comprendre comment cet animal peut vivre de cette façon.
Le document 1 est une électronographie d’une portion de cellule intestinale de l’Elysie. On observe
que cette cellule contient des mitochondries, organites sièges de la respiration cellulaire, mais aussi
des chloroplastes. Or les chloroplastes sont des organites spécifiques des cellules végétales
chlorophylliennes. La présence de ces chloroplastes est donc étonnante mais on peut en déduire que
les cellules intestinales seraient capables d’effectuer la photosynthèse. On comprend dès lors pourquoi
cette espèce de limace est appelée Elysia Chlototica et pourquoi elle a un corps de couleur verte
puisque les chloroplastes contiennent un pigment vert, la chlorophylle.
D’autre part ces chloroplastes ont une taille de l’ordre de 5 à 6 m avec une structure présentant des
thylakoïdes. On peut donc penser que ces chloroplastes sont parfaitement fonctionnels.
Le document 2 montre les variations du dégagement de dioxygène de l’Elysie en fonction de l’intensité
lumineuse. On observe que ce dégagement est important lorsque l’intensité lumineuse est de 100%
puis diminue lorsque cette intensité n’est plus que de 10% : On passe ainsi de 17 à 0.5  d’O2/h. On
peut en déduire que ce dégagement de O2 dépend de l’intensité lumineuse et permet ainsi d’estimer
l’activité photosynthétique de l’Elysie. L’Elysie est donc capable de capter de l’énergie lumineuse grâce
à la chlorophylle.
Enfin, en absence de lumière, on note une absorption de 7 L d’O2/h. La photosynthèse ne peut plus
se dérouler et les seuls échanges gazeux encore possibles sont ceux de la respiration cellulaire au
cours de laquelle le dioxygène est consommé et les molécules organiques oxydées.

Le document 3 montre le cycle de vie de l’Elysie. On peut noter que les œufs d’Elysie sont incolores et
que la très jeune limace est de couleur brune. On peut en déduire que durant cette période de sa vie
l’Elysie ne possède pas de chloroplastes.
Par contre, on observe qu’après s’être nourrie d’algue Vaucheria, la jeune limace devient verte et
conserve cette couleur à l’âge adulte.On peut en déduire que l’Elysie ne produit pas elle-même ses
chloroplastes mais que ces derniers proviennent des algues dont elle se nourrit.
Le document 4 présente des résultats obtenus avec des limaces, soumises à un jeûne prolongé de
sept mois après avoir été nourries au début avec des algues. Pour évaluer leur activité
photosynthétique et respiratoire, on mesure les quantités de dioxygène produit en pleine lumière mais
aussi les quantités de dioxygène absorbé à l’obscurité. Cela permet d’évaluer l’activité
photosynthétique seule à la lumière puisqu’on peut tenir compte du bilan production d’O2 et
consommation d’O2.
On observe que chez les limaces, les échanges de dioxygène sont importants pendant les cinq
premiers mois. Le bilan respiratoire par rapport à la photosynthèse passe ainsi de 4,7 à 6 puis 5 mol
de O2/mg/h alors que la suite on observe un échange moins important (0.2 mol de O2/mg/h au bout de
sept mois)On peut déduire que le métabolisme de l’Elysie fonctionne à plein régime pendant cette
période alors que l’Elysie n’est plus nourrie.
La production de O2 par photosynthèse est importante également jusqu’au cinquième mois de jeûne
puisqu’elle passe de 8,7 à 10,2 mol/mg/h. De même, la consommation en O2 est élevée pendant cette
période (4 à 6,2 mol/mg/h).
On peut déduire que pendant toute cette période, l’Elysie est capable d’avoir une activité
photosynthétique. Cette activité produit des molécules organiques (comme du glucose) qui sont ensuite
utilisées par les cellules de l’Elysie : ces molécules sont oxydées au cours de la respiration cellulaire.
L’activité respiratoire est donc importante tant que des molécules organiques sont synthétisées grâce à
la photosynthèse qui se déroule au niveau des chloroplastes présents dans les cellules intestinales de
l’Elysie.
On constate que les échanges gazeux diminuent par la suite : on peut alors supposer que l’activité
photosynthétique étant moins importante, la production de molécules organiques aussi. Ainsi, l’activité
respiratoire diminue en raison d’une diminution de substrat organique à oxyder. On constate en effet
qu’à partir du sixième mois, la consommation en O2 a fortement diminué car elle est passée de 6,2 à
2,8 mol/mg/h .
Bilan :
L’Elysie est un animal qui acquiert une activité photosynthétique lorsqu’elle consomme des algues
vertes (document 3). Cette consommation lui permet d’avoir des chloroplastes dans ses cellules
intestinales (document 1). La présence de ces chloroplastes permet à l’Elysie de capter, grâce à
la chlorophylle, de l’énergie lumineuse. Cette énergie lumineuse va fournir l’énergie nécessaire à
la synthèse de matière organique à partir de matière exclusivement minérale.Il y a donc
photosynthèse et production de dioxygène. Cette production de dioxygène permet de mesurer
l’activité photosynthétique de l’Elysie et de montrer l’importance de la lumière, condition
indispensable (document 2). La photosynthèse permet à l’Elysie d’être autonome pendant
quelques mois : le fort dégagement de dioxygène montre que l’activité photosynthétique est
importante (document 4). La synthèse de matière organique permet d’alimenter le métabolisme
respiratoire qui se déroule au niveau des mitochondries (document 1). La consommation élevée
de dioxygène (document 4) prouve que l’Elysie oxyde la matière organique, ce qui lui permet de
se fournir en énergie pendant plusieurs mois sans s’alimenter.