Sujet guidé · Terminale · Organisme modèle : Arabidopsis thaliana
Des graines d'Arabidopsis thaliana sont placées en milieu humide à 22 °C, 28 °C et 34 °C. Les taux de germination obtenus sont présentés dans le document.
Q1.1 1 pt
À partir du document 1, identifiez les températures auxquelles les graines germent et celles auxquelles elles ne germent pas. Formulez vos observations sous forme de tableau ou de phrases courtes.
Q1.2 1,5 pt
En vous appuyant sur vos observations et la définition donnée en introduction du document 1, expliquez ce qu'est la thermo-inhibition et à quelle température elle s'exerce ici.
Q1.3 1,5 pt
Quel est l'effet général de l'augmentation de la température sur la germination d'Arabidopsis thaliana ? Pourquoi est-il important d'étudier les mécanismes biologiques à l'origine de ce phénomène ?
Des graines de riz sont imbibées à 28 °C en présence de solutions d'ABA (acide abscissique) à concentrations variables. Des résultats similaires sont observés chez Arabidopsis thaliana.
Q2.1 1,5 pt
Décrivez l'effet de la concentration en ABA sur le taux de germination. Distinguez au moins deux concentrations dans votre réponse et précisez l'évolution en fonction de la durée d'imbibition.
Q2.2 1,5 pt
Quelle conclusion peut-on tirer sur le rôle de l'ABA dans la germination ? Précisez si l'ABA favorise ou inhibe la germination, et si cet effet est dose-dépendant.
Q2.3 1 pt
Le document précise que « des résultats similaires sont observés sur différentes graines, dont celles d'Arabidopsis thaliana ». Pourquoi cette précision est-elle indispensable pour la suite du raisonnement ?
Les phytochromes existent sous deux formes (active / inactive). L'augmentation de température provoque le passage de la forme active vers la forme inactive. Une expérience compare des graines normales (WT) à des graines mutées dont le phytochrome B (phyB) est rendu non fonctionnel (simulant la forme inactive permanente).
Q3.1 1 pt
D'après l'introduction du document 3, expliquez avec vos propres mots ce qui se passe au niveau du phytochrome B lorsque la température augmente.
Q3.2 1,5 pt
Décrivez les résultats de l'expérience de mise en germination : comparez les graines mutées phyB aux graines non mutées (WT). Que se passe-t-il lorsque le phytochrome B est non fonctionnel ?
Q3.3 1,5 pt
Faites le lien entre l'effet de la température sur le phytochrome B (Q3.1) et les résultats obtenus sur les graines mutées (Q3.2). Quelle hypothèse pouvez-vous formuler sur le rôle du phytochrome B actif dans la germination ?
Aide : pensez à ce que simule la mutation phyB, et à ce qui se passe à haute température selon Q3.1.
Une électrophorèse compare la quantité d'ABI5 (molécule dont la concentration est proportionnelle à celle de l'ABA) dans des graines WT et des graines mutées phyB à 28 °C. Plus la bande est sombre, plus la quantité de protéine est importante.
Q4.1 1 pt
Comparez la quantité d'ABI5 dans les graines WT et dans les graines phyB à 28 °C. Décrivez ce que vous observez sur le document.
Q4.2 2 pt
En rappelant la relation entre ABI5 et ABA, puis en utilisant les résultats du document 2, expliquez ce que révèlent les données du document 4 sur le rôle du phytochrome B dans la production d'ABA et donc sur la germination.
Aide : si phyB inactif → plus d'ABI5 → plus d'ABA → quel effet sur la germination (doc. 2) ?
La concentration en ABA est mesurée dans des graines d'Arabidopsis thaliana non mutées cultivées 40 h à 22 °C ou à 30 °C.
Q5.1 1 pt
Comparez les niveaux d'ABA dans les graines cultivées à 22 °C et à 30 °C. Formulez clairement la variation observée.
Q5.2 1 pt
Mettez en relation ce résultat avec les données du document 1 : à 30 °C, les graines germent-elles ou non ? Le niveau d'ABA mesuré est-il cohérent avec cette observation ? Justifiez.
En vous appuyant sur l'ensemble des documents et vos réponses précédentes, rédigez un texte structuré (environ 15 lignes) proposant un mécanisme par lequel une température élevée bloque la germination des graines d'Arabidopsis thaliana.