Avertissement — à lire avant de commencer. Cette leçon n’est pas un corrigé du sujet ECE. Diffuser un corrigé officiel des ECE est interdit, et ce n’est de toute façon pas le but pédagogique. L’idée ici est de te donner des pistes de réflexion et une méthode pour aborder ce type de sujet : comment lire l’énoncé, identifier la question, construire une stratégie et anticiper les résultats. À toi ensuite de faire le travail intellectuel le jour de l’épreuve — c’est lui qui te vaudra des points.
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Reconnaître le type d’un sujet ECE (classique ou poursuite de stratégie)
- Identifier la question scientifique d’un sujet portant sur l’origine biochimique et génétique d’un caractère variétal sélectionné par la domestication
- Comprendre à quoi sert chacune des ressources fournies (grains des deux variétés, protocole de cuisson, Lugol, texte amylose/amylopectine)
- Mobiliser les notions d’amidon, d’amylose linéaire, d’amylopectine ramifiée, de gène Waxy et de domestication dirigée par mutation
- Construire une stratégie de poursuite en trois temps pour démontrer l’origine génétique du caractère gluant (comparaison du gène Waxy)
- Anticiper la nature de la ressource complémentaire apportée pour quantifier les proportions amylose/amylopectine et caractériser la mutation
- Communiquer les colorations au Lugol par photographie titrée et légendée ou par tableau de résultats sur tableur, et interpréter avec la trame « J’observe / Or je sais / J’en déduis »
- Rédiger une conclusion qui répond exactement à la question posée
1. Quel type de sujet ECE est-ce ?
Avant de plonger dans le contenu, il faut d’abord reconnaître le type du sujet, car la stratégie attendue n’est pas la même.
Deux grands types de sujets ECE :
- Sujet « classique » (à l’ancienne). La partie A commence par « Élaborer une stratégie de résolution afin de déterminer… ». On te demande de proposer la stratégie avant toute manipulation. Ensuite tu mets en œuvre.
- Sujet « poursuite de stratégie ». Tu commences par une manipulation déjà cadrée, suivie d’une analyse de résultats. C’est seulement ensuite qu’on te demande de proposer une stratégie pour poursuivre la résolution du problème (avec une autre expérience, un autre angle).
Ici, dans le sujet 26_SVT_29, la partie A te demande directement de cuire des grains des deux variétés de riz (riz blanc classique et riz gluant glutinosa) selon un protocole imposé, puis de tester l’eau de cuisson au Lugol (eau iodée) et de comparer les colorations obtenues. La manipulation est déjà entièrement cadrée. Ce n’est qu’en partie B qu’on te demandera de proposer une stratégie pour démontrer l’origine génétique de la différence biochimique observée. C’est donc un sujet « poursuite de stratégie ».
2. Le contexte et la question scientifique
L’épreuve te plonge dans la biologie alimentaire et la domestication des plantes. Le riz (Oryza sativa) est l’une des trois céréales les plus consommées au monde (avec le blé et le maïs) et nourrit plus de la moitié de l’humanité. Au sein de cette unique espèce, des milliers de variétés ont été sélectionnées depuis 8 000 à 10 000 ans, présentant des caractères très contrastés : couleur (blanc, brun, rouge, noir), parfum (basmati, jasmin), forme (long, court), et surtout texture à la cuisson. C’est ce dernier caractère qui nous intéresse ici.
Le riz « gluant » ou « glutineux » (variétés glutinosa ou mochi, très utilisées en cuisine asiatique pour les desserts, les sushis et les boulettes mochi) présente à la cuisson une texture très collante, presque pâteuse, totalement différente de celle d’un riz blanc classique aux grains bien séparés. D’où vient cette différence ? Plusieurs niveaux d’explication sont possibles. Biochimique : la nature et les proportions des polysaccharides constitutifs de l’amidon (amylose vs amylopectine) ne sont peut-être pas les mêmes dans les deux variétés. Génétique : un gène pourrait être muté ou éteint chez le riz gluant, modifiant la synthèse d’un constituant de l’amidon. Évolutif : la domestication par l’humain aurait sélectionné cette mutation pour ses usages culinaires spécifiques.
La question scientifique du sujet : « D’où provient le caractère gluant du riz glutinosa, à la fois sur le plan biochimique (composition de l’amidon) et sur le plan génétique (mutation sélectionnée au cours de la domestication) ? » C’est la phrase à garder en tête du début à la fin. Ta cuisson comparative, ton test au Lugol et ta stratégie de poursuite doivent répondre à cette question précise, pas à une autre.
3. À quoi servent les ressources fournies ?
Les ressources d’un sujet ECE ne sont jamais là pour décorer. Chacune a une fonction précise dans la résolution. Avant de te lancer, prends 2 minutes pour identifier ce que chaque ressource t’apporte.
Ressource 1 — Grains des deux variétés de riz (blanc et gluant), protocole de cuisson, eau distillée, plaque chauffante, filtre. Elle te donne le matériel biologique comparatif (les deux variétés à confronter) et le moyen d’extraire les amidons solubles par cuisson dans l’eau (l’amidon, en particulier l’amylose, passe partiellement en solution à chaud). Le protocole imposé (par exemple 2 g de riz dans 50 mL d’eau bouillante pendant 5 minutes) garantit la comparabilité des deux extraits.
