Activité cours : la cuscute, une plante parasite

Introduction

La cuscute (Cuscuta campestris) est une plante qui parasite des espèces végétales cultivées parmi lesquelles figure la luzerne (Medicago sativa).

  Sa présence dans un champ de luzerne en réduit le rendement. Pour se débarrasser de cette plante envahissante, un agriculteur utilise un herbicide : l’amitrole, sur son champ de luzerne. Ce traitement a éliminé une grande partie de la luzerne mais a épargné la cuscute.

Problème : Après avoir rappelé le principe et l’équation bilan (équilibrée) de la photosynthèse, utiliser  les documents proposés et vos connaissances afin d’identifier le métabolisme particulier de la cuscute puis d’expliquer en quoi l’herbicide utilisé n’est pas adapté à la lutte contre ce parasite.

Vous répondrez en analysant chaque document puis en mettant en relation vos déductions.

Objectifs

  • Comprendre le fonctionnement d’une plante parasite
  • S’entraîner à l’analyse des documents en vue de l’exercice 2 du bac

Document 1 : Analyse de chromatographies

Principe de la chromatographie : On écrase un végétal afin de récupérer une goutte de solution. On dépose cette goutte sur une bande de papier à chromatographie dont on plonge l’extrémité dans un solvant. Le solvant monte alors par capillarité le long de la bande de papier, entraînant avec lui les différents pigments solubles dans le solvant. Au cours de cette migration, les différents pigments se séparent en fonction de leur degré de solubilité dans le solvant et de leur affinité pour le papier à chromatographie.

Résultats de chromatographies pour la luzerne et la cuscute

Document 2 : Mesure des échanges gazeux chez la cuscute.

Quelques tiges de cuscute sont détachées de la luzerne et introduites dans une cuve hermétiquement fermée reliée à un dispositif ExAO. On mesure les variations de la teneur en CO2 et en O2 de l’air de le bioréacteur.

Document 3 : Une expérience de transfert de radioactivité.

Protocole expérimental :

① On place durant plusieurs heures un plant de luzerne dans une enceinte dont l’air contient du CO2 radioactif (14CO2)

② Le plant de luzerne est ensuite placé dans une enceinte dont l’air ne contient pas de CO2 radioactif (14CO2). Puis on fixe une cuscute sur la luzerne

On évalue alors, à intervalles réguliers, la concentration de sucres radioactifs dans la cuscute fixée à la luzerne.

d’après sujets du baccalauréat SVT série S – Ac Besançon

Document 4 : Les relations anatomiques entre la cuscute et la luzerne.

D’après ENS Lyon

La cuscute possède de petits suçoirs qui lui permettent de prélever la sève de son hôte.

Le suçoir forme un « clou » cylindrique qui s’enfonce profondément dans le cortex de la tige hôte, jusqu’au niveau du xylème secondaire de l’hôte (en vert) et du phloème.

Sur la coupe, on observe des trachéides spiralées du suçoir (S, en vert) de cuscute en contact le xylème secondaire (*) et le phloème de l’hôte (flèche).

Document 5 : Effets d’un herbicide, l’amitrole.

Document 5.a : action de l’amitrole sur la photosynthèse de plants de blé

On mesure l’activité photosynthétique chez des plants de blé 2h après un traitement à l’amitrole et chez des plants témoins non traités. Pendant toute la durée de l’expérience, les plants sont maintenus à la lumière. (Le blé a un métabolisme équivalent à celui de la luzerne.)

Document 5.b : culture de grains de blé germés sur du papier filtre imprégné d’amitrole à différentes concentrations.

On mesure la taille et la concentration en chlorophylles de jeunes plants de blé douze jours après leur mise en culture.

Concentration en amitrole
(en mol.L-1 )
Taille des jeunes plants
(en mm)
Quantité de chlorophylles
par plan (en µg)
0 = témoins105,556,6
4.10-577,57,3
2.10-438,31,7

La cuscute (Cuscuta campestris) est une plante qui parasite des espèces végétales cultivées parmi lesquelles figure la luzerne (Medicago sativa).

  Sa présence dans un champ de luzerne en réduit le rendement. Pour se débarrasser de cette plante envahissante, un agriculteur utilise un herbicide : l’amitrole, sur son champ de luzerne. Ce traitement a éliminé une grande partie de la luzerne mais a épargné la cuscute.