SVT - Seconde - Lycée Camille St-Saëns

Deux souches de levures différentes (levures témoins et levures SNF) ont été mises en culture en présence de saccharose. Le volume de CO₂ dégagé par les levures a été mesuré pour chaque souche. Par ailleurs, les cultures ont été faites en milieu oxygéné.

Réaction de la respiration :

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ à 6CO₂ + 6H₂O + Energie

Glucose + Dioxygène à Dioxyde de carbone + Eau + Energie

• Décrire les deux graphiques.

Nous voyons grâce au premier graphique que les levures témoins dégagent un volume en CO₂ croissant au cours du temps en présence de saccharose: de 0 mL de CO₂ dégagé à 90 mL en 30 minutes. Le deuxième graphique nous montre que les levures SNF ne dégagent pas de CO₂ au cours du temps en présence de saccharose: pas d'évolution du volume de CO₂ qui reste à 0 mL au cours du temps.

• Faites le lien avec l’origine du volume de CO2 dégagé et le métabolisme des levures.

Nous savons que les deux souches de levures sont en milieu oxygéné. Les levures témoins dégagent du CO₂. Les réactifs de la réaction de la respiration sont le glucose et le O₂ (dioxygène) et ses produits sont le CO₂ et le H₂O. Nous pouvons donc penser que les levures témoins respirent et que les levures SNF ne respirent pas.

Le saccharose est un sucre composé de deux briques élémentaires : un glucose et un fructose liés. La réaction de coupure (hydrolyse) entre les molécules de glucose et de fructose composant le saccharose n’est possible que grâce à une protéine, la saccharase, codée par le gène SUC2 :

Voici un extrait des séquences en nucléotides des levures témoins (SUC2-1,9kb) et des levures SNF (suc2-215). Les levures SNF ne peuvent hydrolyser le saccharose en fructose + glucose.

RAPPEL : une modification aléatoire de la séquence en nucléotides d’un gène est une mutation

• Quelle hypothèse peut-on faire qui explique le métabolisme des levures SNF ?

Nous pouvons établir l'hypothèse suivante: une mutation dans le patrimoine génétique explique l'incapacité des levures SNF à respirer.

En effet, nous pouvons voir que le gène codant pour la saccharase présente une mutation chez les levures SNF: le 180ème nucléotide de la séquence de ce gène est un nucléotide à guanine chez les levures témoins alors que c'est un nucléotide à adénine chez les levures SNF.
Or je sais que la saccharase permet la réaction d'hydrolyse du saccharose en glucose et en fructose. Je sais aussi que le glucose est un réactif de la réaction de la respiration.
Donc je peux conclure que la mutation du gène codant pour la saccharase chez les levures SNF provoque une absence de cette molécule et donc l'impossibilité à transformer le saccharose en glucose et en fructose. Sans glucose produit, la réaction de respiration n'est pas possible: les levures SNF ne peuvent pas respirer, elles ne dégagent pas de CO₂.

• Conclure sur le fait que le patrimoine génétique contrôle le métabolisme.

Nous avons vu qu'une mutation peut modifier les réactions du métabolisme (gène de la saccharase muté = pas de saccharase = pas de glucose produit = pas de respiration possible) donc le patrimoine génétique peut contrôler le métabolisme

BILAN

La mutation d’un gène codant pour une molécule (saccharase) qui permet la transformation du saccharose en glucose empêche la respiration des levures (pas de CO₂ produit). En effet, en l’absence de glucose, la réaction de respiration n’est pas possible (glucose = réactif de la respiration).

Une modification du patrimoine génétique modifie le métabolisme des levures: le patrimoine génétique contrôle le métabolisme.