QUESTION 2 : des «algues» (12 points)

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Amaury Michel Lavallée
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1 Cet énoncé a été reconstitué à partir des retours de plusieurs candidats suite à l épreuve de TP des sessions 2016, 2017 et 2018 (concours agro-véto). C est donc une base d informations et d entraînement, sans doute assez proche de ce que le Jury a proposé, mais sans garantie à 100 %. Vous avez là une synthèse de plusieurs «remontées», synthèse rédigée en tenant compte des indications du rapport du concours. En fin de séance, les candidats remettent au Jury les énoncés fournis, complétés des réponses portées dans les cadres proposés à cet effet, voire de feuilles annexes. Attention! Seul l énoncé de la question 2 est indiqué ici. Pour les énoncés de la question 1 (épreuve de dissection animale), se reporter aux fichiers correspondants. Temps à prévoir pour cet exercice : 2h 00 «banque» Agro Session 2017 NOM : N de candidat : Poste : QUESTION 2 : des «algues» (12 points) 2.1 Les pigments des «algues bleues» Les algues bleues sont des cyanobactéries, donc des procaryotes. Organismes photosynthétiques et en très grande majorité aquatiques sinon inféodés aux milieux humides, on peut en étudier l équipement pigmentaire. Vous disposez ci-après des formules de quelques pigments photosynthétiques. Pigments photosynthétiques (formules données en annexe) phycocyanine 1

2 Matériel fourni - suspension de cyanobactéries - papier pour chromatographie - éprouvette avec bouchon pour chromatographie sur papier - solvant apolaire (éther de pétrole + acétone) - solvant polaire (eau distillée) - algue verte de type chlorophycophyte - feuille d épinard - pipettes, agitateur réaliser une chromatographie pour séparer les pigments présents chez les cyanobactéries. mettre en évidence, parmi ces pigments, la chlorophylle, la phycocyanine. expliquer ci-après (cadre ci-dessous) les choix effectués pour réaliser cette mise en évidence. Conseils de «prepas-svt/prepas-bio» - les chlorophylles et les caroténoïdes sont solubles dans des solvants organiques (apolaires) et peuvent donc être séparés à l'aide de solvants ou de mélanges de solvants des lipides. Ces molécules sont dites liposolubles (cf nombre de groupements apolaires, voir les formules données en annexe). - les chlorophylles sont moins apolaires (cf cycle) que les caroténoïdes. Elles sont solubles dans l alcool. Il fallait donc ici retenir que le solvant à utiliser pour faire migrer la chlorophylle était le mélange éther de pétrole / acétone. - la phycocyanine est encore plus polaire que les chlorophylles mais les radicaux CH3 (apolaires) lui permettent de migrer (moins bien cependant) dans le solvant organique. vous devez donc choisir comme solvant le mélange éther de pétrole-acétone (1 er choix) On demande de repérer chlorophylle et phycocyanine. Les chlorophylles sont présentes dans les 3 échantillons proposés (chl. a au moins). La phycocyanine n est pas présente chez les algues vertes et les angiospermes. vous devez faire 3 dépôts correspondant aux 3 échantillons pour effectuer la comparaison et le repérage (2 e choix) => on teste ici votre autonomie! - pour les dépôts : déposer une goutte, puis une autre, une autre (3 ou 4) de concentré de cyanobactéries en laissant sécher un peu avant chaque nouveau dépôt ; pour l algue et l épinard, utiliser l agitateur en verre (à nettoyer entre algue et épinard) pour faire 3 ou 4 écrasements superposés => au total, 3 tâches : l une bleu verte (cyano, les deux autres vertes) - migration : rappelez-vous le protocole suivi en révision (ne pas faire tremper les dépôts dans le solvant, se rappeler que les pigments sont photosensibles, ne pas toucher le papier avec les doigts => pince, pour ne pas chromatographier les saloperies que vous avez sur vos doigts!!!!) 2

3 - pensez à indiquer des légendes au crayon papier sur les bandes de dépôt. La présence d un halo autour d un dépôt indique une faible migration : par exemple pour la phycocyanine, si vous avez utilisé le solvant éther de pétrole acétone pour effectuer la chromatographie 2.2 Evolution d une population d algues Vous disposez de deux lots d une suspension d algues unicellulaires. Un lot a été cultivé en présence de paramécies, l autre pas. On dénombre ces populations 24h plus tard. Matériel fourni - suspension sans paramécies A - suspension avec paramécies B - lame Kova avec notice d utilisation - micropipettes P1000 et P200 + cônes - tubes eppendorf - eau déposer à l aide de la µpipette P200 une goutte de la suspension A dans la 1 re cupule de la lame Kova après l avoir homogénéisée pour évaluer le facteur de dilution à effectuer et pouvoir compter les algues (préparer un protocole de dilution, identique pour les deux suspensions). Facteur de dilution envisagé : Dilution effectuée pour un volume final de 1 ml - volume pipeté : - volume d eau pipeté : faire évaluer par l examinateur avant le pipetage et faire contrôler le geste (pipetage dans le tube eppendorf) déposer une goutte de la suspension A diluée dans la 2 e cupule de la lame Kova. Compter les micro-algues. répéter l opération pour la suspension B (3 e cupule). Comptage réalisé par petits carrés - suspension A : - suspension B : => appeler l examinateur pour évaluer l adéquation entre la lame Kova et les comptages Calcul de la concentration pour chaque culture (A et B) en tenant compte de la dilution effectuée - concentration d algues dans A diluée : - concentration d algues dans B diluée : - concentration d algues dans A : - concentration d algues dans B : (exploitation des résultats) 3

