Bac Spécialité SVT 13 mars 2023 Polynésie

Exercice 2: (8 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - Le contrôle de la croissance de l'Epinard

Chez l'Epinard de l'espèce Spinacia oleracea, la plante se présente en rosette en période de "jours courts" c'est-à-dire lorsque l'éclairement est inférieur à 13 heures par jour. Lors du passage en "jours longs", on observe une croissance importante de la tige.


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

document 1 : morphologie des tiges: dessin d'un segment de tige de Pois

document 1a : rappel de la morphologie d'une tige

document 1b : morphologie d'un plant d'Epinard selon la photopériode

document 2 : chaine de biosynthèse des gibbérellines et rôle de la 3 béta­hydroxylase

document 2a : voie de synthèse simplifiée des gibbérellines

Les gibbérellines (GA) sont des hormones produites dans les jeunes feuilles des bourgeons apicaux, les pétioles et les tiges. Une voie de synthèse simplifiée est schématisée ci-dessous à partir d'un précurseur (P), molécule produite dans les tiges de l'épinard. Chaque étape représentée ci-dessous par une flèche est contrôlée par une enzyme spécifique. La 3 béta-hydroxylase est l'une de ces enzymes.

document 2b : rôle de la 3 béta-hydroxylase dans la synthèse des gibbérellines

Le prohexadione-Calcium ou BX 112 est une substance inhibitrice de l'enzyme 3 béta-hydroxylase. Le tableau présente les quantités de gibbérélines (en nanogrammes par gramme de masse sèche) présentes dans le plant d'Epinard après 9 jours d'exposition en jours longs chez des plants traités ou non par le BX 112

	témoin non traité	plants traités par le BX 112
Quantité de gibbérelline GA1 en ng.g-1	23,5	96,5
Quantité de gibbérelline GA20en ng.g-1	6,7	1,5

document 3 : les gibbérellines et la croissance en longueur des Epinards

On cherche à déterminer la gibbérelline active et les effets de sa concentration sur la croissance en longueur de la tige d'Epinard.

document 3a 

On mesure la croissance de la tige d'Epinard de jours longs après application d'un inhibiteur de croissance BX-112, 3 jours avant le passage en jours longs. On ajoute la GA₂₀ dans un cas et la GA₁ dans l'autre cas.

document 3b 

On applique l'inhibiteur de croissance BX-112 à une plante d'Epinard de jours longs, puis on applique des doses croissantes de GA₂₀ et GA₁. Les mesures de la taille de la tige se font après 22 jours en condition de jours longs.

document 4 : l'influence de la photopériode sur la synthèse des gibbérellines

Des chercheurs mesurent les concentrations des gibbérellines GA₂₀ et GA₁ présentes dans le plant d'épinard en fonction de leur durée d'éclairement en jours longs. Ils constatent que la tige ne commence à s'allonger qu'au dixième jour.

Nombre de jours longs (éclairement > 13h/jour)	0	4	8	12
Quantité de gibbérelline GA20 en ng.g-1	1,4	6,9	18,1	23,1
Quantité de gibbérelline GA1 en ng.g-1	1,1	3,5	3,7	7,1

Le tableau donne la quantité de gibbérellines présentes dans le plant d'Epinards selon la durée d'exposition en jours longs en nanogrammes par gramme de masse sèche

document 5 : déterminisme génétique de la croissance

Certaines plantes de petite taille, comme le Pois nain Pisum nana, présentent un entre­nœud de longueur quasiment nul comparé au Pois de taille classique Pisum sativum pour lequel cette longueur est beaucoup plus importante. Le gène "Le" contrôle la synthèse de l'enzyme 3 béta-hydroxylase qui intervient dans la croissance en longueur de la tige.

Ce gène s'exprime dans la tige du Pois en croissance. Dans le cas des Pois de petite taille, ce gène est muté et ne permet pas la synthèse d'une enzyme fonctionnelle.

La chromatographie est une technique de séparation des substances présentes dans un mélange. Elle a permis de doser l'abondance de certaines gibbérellines chez une plante de phénotype classique (a) et chez une plante naine (b). Chaque pic permet de visualiser l'abondance d'une gibbérelline (Notée GA 1, GA 8, GA 20 et GA 29).


Les traits en pointillés indiquent une abondance non déterminée avec précision.