La photosynthèse produit des glucides qui sont transformés par des enzymes spécifiques en une grande variété de molécules.
I. Le stockage du glucose
Le glucose issu de la photosynthèse est stocké temporairement dans les chloroplastes grâce à une enzyme spécifique, l’amidon synthase, qui catalyse l’assemblage des unités de glucose en une chaîne d’amidon.
Mot-clé
Amidon : chaîne de glucoses constituant les réserves de la plante.
Le glucose peut être mis en réserve sous forme d’amidon dans des organes pour passer la mauvaise saison (tubercules de pomme de terre) ou dans des graines pour nourrir la jeune plante avant qu’elle ne soit autonome.
Doc Structure, transport et stockage du glucose
a. Molécule d’amidon composée de n molécules de glucose.
b. Coloration des parois du xylème en rose et des parois du phloème en vert dans un vaisseau conducteur.
c. Cellule de pomme de terre et ses amyloplastes riches en amidon.
II. Le glucose et le développement de la plante
Le glucose est utilisé par tous les organes de la plante qui ont besoin d’un substrat pour la respiration cellulaire. Il participe aussi à la formation de la cellulose et de la lignine qui structurent les parois des cellules végétales et participent ainsi à la rigidité de la plante.
Mots-clés
Cellulose : chaîne linéaire de glucoses composant les parois végétales.
Lignine : molécule entrant, avec la cellulose, dans la composition du bois.
Les glucides servant aussi à l’élaboration des protéines ou des lipides de réserve, des tanins, substances toxiques pour les herbivores, ou des anthocyanes, des pigments impliqués dans l’attraction des insectes pollinisateurs.
Méthode
Étudier l’activité métabolique résultant de la photosynthèse
En 1950, les Américains M. Calvin et A. Benson cultivent des chlorelles (algues unicellulaires) dans un milieu contenant du CO2 radioactif. Au bout de 5 secondes, puis de 1 minute, ils observent les molécules synthétisées.
En vous appuyant sur vos connaissances et le document, expliquer comment la plante maintient son activité métabolique à l’obscurité.
Doc 1Séparation par chromatographie des molécules marquées extraites des chlorelles
Entouré en bleu : molécules extraites après 5 secondes de culture.
Entouré en rouge : molécules extraites après 1 minute de culture.
Conseils
Étape 1 Rappeler la molécule produite par photosynthèse et comment elle est stockée dans la plante.
Étape 2 Montrer que le glucose est à l’origine de la production de molécules nécessaires à l’activité métabolique des cellules.
Étape 3 Formuler une hypothèse permettant de répondre à la consigne.
Solution
Étape 1 Le glucose est produit par photosynthèse, puis transformé en amidon par l’amidon synthase. L’amidon est stocké dans les chloroplastes ou dans des organes de réserve.
Étape 2 Au bout de 5 secondes, la chlorelle a essentiellement produit du glucose et du fructose. Au bout d’une minute, elle produit aussi des acides aminés (glutamate, asparagine…) et une plus grande diversité de sucres.
Étape 3 L’amidon stocké la journée dans les chloroplastes peut être dégradé la nuit pour produire les diverses molécules nécessaires à la vie cellulaire.