Il s'agit de voir comment les conditions de culture des levures peuvent modifier leur capacité à consommer les sucres.

 Travail préalable avec les élèves : écrire les équations de fermentation et de respiration et discuter des différents moyens de suivre la consommation en sucre des levures :
    Fermentation : suivre la quantité de sucres , suivre la quantité d'alcool avec une sonde à éthanol, suivre la quantité de CO2 avec une sonde
    Respiration : suivre la quantité de sucre, d'O2 ou de CO2 avec les sondes appropriées

La culture des levures se fera en présence de glucose ou de galactose qui sont deux sucres simples.
Nous disposons d'une sonde à O2  et de solutions de levures oxygénées.
 Demander aux élèves comment vérifier si les levures ont utilisé le sucre qu'on leur procure lorsqu'on dispose d'une sonde à O2 .
Activité : A l'aide d'une chaîne de mesure EXAO, réaliser une recherche de la possibilité des levures à utiliser du glucose et du galactose.
Nous allons vérifier la possibilité des levures à utiliser des sucres dans 3 conditions différentes
Milieu 1 : 8 ml de levures + 2 ml de glucose
Milieu 2 : 8 ml de levures + 2 ml de galactose
Milieu 3 : 8 ml de levures cultivées en présence de galactose depuis quelques heures + 2 ml de galactose

1. Réalisez, pour chacun des milieux, le montage du dispositif d'enregistrement EXAO en suivant les consignes ci-dessous :
    a. Placez l'agitateur magnétique dans le bioréacteur
    b. Introduisez le milieu de culture à l'aide d'une pipette (8 ml de levures et 2 ml de sucre)
    c. Lancez l'agitateur
    d. mettez la sonde en place de façon à ce qu'elle soit en contact avec la suspension mais pas avec l'agitateur
2. Réalisez les mesures. Pour cela :
    a. Lancez, pour chacun des milieux, une mesure de 5 minutes
    b. Entre chaque mesure, videz et rincez le bioréacteur
    c. Superposez les mesures des différents milieux en prenant garde à faire partir vos courbes du même point de départ
    d. Imprimez vos mesures
    e. Rangez votre poste de travail
    f. Annotez vos courbes
3. Interprétez les résultats obtenus. Pour cela :
    a. Comment évolue la quantité d'O2 dans les milieux 1 et 2 et comment peut-on interpréter ces résultats ?
    b. Comment évolue la quantité d'O2 dans le milieu 3 ? Pourquoi ces résultats sont surprenants ?
    c. Formulez une hypothèse permettant d'expliquer les résultats du milieu 3.

Production attendue :

 

3. a. La quantité d'O2 diminue dans le milieu 1, ce qui signifie que la levure respire et utilise donc le glucose
        La quantité d'O2 ne diminue pas dans le milieu 2 ce qui signifie que la levure ne respire pas, elle n'utilise donc pas le galactose.
    b. La quantité d'O2 diminue dans le milieu 3, ce qui signifie que la levure respire et utilise le galactose. Ceci est surprenant car on a vu avant que les levures ne l'utilisaient pas.
    c. Hypothèse : lorsque les levures sont cultivées en présence de galactose, elles le transforment en glucose.
Discussion avec les élèves qui essaient de comprendre comment c'est possible. S'il y a une transformation chimique, c'est qu ‘il y  a intervention d'une enzyme capable de catalyser la transformation du galactose en glucose. L'enzyme a été produite lorsque la levure a été cultivée en présence de galactose. Le galactose a stimulé la synthèse de l'enzyme qui est une protéine et qui est donc codée par un gène. Ainsi, le galactose peut stimuler l'expression d'un gène.
Bilan :
Des facteurs de l'environnement peuvent activer l'expression d'un gène.