Une fiche d'activité de type "Activité en tâches complexes" dont l'objectif général est d'illustrer le lien entre patrimoine génétique et fonctionnement métabolique d'une cellule. Après une courte manipulation et analyse des résultats expérimentaux (levures Sac+ / Sac-), les explications sont recherchées dans des données extraites de la SGD. (Saccharomyces Genome Database)

Cette fiche est au format OpenTBi... Si vous l'imprimez, pensez à ne pas laisser sur la même page les "Aides à la réalisation" afin de ne pas les distribuer avant que nécessaire. (dernière sous-partie)

Situation initiale - Problématique

Bien qu'utilisé depuis l'aube de l'humanité (pain...), Saccharomyces cerevisiae a été découvert, isolée et identifiée au milieu du XIXe siècle... Depuis, de nombreuses souches d'intérêt industriel ont été sélectionnées et sont commercialisées par divers laboratoires. Chacune présente des particularités métaboliques qui lui sont propres et adaptées à tel ou tel usage biotechnologique... Les viticulteurs, par exemple, disposent d'un catalogue de plus de 200 types de levures différentes !

PROBL�MATIQUE : Quel est le rôle du patrimoine génétique dans le fonctionnement métabolique d'une cellule ?

Consignes de travail élève

[ Durée de l'activité :  45 minutes ]

On veut démontrer qu'une particularité métabolique d'une souche de levure, appelée "Sac-", est liée à son patrimoine génétique. Dans cette activité, vous devrez identifier expérimentalement la particularité métabolique qui affecte la souche de levure "Sac-" (par comparaison à une souche témoin) et en donner une explication à partir des documents fournis.

Documents et données

RAPPEL CLG : Tous les individus d'une même souche possèdent le même patrimoine génétique.

Vous disposez du matériel d'expérimentation suivant :

• Deux souches de levures (S. cerevisiae), l'une sauvage (appelée "Sac+") et l'autre mutante (appelée "Sac-")
• Bandelettes pour test de présence de glucose
• Solution de saccharose (sucre de table)

Protocole expérimental :

• Préparer 2 tubes à essai en y plaçant 4 ml de solution de saccharose. (marquer les tubes)
• Dans le premier tube mettre 1 ml de suspension de levure Sac+, faire de même (CHANGER DE PIPETTE) dans le second tube avec la suspension de levures Sac- et commencer à chronométrer.
• Après 4 minutes, faire un test de présence de glucose dans chaque tube

Note : Un test préalable de mise en évidence de glucose dans la solution de saccharose a été effectué au laboratoire : il est négatif.

Info 1 : Le saccharose peut être transformé en deux molécules de glucose et fructose sous l'action d'une enzyme (l'invertase). Chez Saccharomyces cerevisiae, la présence et l'activité de cette enzyme est un caractère sous la dépendance d'un gène, le gène SUC2. (ou gène YIL162W)

Info 2 : Carte des gènes d'une partie du chromosome IX de Saccharomyces cerevisiae, souches Sac+ et Sac-  (source SGD)

Info 3 : Séquences comparées de 150 nucléotides du gène SUC2 de deux souches, Sac+ et Sac-  (source SGD)

Ã?valuation

Vous avez mené à bien la tâche demandée si :

• vos résultats expérimentaux différencient les métabolismes des deux souches à disposition
• vous proposez une explication cohérente aux résultats observés (et juste)
• votre conclusion est en lien avec la problématique

Aides à la réalisation

Aide 1 : Résultats du test de présence de glucose : Positif pour Sac+ et négatif pour Sac-

Aide 2 : On peut en conclure que les levures Sac- ont pour particularité de ne pas pouvoir hydrolyser le saccharose

Aide 3 : Les deux souches possèdent le gène SUC2 mais la comparaison de la séquence de ce gène montre que...