4 Deux populations d algues et de paramécies ont été suivies durant plusieurs jours dans le même milieu. Les dénombrements ont donnés les résultats suivants : densité de populations UA 1 2 temps (jours) discuter les résultats 2.3 Organisation d une algue Vous disposez d une algue verte permettant de repérer son plan d organisation à l échelle cellulaire. réaliser une préparation microscopique en mettant en évidence la présence d amidon. réaliser un dessin d observation de la préparation (quelques cellules seront représentées). Indiquer des structures intracellulaires. Appeler l examinateur pour qu il évalue l adéquation entre le dessin réalisé et le montage observé. Conseils de «prepas-svt/prepas-bio» - les algues vertes contiennent de l amidon, associé à une structure intra-plastidiale, le pyrénoïde. Un montage entre lame et lamelle, dans une goutte d eau, d un fragment de thalle trempé initialement dans de l eau iodée (= lugol) pendant 5 min. permet l observation, au microscope, de ces structures colorées en bleu/violet. Pour être rigoureux, il convient de réaliser un témoin. Par exemple, réalisez un double montage sur la même lame et sous deux lamelles : premier montage = fragment de thalle monté dans une goutte d eau sans passage préalable au lugol ; deuxième montage = autre fragment, monté dans une goutte d eau après passage préalable au lugol. Attention, vos préparations ne doivent pas présenter de bulles d air - n oubliez pas titre et légendes complets (sans abréviation) accompagnant votre dessin d observation. 2.4 Etude d un cliché Titrer et légender le document proposé ci-après. Titre : 1 2 4

3 4 5 6 7 8 1 2 3 5 6 7 4 8 détail remarque de «prepas-svt/prepas-bio»

5 détail remarque de «prepas-svt/prepas-bio» Eléments d interprétation du cliché principal et des clichés complémentaires 5

Organisation générale d'une cellule de Giraudyopsis (Chrysophycée). (d après http://www.snv.jussieu.fr/bmedia) Détail du chloroplaste en microscopie électronique à transmission (d après http://www.

Les deux plus externes correspondent à du réticulum endoplasmique. La plus externe d'entre-elles est en relation avec l'enveloppe nucléaire.

6 Organisation générale d'une cellule de Giraudyopsis (Chrysophycée). (d après Détail du chloroplaste en microscopie électronique à transmission (d après Chez les chromophytes, l enveloppe du chloroplaste est constituée de quatre membranes. Les deux plus internes constituent l'enveloppe classique du chloroplaste. Les deux plus externes correspondent à du réticulum endoplasmique. La plus externe d'entre-elles est en relation avec l'enveloppe nucléaire. Cette particularité est mise en relation avec une origine endosymbiotique (endosymbiose secondaire du chloroplaste). Pour rappel Endosymbiose secondaire des plastes de chromophytes Une cellule eucaryote hétérotrophe absorbe une autre cellule eucaryote autotrophe contenant un chloroplaste limité par une enveloppe à deux membranes (endosymbiose primaire). La membrane plasmique de la cellule symbiote et la membrane de phagocytose constituent une deuxième enveloppe externe. En général, le noyau et le cytoplasme de la cellule symbiote dégénèrent, le chloroplaste est alors entouré de quatre membranes (cf Giraudyopsis). Chez Cryptomonas (autre chromophyte), on trouve effectivement un reste de noyau (ADN) entre la deuxième et la troisième membrane (nucléomorphe) ainsi que des restes de cytoplasme contenant des ribosomes. Chez les Chlorophycophytes (algues vertes) et les Rhodophycophytes (algues rouges) : endosymbiose primaire. Chez les algues rouges, on constate que les thylacoïdes possèdent des pigments accessoires, les phycobilines (phycocyanine et phycoérythrine), ce qui laisse penser que la bactérie symbiotique devait être une cyanobactérie qui possèdait ces mêmes pigments. Pour expliquer l'origine des chloroplastes des algues vertes et des végétaux supérieurs qui contiennent des chlorophylles a et b et pas de phycobilines, on peut envisager, soit que la cyanobactérie symbiote possédait un équipement pigmentaire différent lors de l'absorption, soit que l'évolution pigmentaire se soit réalisée ultérieurement. 6

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