DIVERSITE ET COMPLEMANTARITE DES METABOLISMES

« Les feuilles des végétaux chlorophylliens sont des organes impliqués dans la photosynthese, le photosynthese se definissant comme étant la syhnthese de matiere organique dans la plante à partir de carbone mineral et en utilisant l'energie lunimeuse.

A partir de l'étude des documents proposés nous allons montrer comment les différentes structures de la feuille coopèrent dans la réalisation de cette photosynthese. Le document 1 nous montre que la feuille utilise le dioxyde de carbone radioactif pour synthétiser sa matière organique.

En effet le carbone radioactif contenu dans le dioxyde de carbone se retouve quelques temps apres dans les molécules de glucide.

C'est la photosynthese.

On observe cependant que la radioactivité ne se situe pas seulement dans la partie de la feuille au contact du gaz radioactif, mais dans toute la partie éclairée.

Cela suppose donc d'une part qu'il existe dans la feuille des structures permettant la rentrée des gaz , d'autre part que le gaz peut diffuser à l'intérieur de la feuille Cela suppose aussi que la lumière est indispensable à la photosynthèse. Le document 3 montre en effet qu'il existe des ouvertures dans l'épiderme inférieur de la feuille, les stomates.

On observe que l'ouverture de ces stomates est variable en fonction du moment de la journée, et que le degré d'ouverture est très étroitement corrélé à l'intensité de la photosynthèse: c'est donc par ces ouvertures que les gaz pénètrent dans la feuille.

Quand le dioxyde de carbone rentre dans la feuille en quantité importante l'intensité de la photosynthese est élevée.

Ces ouvertures dans la feuille devraient avoir pour conséquence une perte d'eau par celle ci.

L'existence d'une cuticule imperméable ainsi que d'une ouverture réglable des stomates permet de limiter ses pertes d'eau. On observe par ailleurs que l'intérieur de la feuille présente des lacunes: c'est dans ces lacunes que la gaz pourra librement circuler . Le document 2 nous montre par ailleurs la localisation de la carboxylase, enzyme indispensable à la fixation du dioxyde de carbone dans la feuille.

On observe que cette enzyme se localise dans les cellules du parenchyme chlorophyllien, au niveau des chloroplastes qui contiennent la chlorophylle.

C'est donc à ce niveau que se déroulera la photosynthèse, la chlorophylle permettant de capter l'énergie lumineuse.

La disposition extrêmement jointive des cellules chlorophylliennes dans le parenchyme palissadique va permettre de capter un maximum d'énergie par la plante. Ainsi donc on a pu montrer comment les structures de la feuille coopèrent pour réaliser la photosynthèse: à la lumière les stomates s'ouvrent pour laisser entrer le dioxyde de carbone.

Ce dioxyde de carbone peut circuler dans la plante jusqu'aux cellules chlorophyllienne ou son incorporation pourra se faire grâce à la carboxylase.

Ainsi sont synthétisés les premières molécules de glucide. PROPOSITION DE CORRECTION : Introduction = rappel du sujet Document 1 Conditions d’expérience : le CO 2radioactif est fourni de manière localisée, ½ de la feuille est éclairée, l’autre moitié est recouverte de papier opaque (pas de lumuière) Résultats : Seule la portion de la feuille exposée à la lumière contient donc fabrique des glucides radioactifs. Interprétation : Le CO 2est utilisé pour la synthèse des glucides. La synthèse nécessite la présence de lumière. Le CO 2diffuse dans toute la feuille à partir du point d'entrée. Document 2 et 3a Conditions d’expériences : Recherche de la localisation cellulaire par immunofluorescence de l’enzyme carboxylase Résultats : l'enzyme carboxylase est présente dans toutes les cellules des parenchymes chlorophylliens (palissadique et lacuneux) renfermant des chloroplastes (seules cellules apparaissant en blanc brillant). Interprétation : La fixation du CO 2sur le ribulose biphosphate se fait dans tous les tissus chlorophylliens de la feuille, grâce à l’enzyme carboxylase.

Cela aboutit à la synthèse des glucides. Document 3 Résultats 3a : les stomates communiquent avec un réseau de lacunes parcourant toute la moitié inférieure de la feuille. Résultats 3b et 3c : L'intensité photosynthétique est liée à l'ouverture des stomates (similarité des tracé) Il ya deux maximums vers 10h et 18h, et un minimum relatif vers 13h.

(Extraction de valeurs ou variations) La nuit, en absence de lumière, les stomates sont fermés et toute photosynthèse est interrompue. Interprétation : le CO 2entre par les stomates et diffuse dans l'ensemble de la feuille jusqu'aux cellules parenchymateuses, lieu de sa fixation.. »