Activité 28 - Les carottes sont cuites !
Les carottes sauvages ont des racines blanchâtres et ligneuses (désagréables au goût). De manière empirique, l’Homme a conservé au fil du temps les carottes produisant des pigments de couleur orange en quantité importante, les carotènes, et très peu ligneuses. L’Homme a ainsi domestiqué la carotte. Il existe actuellement sur le marché des carottes blanches, rouges, violettes…
Problématique : Pourquoi la carotte orange a-t-elle été sélectionnée par l’Homme ?
Recherche à mener : Réalisez une étude comparée anatomique, moléculaire et génétique des deux types de carottes afin de mettre en évidence les raisons pour lesquelles la carotte orange a été sélectionnée par l’Homme.
Document 1 : L’Histoire de la carotte
Daucus carota (carottes sauvages et cultivées) est une espèce de plantes à fleurs dicotylédones de la famille des Apiaceae, originaire des régions tempérées de l'Ancien monde. Les carottes cultivées appartiennent à la sous-espèce, Daucus carota subsp. sativus.
Il est généralement admis que la carotte orientale, à racine violette, est originaire de l’Afghanistan. Elle s’est répandue, en même temps qu’une variante jaune, dans la région méditerranéenne et en Europe occidentale du XIe au XIVe siècles, et en Chine, en Inde et au Japon du XIVe au XVIIe siècles. La carotte occidentale orange est apparue probablement en Europe par sélection graduelle des populations de carottes jaunes. Elle est maintenant cultivée dans le monde entier en raison de son goût, sa tendreté (peu de fibres ligneuses) et de sa valeur nutritive supérieure.
Document 2 : L’intérêt nutritif de la carotte
L’organisme peut transformer en vitamine A certains caroténoïdes provenant des végétaux. Parmi eux, le béta-carotène est de loin la provitamine A la plus importante.
La vitamine A est un nutriment essentiel au maintien de la santé oculaire. Une carence en vitamine A entraîne une maladie oculaire et peut conduire à la cécité. En fait, le déficit en vitamine A est la plus grande cause évitable de cécité infantile (350 000 enfants par an). Les personnes les plus touchées sont les enfants âgés de 6 mois à 6 ans, les femmes enceintes et allaitantes.
Document 3 : Les pigments des carottes
RÉALISATION D'UNE CHROMATOGRAPHIE DES PIGMENTS CAROTÉNOÏDES
La chromatographie est une technique de séparation des molécules présentes dans un mélange. Elle utilise la migration par capillarité d'un liquide (solvant) sur un support solide (papier). Les constituants du mélange sont entrainés plus ou moins loin suivant leurs propriétés physico-chimiques (masse molaire, polarité...).
Matériel :
Différentes carottes (orange, blanche, pourquoi pas rouge, violette…)
Du solvant à chromatographie (éthanol = alcool à 70° ou acide acétique = vinaigre blanc ou méthanol = alcool à brûler)
Une bande de papier à chromatographie (canson ou buvard)
Une éprouvette (ou un grand verre)
Un bouchon avec crochet de suspension (ou n'importe quoi d'autre qui permette de suspendre le papier)
Un agitateur en verre (à bout rond)
Un cache noir pouvant recouvrir l’éprouvette
Une règle, un crayon à papier
Un chronomètre
Protocole :
Préparation du papier à chromatographie (NE PAS METTRE LES DOIGTS DESSUS) :
Tracer un trait au crayon à 2 cm du bord inférieur du papier et parallèle à celui-ci : il s’agit de la ligne de dépôt.
Placer sur cette ligne et à égale distance, deux (ou plus) points au crayon.
Ecraser un peu de chaque carotte sur chaque point fait précédemment (vous pouvez la raper) : on doit obtenir une tache aux contours bien définis.
Réalisation de la migration
Suspendre le papier dans l’éprouvette de façon à ce que ses bords ne touchent pas la paroi de l’éprouvette et que le solvant ne touche pas la ligne de dépôt.
Placer l’ensemble à l’obscurité en le recouvrant du cache.
Laisser migrer le solvant pendant 20-30 minutes, puis retirer et laisser sécher le papier à l’air.
Document 4 : L’enzyme PSY
Document 5 : Le gène PSY
Le gène PSY code la protéine enzymatique PSY qui est impliquée dans la chaîne de synthèse des carotènoïdes. Il existe deux allèles de ce gène :
- PSY1 est l’allèle sauvage, présent chez la carotte sauvage,
- PSY2 est l’allèle muté, présent chez la carotte orange.
Protocole de comparaison :
Comparer les deux séquences nucléotidiques dans Anagène.
Document 6 : La lignine dans la carotte
Protocole de mise en évidence de la lignine :
1 - Réaliser des coupes fines de carotte (1 mm).
2 - Immerger ces coupes de racines de carotte 15 à 20 min dans la solution de phloroglucine.
3 - Les immerger 5 min dans l'acide chlorhydrique qui révèle la coloration rouge des tissus lignifiés.