L’ATP et la bioluminescence du lampyre

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Énergie et cellule vivante
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2008 | Académie : Pondichéry
 
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
L’ATP et la bioluminescence du lampyre
 
 

Énergie et cellule vivante

Corrigé

42

Spécialité

svtT_0805_12_00C

 

Pondichéry • Mai 2008

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Le lampyre est un insecte capable d’émettre une lumière : ce phénomène se nomme la bioluminescence. La femelle garde toute sa vie un aspect larvaire, d’où le nom de ver luisant parfois utilisé pour désigner le lampyre. Ces signaux lumineux servent notamment à la parade amoureuse.

> À partir de l’étude des documents mise en relation avec vos connaissances, montrez comment l’ATP intervient dans ce phénomène et comment il est produit dans la cellule.

Document 1

Expériences de bioluminescence réalisées in vitro

 

Tubes

Contenus des tubes

Résultats

1

Luciférine + ATP + luciférase

Aucune lumière produite

2

Luciférine + O2+ luciférase

Aucune lumière produite

3

Luciférine + ATP + O2+ luciférase

Émission d’une lumière

 

Remarque. La luciférine et la luciférase (enzymes) sont présentes dans le cytoplasme des cellules du lampyre. La luciférine est le substrat de la luciférase. L’oxygène intervient dans une réaction d’oxydation du complexe luciférine - luciférase.

Document 2

Consommation de dioxygène
par des mitochondries isolées

Des mitochondries sont isolées à partir de cellules animales. À l’aide d’un système ExAO (expérimentation assistée par ordinateur), on suit la concentration en dioxygène du milieu dans les conditions expérimentales ci-après :


 

D’après SVT spécialité, Didier.

Document 3

Intensité lumineuse (IL) en fonction de la concentration en ATP du milieu (&micro g&middot mL&ndash 1)

Un extrait d’abdomen de lampyre est placé en présence de dioxygéne. On mesure l’intensité lumineuse selon la concentration d’ATP du milieu.


 

D’après www.didier-pol.net.

Comprendre le sujet

  • Le libellé du sujet souligne que les documents fournis se rapportent à deux aspects du métabolisme de l’ATP dans la cellule : son intervention dans la bioluminescence d’une part, sa production dans la cellule d’autre part.
  • Il faut d’abord trouver les documents qui se rapportent à chacun de ces aspects : les documents 1 et 3 pour le premier aspect, le document 2 pour le second. Il est donc légitime de ne pas exploiter les documents dans l’ordre mais d’envisager le document 3 après le document 1 qu’il complète.
  • Les documents 1 et 3 se rapportent à un phénomène que vous n’avez pas étudié en classe  ils font donc essentiellement appel à la rigueur du raisonnement à partir des informations extraites des documents. La seule connaissance générale que vous devez mobiliser a trait au mode d’action des enzymes, en liaison avec la vitesse d’une réaction enzymatique en fonction de la concentration du substrat.
  • En revanche, l’interprétation du second document implique de mobiliser les connaissances sur les conditions de synthèse d’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique.
  • Il est nécessaire de faire un bilan montrant que vous avez bien compris comment les réactions de bioluminescence dépendent de la respiration mitochondriale.

Mobiliser ses connaissances

L’ATP est une molécule indispensable à la vie cellulaire. Toutes les activités des cellules consomment des intermédiaires métaboliques, en particulier de l’ATP. L’ATP n’est pas stocké mais régénéré aussi vite qu’il est détruit. Toute cellule vivante régénère son ATP en oxydant des molécules organiques par processus respiratoire ou fermentaire.