Exercice 1 - Sujet 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole 1 remplacement 2021

Expliquer comment la photosynthèse d'une plante mère peut permettre le développement d'une nouvelle plante issue de la reproduction sexuée.

Réponse : Introduction Chez les Angiospermes, la reproduction sexuée aboutit à la formation d'une graine contenant l'embryon d'une nouvelle plante. Lors des premières étapes de la germination, la jeune plantule vit sous terre, sans lumière ni feuilles fonctionnelles : elle ne peut pas réaliser la photosynthèse. Comment la photosynthèse réalisée par la plante mère permet-elle d'assurer les besoins nutritifs et le développement de cette nouvelle plante ? --- ### 1. La production de matière organique chez la plante mère par photosynthèse * Siège et mécanisme : Dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes des feuilles (organes sources), la photosynthèse convertit l'énergie lumineuse en énergie chimique. L'eau du sol est oxydée et libère du dioxygène. Le CO2 atmosphérique est fixé lors de la phase chimique (cycle de Calvin) pour produire des glucides (trioses phosphates, puis saccharose et amidon transitoire). * Devenir et transport : Le saccharose, soluble, est chargé dans le phloème (sève élaborée). Il circule des organes sources vers les organes puits : fleurs, fruits et graines en formation. * Argument expérimental : Si l'on fournit du 14CO2 à une feuille de plante en fructification, la radioactivité se retrouve d'abord dans la feuille. Elle apparaît ensuite dans le phloème, puis dans les fruits et les graines, sous forme d'amidon, de lipides et de protéines. --- ### 2. Le stockage de matière organique dans la graine (organe puits) * Mise en réserve : Dans la graine (albumen ou cotylédons), le saccharose est transformé en macromolécules de réserve insolubles : - amidon, dans les amyloplastes (Blé, Maïs, Pois) ; - lipides (triglycérides) dans les graines oléagineuses (Colza, Tournesol) ; - protéines de réserve (Soja, Haricot). * Ces réserves peuvent être mises en évidence par des tests colorés : eau iodée pour l'amidon, Soudan III ou tache translucide sur papier pour les lipides, biuret pour les protéines. * Déshydratation et dormance : La graine mûre se déshydrate et entre en vie ralentie. Ses réserves sont ainsi conservées jusqu'à ce que les conditions deviennent favorables ; la graine peut aussi être dispersée loin de la plante mère. --- ### 3. La mobilisation des réserves lors du développement de la nouvelle plante * Germination et hétérotrophie transitoire : Après l'imbibition, le métabolisme reprend. Des enzymes hydrolysent les réserves : les amylases transforment l'amidon en maltose puis en glucose, les lipases et les protéases dégradent lipides et protéines. * Argument expérimental : Au cours de la germination, la masse sèche des réserves de l'albumen ou des cotylédons diminue tandis que celle de l'embryon augmente. * Croissance de l'embryon : Les petites molécules libérées (glucose, acides gras, acides aminés) servent à deux choses : - la respiration cellulaire, qui fournit l'ATP nécessaire aux mitoses des méristèmes et à l'élongation de la radicule et de la tigelle ; - la biosynthèse de nouvelles molécules, comme la cellulose des parois et les protéines. * Transition vers l'autotrophie : Ce développement hétérotrophe permet à la plantule d'émerger du sol et de verdir, par différenciation des chloroplastes à la lumière. Elle déploie ensuite ses premières feuilles, devient autotrophe et peut à son tour produire sa propre matière organique par photosynthèse. --- Conclusion La matière organique produite par la photosynthèse de la plante mère est transportée par le phloème jusqu'aux graines, où elle est stockée sous forme de réserves. Ces réserves sont mobilisées pendant la germination. Elles assurent la croissance hétérotrophe de la plantule jusqu'à ce qu'elle devienne autotrophe. La photosynthèse maternelle assure ainsi le lien entre deux générations.