Exercice 1 : Plastes et amidon · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole Candidat libre 2021 (sujet 2)

Expliquer les mécanismes aboutissant à la présence d'amidon dans les amyloplastes.

Réponse : Introduction : Les plantes à fleurs (Angiospermes) sont des organismes autotrophes capables de synthétiser leur propre matière organique par photosynthèse. Chez la pomme de terre (*Solanum tuberosum*), la photosynthèse a lieu dans les feuilles (organes sources), tandis que les glucides sont mis en réserve sous forme d'amidon dans les amyloplastes des tubercules (organes puits). 1. Synthèse de glucides et d'amidon transitoire dans les chloroplastes (organes sources) : - Au niveau des cellules chlorophylliennes des feuilles, les chloroplastes réalisent la photosynthèse. - Grâce à l'énergie lumineuse captée par les pigments photosynthétiques, la phase photochimique génère du pouvoir réducteur ($NADPH,H^+$) et de l'énergie ($ATP$). - La phase chimique (cycle de Calvin) incorpore le dioxyde de carbone ($CO_2$) atmosphérique pour produire des trioses-phosphates. - Une partie de ces glucides est temporairement stockée le jour sous forme d'amidon transitoire au sein du stroma des chloroplastes (mis en évidence par la coloration sombre au test à l'eau iodée). 2. Exportation et transport des glucides sous forme de saccharose : - L'amidon étant un polymère de glucose insoluble, il ne peut pas circuler tel quel dans la plante. - Il est donc hydrolysé (notamment la nuit) en sucres solubles (glucose, trioses). - Les cellules foliaires synthétisent du saccharose, un disaccharide soluble non réducteur adapté au transport à longue distance. - Le saccharose est chargé dans les tubes criblés du phloème et circule via la sève élaborée des organes sources (feuilles) vers les organes puits (racines, bourgeons, tubercules). 3. Stockage pérenne dans les amyloplastes des tubercules (organes puits) : - Au niveau du tubercule, le saccharose est déchargé de la sève élaborée et pénètre dans les cellules de réserve. - Il est clivé (par des enzymes comme la saccharose synthase ou l'invertase) en oses simples (glucose, fructose), puis phosphorylé en glucose-phosphate. - Le glucose entre ensuite dans les amyloplastes, organites spécialisés dépourvus de pigments photosynthétiques. - Des enzymes spécifiques (amidon synthase, enzyme branchante) polymérisent ces unités de glucose en deux macromolécules : l'amylose (polymère linéaire en hélices) et l'amylopectine (polymère ramifié), formant des grains d'amidon denses colorés en noir par le lugol. Conclusion : La présence d'amidon dans les amyloplastes résulte donc d'une coopération tissulaire et organique : photosynthèse foliaire dans les chloroplastes, conversion en métabolite de transport (saccharose) véhiculé par le phloème, puis polymérisation en amidon insoluble de réserve au sein des amyloplastes des organes puits.