TP SVT Mettre en évidence la spécificité enzyme-substrat

Comment un plant de pomme de terre fait-il pour fabriquer une pomme de terre (on dit un tubercule) ?

Nous savons qu’une enzyme comme l’amylase fait l’hydrolyse de l’amidon à une vitesse incroyablement élevée :

amidon + eau + amylase => n(glucose) + amylase

Nous cherchons maintenant à comprendre ce qui rend l’enzyme aussi rapide.

Émettre une hypothèse

« On émet l’hypothèse que l’enzyme reconnait son substrat et pas un autre, un peu comme une clé reconnait une serrure.«

Pour tester cette hypothèse, nous allons nous intéresser au plant de pomme de Terre. Chaque plant possède des tubercules souterrains (=la pomme de terre), dans lesquels sont stockés de l’amidon sous forme de grains appelés amyloplaste (voir ci-dessous: coloration à l’eau iodée)

L’amidon est une très longue molécule. Elle est formée par l’assemblage de petites molécules de glucose que la feuille fait grâce à la photosynthèse.

L’amidon représente donc une réserve énergétique pour la plante. Nous la lui subtilisons en la ramassant et en la mangeant en purée ou en frites.

La synthèse de l’amidon c’est-à-dire l’assemblage des molécules de glucose est assurée par une enzyme: l‘amidon synthase

Elle est présente dans le tubercule, et on va l’extraire.

Réaction catalysée par l’amidon synthase des cellules du tubercule :

n(glucose) + amidon synthase => amidon + amidon synthase

Pour réaliser cette réaction, nous allons fournir à l’amidon synthase deux types de substrat:

le glucose
le glucose 1-Phosphate

Ces deux molécules ne diffèrent l’une de l’autre que par un groupement phosphate.

Prévoir un résultat

On prévoit que la réaction n’aura pas lieu avec l’un des deux substrats: lequel d’après vous ?

Matériel :

2 béchers
1 scalpel
1 planche à découper
De l’eau distillée
marteau et pilon
Un cristallisoir
De la glace pilée
Une pomme de terre
Un économe
2 entonnoirs
Du coton
Du papier filtre
9 tubes à essai sur portoir
Une solution de glucose
Une solution de glucose-1-Phosphate
Une plaque à cupules

Méthode pour extraire l’amidon synthase

L’extraction se fait à froid = glace pilée
Épluchez la patate
Pesez 50 g
Sur une planche, coupez vos 50g en fines lamelles
Dans le mortier, broyer vos morceaux de patate avec 40 ml d’eau distillée
Vous obtenez un jus de patate assez liquide contenant enzymes et amyloplastes
Filtrez selon le montage suivant

Méthode pour montrer la spécificité enzyme substrat

Pour tester notre hypothèse, nous disposons soit de glucose soit de glucose-1-P.

Nous supposons que l’enzyme reconnait soit l’un soit l’autre.

Préparez 3 séries de tubes :

Série 1: 3 tubes contenant 1 ml d’eau distillée (numérotés 0, 1 et 2)
Série 2: 3 tubes contenant 1 ml de glucose-1-P (numérotés 3, 4 et 5)
Série 3: 3 tubes contenant 1 ml de glucose (numérotés 6, 7 et 8)

Lancez l’expérience :

Série 1 : ajoutez 2 ml de filtrat de Pomme de terre et lancez le chronomètre
Introduisez les tubes dans le bain marie à 35°C.
Série 2 : ajoutez 2 ml de filtrat de Pomme de terre et lancez le chronomètre
Introduisez les tubes dans le bain marie à 35°C.
Série 3 : ajoutez 2 ml de filtrat de Pomme de terre et lancez le chronomètre
Introduisez les tubes dans le bain marie à 35°C.

Comptez 3 minutes.

Révélez les résultats des réactions chimiques

Préparez votre plaque à cupules en numérotant les cupules
1ml de chaque série est prélevé au bout de 3 minutes
Déposez ce ml dans une cupule de la plaque à cupules
Ajoutez une goutte d’eau iodée
Prenez des photos
Consignez les résultats dans un tableau

Résultats attendus

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