Exercice 2 - Deuxième proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Polynésie 2021 (jour 1)

EXERCICE 2 – Deuxième proposition: Génétique et évolution (8 points)

Complexification des génomes: transferts horizontaux et endosymbioses

L'apparition de la photosynthèse sur Terre a permis l'enrichissement de l'atmosphère en dioxygène. On trouve cette réaction métabolique dans plusieurs groupes dont les cyanobactéries, des procaryotes dont les premières traces sont datées de 3,8 milliards d'années et les Eucaryotes contenant des chloroplastes, dont les premières traces sont datées entre un et deux milliards d'années.

Montrer que la comparaison des chloroplastes et des cyanobactéries permet de déterminer les mécanismes d'acquisition de la photosynthèse chez les Eucaryotes.

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.

DOCUMENT 1 - Composition chimique des membranes et forme de l'ADN

DOCUMENT 2 - Détails de la phagocytose d'une bactérie par une amibe, un unicellulaire eucaryote

Les amibes se nourrissent par phagocytose.

A, B, C et D représentent les étapes de la phagocytose d'une bactérie par une amibe (cellule eucaryote). Il arrive parfois que les bactéries phagocytées ne soient pas digérées.

DOCUMENT 3 - Arbre phylogénétique établi à partir de la comparaison du gène de la petite sous-unité ribosomale

Le ribosome joue un rôle dans la synthèse des protéines. On le retrouve dans toutes les cellules. Il est formé de deux sous unités: une grande et une petite.

Chez le maïs ( Zea mays), il existe deux types de ribosomes qui diffèrent par leur petite sous-unité:

La petite sous-unité des ribosomes cytoplasmiques est codée par un gène de l'ADN du noyau;

La petite sous-unité des ribosomes du chloroplaste est codée par un gène de l'ADN du chloroplaste.

L'arbre de parenté ci-dessous a été établi en comparant les 2 gènes précédents avec ceux d'autres espèces.

Remarque: dans les procaryotes, on retrouve à la fois les Archéobactéries et les Eubactéries (appelées aussi plus simplement bactéries)

DOCUMENT 4 - La RubisCO, une enzyme clé dans l'entrée du carbone lors de la photosynthèse

La RubisCO est une enzyme localisée dans le stroma des chloroplastes et dans le cytoplasme des cyanobactéries. Elle est constituée de 8 grandes sous-unités (L) et les 8 petites sous-unités (S).

La grande sous-unité est codée par un gène appelé rbcL.

La petite sous-unité est codée par un gène appelé rbcS.

DOCUMENT 5 - Comparaison de la séquence d'acides aminés de la petite sous-unité de la RubisCO chez différentes espèces

On mesure le pourcentage d'identités des séquences d'acides aminés de la Rubisco chez différentes espèces. On obtient le tableau suivant:

A partir du tableau ci-dessus, l'arbre de parenté suivant a été établi: