DS: La photosynthèse

« Correction du DST de spécialité de SVT du 20 novembre La photosynthèse est une réaction métabolique responsable de l’oxygénation de l’atmosphère.

Les cellules eucaryotes possédant des chloroplastes ainsi que les cyanobactéries la réalisent respectivement depuis 3,8 milliards d’années et 1,5 milliards d’années. Une cellule eucaryote qui effectue la photosynthèse possède donc des chloroplastes.

On se demande donc quelle est l’origine de cet organite chez les eucaryotes ? Nous répondrons à cette problématique en étudiant les documents qui nous sont proposés. I – L’étude de la membrane et de la localisation de l’ADN chez les cyanobactéries et chez les eucaryotes chlorophylliens Le document 1 nous montre que la membrane interne des chloroplastes présents dans les cellules eucaryotes chlorophylliennes à la même composition que celle des cyanobactéries. Nous remarquons également que la membrane externe de ces mêmes chloroplastes à la même composition que la membrane cytoplasmique de la cellule eucaryote qui les contient. Enfin, une observation intéressante est effectuée au niveau de la forme de l’ADN.

En effet, les chloroplastes contiennent de l’ADN présent sous forme cellulaire, tout comme les cyanobactéries. L’interprétation de ces observations, peut s’effectuer grâce à l’étude du document 2.

Ce document nous apprend que les cellules eucaryotes peuvent phagocyter des bactéries et dans certains cas ne pas les digérer. La photo représentée dans ce document nous montre alors que la bactérie reste dans le cytoplasme de la cellule qui l’a phagocytée dans une vésicule composée d’une membrane externe correspondant à celle de la cellule eucaryote, d’une membrane interne bactérienne et d’un ADN bactérien circulaire.

(Schéma explicatif possible). Cette vésicule possède donc toutes les caractéristiques du chloroplaste. A l’issue de l’étude de ces deux documents, nous pouvons donc proposer une hypothèse explicative pour l’apparition des chloroplastes chez les cellules eucaryotes. Les chloroplastes des cellules eucaryotes seraient donc le résultat d’une endosymbiose, qui se serait effectuée entre 2 et 1 milliards d’années, entre une bactérie photosynthétique et une cellule eucaryote primitive. Voyons maintenant si des études génétiques confirment cette hypothèse. II – Etude génétique : le gène de la petite sous-unité ribosomale Le document 3 détaille cette étude effectuée sur le gène codant la petite sous-unité ribosomale des ribosomes cytoplasmiques et des ribosomes du chloroplaste chez le maïs, Zae mays. La comparaison de ces gènes avec ceux d’autres espèces a permis d’obtenir l’arbre de parenté présenté dans le document 3. Nous remarquons que la prise en compte de l’ADN nucléaire (codant pour la petite sous unité des ribosomes cytoplasmiques) montre une parenté proche entre le maïs et la levure (Saccharamyces cerevisiae) qui est un eucaryote. Cependant l’étude de l’ADN du chloroplaste (codant pour la petite sous unité des ribosomes du chloroplaste) apparente le maïs aux eubactéries. Ce résultat conforte l’idée que le chloroplaste est un organite d’origine bactérienne.

Ce qui va dans le sens de la théorie endosymbiotique. Nous allons maintenant nous intéresser à la localisation du gène codant pour une partie d’une protéine indispensable.... »