Spé_Pondichéry 2017 : Un champ de luzerne parasité par la cuscute

PROPOSITION DE CORRECTION

Doc 1 : résultats de chromatographie

• Séparation des  différents  pigments  selon leur  degré  de  solubilité dans  le  solvant  et  de  leur  affinité  pour  le  papier chromatographique. 
• Luzerne possède 4 pigments chlorophylliens : chlorophylles a et b, xanthophylles et caroténoïdes.
• La cuscute ne possède aucun pigment chlorophyllien

CONNAISSANCES : Les pigments chlorophylliens sont indispensables au métabolisme de la photosynthèse

L’absence de pigments chlorophylliens indique que la cuscute ne pratique pas la photosynthèse 

Doc 2 : expérience de transfert de radioactivité

Le plant de luzerne est placé en présence de CO₂ radioactif.

CONNAISSANCES : Le CO₂ est la source  de  carbone  pour  la  photosynthèse.

Les  sucres  produits lors de la photosynthèse seront radioactifs.

Le plant de luzerne est ensuite placé dans un milieu sans CO₂ radioactif. On fixe une cuscute  sur  la  luzerne.

Le graphique montre  la  concentration  en  sucres radioactifs dans la cuscute fixée sur la luzerne en fonction du nombre de jours après la fixation.

• Après 2 jours de fixation,  la  cuscute  n’en  contient  pas de sucres radioactifs
• Après 14 jours de fixation, la cuscute contient  jusqu’à  80  UA de sucres radioactifs.

Les sucres radioactifs ont été synthétisés par la luzerne puis sont passés dans la cuscute. 

La cuscute possède des petits suçoirs qui lui permettent de prélever la sève de la luzerne.

CONNAISSANCES : La sève élaborée contient les sucres synthétisés lors de la photosynthèse

CONNAISSANCES : notion d’autotrophie et d’hétérotrophie

Le métabolisme de la luzerne est autotrophe. Le  métabolisme  de  la  cuscute  est  hétérotrophe, elle  doit parasiter  un  autre végétal pour trouver sa source de matière organique quelle ne peut pas fabriquer (absence de pigments chlorophylliens). La cuscute, grâce à ses suçoirs, prélève la sève élaborée de la luzerne.

Doc 3 : les échanges gazeux chez la cuscute

En 2 minutes, que ce soit à la lumière ou à l’obscurité, la teneur en CO₂ de l’air de la cuve est passé de 0,170 à 0,18 %. La cuscute produit du CO₂.

Sur la même durée, que ce soit à la lumière ou à l’obscurité, la teneur en O₂ est passé de 21 ,325 % à 21,300 %. La cuscute consomme de l’O2.  

La cuscute absorbe de l’O₂  et rejette du CO₂  à la lumière comme à l’obscurité.

CONNAISSANCES : L’absorption de dioxygène et le rejet de dioxyde de carbone sont les  échanges  gazeux  de  la  respiration. 

Les échanges gazeux réalisés par la cuscute confirme que cette plante parasite ne pratique pas la photosynthèse.

Doc 4 : les effets de l’amitrole

Doc 4a : action de l’amitrole sur la photosynthèse d’un plant de blé

• Plants témoins : l’activité  photosynthétique reste  constante  à  100% 
• Plants traités à l’amitrole : l’activité photosynthétique des plants de blé passe de 75% à 60% en une  journée

L’amitrole inhibe la photosynthèse du blé, et donc de la luzerne qui a le même métabolisme.

Doc 4b : croissance des grains de blé et concentration en chlorophylle après 12 jours  d’expérience

• Plants témoins (sans amitrole) : La taille des jeunes plants de blé est de 105 mm et la concentration de chlorophylles par plant est de 56,6μg
• Plants traités à l’amitrole : plus la concentration en amitrole est forte (2.10^-4> 4.10^-5) plus les plants de blé sont petits (77,5mm > 38,3 mm). Il en est de même pour la concentration de chlorophylles (7,3μg avec 4.10^-5 d’amitrole contre 1,7 µg avec 2.10^-4 d’amitrole)

L’amitrole a une action inhibitrice sur la synthèse des pigments chlorophylliens, en limitant leur production cela altère la qualité de la photosynthèse.

Conclusion

L’amitrole inhibe  la  production  de  pigments  chlorophylliens dans la luzerne, ce qui empêche le bon déroulement de la photosynthèse. La luzerne produit alors moins de matière organique, d’où la baisse de rendement constaté. De plus comme la cuscute ne possède pas de pigments chlorophylliens cela explique que l’amitrole soit sans effet sur la cuscute donc qu’elle soit épargnée.

La luzerne autotrophe est sensible à l’amitrole et la cuscute non autotrophe ne l’est pas. Cet herbicide n’est donc pas adapté à la lutte contre la cuscute.