Le parenchyme foliaire prélève et libère du CO2 dans l`atmosph
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Devoir N°6 18/03/09 BIOLOGIE Épreuve A Durée : 3 heures 30 minutes _________ L’usage de la calculatrice, d’abaques et de tables est interdit pour cette épreuve. Le parenchyme foliaire prélève et libère du CO2 dans l’atmosphère interne de la feuille. Suivre, au sein des cellules chlorophylliennes des Angiospermes, le devenir d’un atome de carbone au cours du métabolisme glucidique. Les réactions de la glycolyse, du cycle de Krebs et, du cycle de Calvin sont fournies. Le cycle de Krebs Barème de correction du sujet du DS n°6 du 18 mars 2009 Introduction (Approche générale du sujet) Les angiospermes sont des organismes dont les cellules sont pourvues d’un noyau et dont le cytoplasme est compartimenté ; ce sont donc des eucaryotes. Les cellules de leur parenchyme foliaire contiennent des chloroplastes riches en chlorophylle, ce qui fait qu’ils appartiennent à la lignée verte. Grâce à ces cellules qui sont des cellules chlorophylliennes, les angiospermes réalisent la photosynthèse. Ils synthétisent leurs molécules organiques à partir de molécules minérales et en particulier le CO2 absorbé. Certaines des molécules organiques redonnent du CO2 libéré lors de la respiration se déroulant en partie dans la mitochondrie, et permettant de récupérer de l’énergie utilisable pour toutes les activités cellulaires. (Présentation de la problématique) CO2 = état minéral ou oxydé du C et C inclus dans molécules organiques = état organique ou réduit du C. Il s’agit donc de montrer comment se réalise la réduction ou assimilation du C conduisant du CO2 aux molécules organiques, première étape de l’anabolisme puis comment ce carbone se retrouve dans les diverses molécules organiques en empruntant les multiples voies de l’anabolisme et à nouveau oxydé lors de la respiration, voie de catabolisme oxydatif, le C retournant ainsi à l’état de CO2 (Présentation du plan) I. L’assimilation ou réduction du carbone du CO2 en trioses P A. Les expériences de Calvin : marquage du C du CO2, évolutions f(CO2), idée de cycle... B. Le cycle de Calvin dans le stroma du chloroplaste Carboxylation du RuBP conduisant au 3PG (=APG) = entrée du C dans les molécules organiques catalysée par RUBISCO, caractères de l’enzyme et opposition carboxylase/oxygénase (photorespiration) réduction de l’APG en triose P couplée à réduction du NADPH, activation par phosphorylation préalable par ATP, NADPH et ATP issus des réactions photochimiques régénération du RuBP avec phosphorylation par ATP Bilan : sortie d’un triose P par entrée de 3 CO2 C. Le cas particulier des plantes en C4-C3 Une préfixation du C dans oxaloacétate (cytosol) dans le parenchyme du mésophylle avec intervention de la PEP carboxylase, caractères de l’enzyme, donne malate dans stroma, malate exporté vers Chloro.du par. périvasculaire CO2 libéré à partir du malate et entrant dans le cycle de Calvin Plus d’utilisation d’ATP mais meilleure efficacité aux faibles concentrations en CO2 Lien avec IPnette plus élevée, Adaptation au milieu sec II. Les synthèses organiques de glucides à partir des trioses P A. stockage temporaire sous forme d’amidon, le jour, déstockage la nuit B. La sortie du chloroplaste des triosesP Intervention d’un antiport trioseP/Pi C. La synthèse de divers glucides aux destinées variées Glucose pouvant entrer dans le catabolisme énergétique Saccharose = forme de circulation des glucides dans la sève élaborée Polymère ayant rôle structural : cellulose, hémicellulose de la paroi D. Les glucides à l’origine des diverses molécules organiques Grâce à amination, (voies conduisant aux protéines et acides nucléiques) à partir de l’acétylCoA voie conduisant aux lipides III. Le catabolisme oxydatif des glucides, à l’origine du retour du C à l’état de CO2 A. La glycolyse dans le hyaloplasme, première phase de la respiration grandes étapes : investissement à partir d’hexoses avec phosphorylation des molécules par ATP puis récupération d'énergie sous forme d’ATP à partir des triosesP, pyruvates produits couplage entre oxydation du C des molécules organiques et réduction du coenzyme NAD+ synthèse d’ATP associée par phosphorylation au niveau du substrat B. Les décarboxylations oxydatives de la respiration dans la matrice de la mitochondrie Entrée du pyruvate par antiport dans la mitochondrie La décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl coA, couplage avec réduction de NAD+ Le cycle de Krebs : décarboxylations, oxydations avec réduction de NAD+ et FAD et phosphorylation au niveau du substrat Décarboxylations => retour à l’état minéral. rmq: réoxydation des coenzymes et synthèse d’ATP par chaîne respiratoire (détails hors sujet) Conclusion (Bilan) schéma fonctionnel synthétique de la cellule du parenchyme palissadique = trajet du CO2 et du C dans différentes molécules organiques, entrée (par réduction du C) dans les molécules organiques et sortie (par oxydation du C) sous forme de CO2 (Ouverture) opposition phototrophie des cellules photosynthétiques à chimiotrophie des autres cellules des angiospermes. Ou cycle du C ici ultra court au sein même d’une cellule autotrophe, mais cycle plus long via chaînes alimentaires etc... Plan pertinent par rapport au sujet, sous parties, qualité des transitions Qualité des schémas : taille, exactitude, titre, documents annotés ou informations reprises de façon sélective Soin apporté à la présentation, à la rigueur et la précision de la rédaction, et à l'orthographe Total sur ** * * * ** *** ** ** ** * * ** * * ** ** ** ** ** *** * * * * * * * ** * ** * * * ** ** * * * ** ** ** *** ** 68
