Le devenir des produits 
de la photosynthèse

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Inédit
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Le devenir des produits
de la photosynthèse

Génétique et évolution

Corrigé

10

Terre et univers

svtT_1200_00_03C

Sujet inédit

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

> À partir des informations extraites des documents et de vos connaissances, montrez le devenir des produits de la photosynthèse lors de la formation des grains d’un plant de maïs.

Votre conclusion sera complétée par un schéma bilan prenant en compte les notions de source, de puits et les relations entre les deux.

Document 1

Évolution de la concentration en glucides totaux, saccharose, amidon et sucres réducteurs (glucose, fructose) des feuilles de maïs


Saccharose et amidon sont des formes de réserves des glucides.

Document 2

Évolution de la concentration en glucides : saccharose, amidon et sucres réducteurs (glucose, fructose, maltose) d’un grain de maïs en croissance


Document 3

Évolution de la teneur en sucres solubles circulant dans une tige de maïs


On ne met pas en évidence d’amidon dans la tige.

Saccharose, glucose, fructose et maltose sont des sucres solubles.

Comprendre le sujet

Bien avoir en tête :

  • qu’une plante verte possède des organes autotrophes (feuilles) et hétérotrophes (tige, racines, graines…).
  • que les composés glucidiques sont synthétisés à partir de matières minérales dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes autotrophes et transférés, en grande partie, dans les organes hétérotrophes non chlorophylliens.

Avec ces repères, il s’agit d’exploiter les documents pour mettre en évidence la succession des phénomènes conduisant à l’accumulation de matières glucidiques de réserve dans les grains de maïs à partir des matières minérales puisées par les plants de maïs dans le milieu.

Mobiliser ses connaissances

  • Les organes « sources » sont les organes où a lieu la photosynthèse à l’origine des matières organiques qui peuvent être stockées. Les ions minéraux et l’eau nécessaire à la photosynthèse sont apportés par les vaisseaux du xylème. Les matières organiques synthétisées sont exportées vers des organes « puits » grâce aux vaisseaux du phloème où elles peuvent à nouveau être stockées.
  • Les systèmes conducteurs permettent la circulation de matière dans la plante, notamment entre système aérien et souterrain.
Corrigé

Exploitation du document 1 a

  • La concentration en glucides totaux augmente rapidement (de 3 à 12 % MS) durant les 12 premières heures d’exposition à la lumière, puis très faiblement (de 12 à 15 % MS) dans les heures qui suivent. Les feuilles à la lumière synthétisent donc des glucides. Durant ces 12 heures, c’est essentiellement du saccharose (1 à 7 % MS) et de l’amidon (1 à 4 % MS) qui sont produits. Durant les 36 heures qui suivent, les feuilles fabriquent seulement un peu d’amidon.
  • Pendant 48 heures, les sucres réducteurs gardent une concentration à peu près constante (2 % MS). Cette concentration constante traduit un équilibre entre leur synthèse, leur utilisation par la feuille et leur conversion en glucides de réserve (amidon, saccharose).
  • À la lumière, dans la feuille chlorophyllienne, les sucres réducteurs synthétisés par photosynthèse sont régulièrement stockés sous forme d’amidon et surtout de saccharose.

Exploitation du document 1 b

  • Dans les 12 heures qui suivent le passage à l’obscurité, la concentration en glucides totaux baisse rapidement (de 15 à 4 % MS), puis plus lentement ensuite.
  • Cette chute est due à la disparition du saccharose (de 7 à 1 % MS) en 12 heures et de l’amidon (de 5 à 0 % MS) en 24 heures. La quasi-disparition des glucides de réserve est liée à l’arrêt des synthèses glucidiques en raison de l’obscurité et à leur utilisation (en partie dans la feuille et, pour la partie la plus importante, par exportation vers les cellules non chlorophylliennes).

Exploitation du document 2

  • 15 à 16 jours après la fécondation, le grain de maïs contient, en quantités à peu près égales (de l’ordre de 10 % de MS), du saccharose, des sucres réducteurs et de l’amidon. Le grain de maïs n’étant pas chlorophyllien, ces glucides ne peuvent provenir que d’une autre partie du plant de maïs.
  • Après le 15e jour, les concentrations de saccharose et de sucres réducteurs baissent jusqu’à s’annuler, alors que celle d’amidon augmente fortement pour atteindre 80 % de MS. Dans le grain, il y a donc synthèse d’amidon, qui est un glucide de réserve. On peut supposer, étant donnée leur disparition, que le saccharose et les sucres réducteurs ont été utilisés en grande partie pour la synthèse d’amidon.

Exploitation du document 3

Il faut lire avec beaucoup d’attention les textes qui accompagnent les documents. Ainsi, dans le document 3, le terme « circulant » a une grande importance, car il permet d’exploiter le document de manière efficace.

  • Le document renseigne sur la nature et l’importance quantitative des glucides présents dans la tige du maïs et arrivant aux grains : ils sont donc transportés dans la sève élaborée.
  • L’amidon est absent dans la tige et donc dans la sève élaborée. L’amidon du grain a donc été synthétisé à partir du saccharose et des sucres réducteurs présents dans la sève élaborée. Cela est confirmé par le fait que la période pendant laquelle la synthèse d’amidon est la plus forte dans le grain (entre le 15e et le 20e jour après la fécondation) est aussi celle où la teneur en sucres de la sève élaborée est la plus importante.

Bilan

Au moment de la croissance des grains, les sucres réducteurs formés par photosynthèse dans les chloroplastes sont provisoirement stockés, le jour, dans les cellules chlorophylliennes des feuilles, sous forme d’amidon et de saccharose. Sucres réducteurs et saccharose sont également transportés le jour dans la sève élaborée vers les grains de maïs (organes « puits »), mais ce transport a aussi lieu à l’obscurité, la nuit ; l’amidon stocké dans les feuilles est alors converti en sucres solubles et disparaît donc des organes « source », les feuilles.

À partir des sucres réducteurs et du saccharose qui leur parviennent, les grains de maïs synthétisent de l’amidon, glucide de réserve qui s’accumule.

Schéma bilan