Le parenchyme foliaire prélève et libère du CO2 dans l`atmosph

Devoir N°6
18/03/09
BIOLOGIE
Épreuve A
Durée : 3 heures 30 minutes
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L’usage de la calculatrice, d’abaques et de tables est interdit pour cette épreuve.
Le parenchyme foliaire prélève et libère du CO
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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 CO
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absorbé.
Certaines des molécules organiques redonnent du CO
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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) CO
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= 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
CO
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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)
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I. L’assimilation ou réduction du carbone du CO
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en trioses P
A. Les expériences de Calvin : marquage du C du CO
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, évolutions f(CO
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), 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 CO
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Lien avec IPnette plus élevée, Adaptation au milieu sec
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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
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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)
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Conclusion
(Bilan) schéma fonctionnel synthétique de la cellule du parenchyme palissadique = trajet du CO
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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...
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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
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