Ressource 2 — Lugol (eau iodée) et plaque de coloration ou cupules. Elle te fournit le réactif discriminant qui révèle non seulement la présence d’amidon mais aussi la nature dominante du polysaccharide. Le Lugol donne en effet des colorations différentes selon le type d’amidon : bleu violacé (presque noir) avec l’amylose linéaire (qui forme un complexe hélicoïdal stable avec l’iode I₂), rose violacé à rouge-brun avec l’amylopectine ramifiée (qui ne forme pas d’hélice durable et donne donc un complexe instable et coloration différente). C’est cette différence de coloration qui permettra de trancher entre les deux variétés.
Ressource 3 — Texte descriptif sur l’amylose et l’amylopectine. Elle te rappelle les structures moléculaires : l’amylose est un polymère linéaire de glucoses reliés par des liaisons α-1,4, et adopte une conformation hélicoïdale en solution ; l’amylopectine est un polymère ramifié, avec une chaîne principale α-1,4 et des ramifications α-1,6 tous les 20-30 résidus, ce qui lui donne une structure « buissonnante ». Elle rappelle aussi que les proportions relatives de ces deux fractions déterminent les propriétés texturales à la cuisson : un amidon riche en amylopectine retient mieux l’eau et donne des aliments collants/visqueux ; un amidon riche en amylose donne des aliments plus secs et fermes après cuisson.
4. Le raisonnement scientifique du sujet
On peut maintenant relier les ressources entre elles pour bâtir le raisonnement. Suis bien la logique :
- L’amidon des grains de riz est constitué de deux fractions polysaccharidiques aux propriétés distinctes : amylose linéaire (typiquement 20-30 % de l’amidon chez les variétés non gluantes) et amylopectine ramifiée (typiquement 70-80 %).
- La texture à la cuisson dépend largement du rapport amylose/amylopectine : plus la proportion d’amylopectine est élevée, plus le riz est collant ; plus la proportion d’amylose est élevée, plus les grains restent secs et séparés.
- Le riz gluant glutinosa est réputé contenir très peu d’amylose (souvent < 2 %) et presque exclusivement de l’amylopectine. Si c’est vrai, l’eau de cuisson du riz gluant doit donner une coloration rose violacé au Lugol (signature d’amylopectine majoritaire), alors que l’eau de cuisson du riz blanc classique doit donner une coloration plus bleue (signature de la présence significative d’amylose).
- Cette différence biochimique a forcément une origine génétique : la synthèse de l’amylose est assurée par une enzyme spécifique, la GBSS (Granule-Bound Starch Synthase), codée par le gène Waxy. Une mutation perte-de-fonction du gène Waxy empêcherait la synthèse de l’amylose, expliquant la richesse en amylopectine du riz gluant.
- Pour la partie B, il restera à vérifier directement cette hypothèse génétique en comparant la séquence du gène Waxy (ou de l’enzyme GBSS) entre les deux variétés. C’est l’objet de la stratégie de poursuite.
- Et il restera enfin à resituer cette mutation dans le contexte de la domestication : les variétés gluantes ont été sélectionnées par l’humain depuis des millénaires en Asie (Chine, Laos, Thaïlande, Japon), précisément parce que cette texture collante avait un intérêt culinaire (mochi, sushis, desserts).
Conclusion logique : pour répondre à la question, il « suffit » de cuire les deux variétés, de tester au Lugol pour confirmer la différence biochimique (couleurs distinctes attendues), puis de proposer une comparaison du gène Waxy pour démontrer l’origine génétique. La stratégie articule donc trois niveaux : biochimique (partie A), génétique (partie B), évolutif (intégration dans la domestication).
5. Rappels théoriques : amidon, gène Waxy et domestication des céréales
L’amidon est le principal polysaccharide de réserve des végétaux supérieurs, stocké dans les amyloplastes (plastes incolores) des organes de réserve (grains de céréales, tubercules de pomme de terre, racines tubéreuses de manioc…). Il représente l’apport énergétique majeur de l’alimentation humaine. Il est constitué de deux fractions de structures différentes : l’amylose, polymère linéaire de 200 à 6 000 glucoses reliés par des liaisons α-1,4, qui adopte une conformation hélicoïdale (6 glucoses par tour) en solution et forme avec l’iode I₂ du Lugol un complexe d’inclusion donnant une couleur bleu sombre intense ; l’amylopectine, polymère beaucoup plus gros (jusqu’à 1 million de glucoses) à structure ramifiée (liaisons α-1,4 dans la chaîne principale et α-1,6 aux points de branchement, environ une ramification tous les 20-30 résidus), qui ne peut pas adopter de longue hélice et donne avec l’iode une coloration rouge-brun à rose violacé.
La synthèse de l’amidon dans le grain de riz est assurée par plusieurs enzymes complémentaires. L’amylose est synthétisée spécifiquement par la GBSS (Granule-Bound Starch Synthase), enzyme codée par le gène Waxy (Wx). L’amylopectine, elle, est synthétisée par d’autres enzymes (Soluble Starch Synthase SSS, Starch Branching Enzyme SBE) qui assurent à la fois l’allongement et la ramification. Quand le gène Waxy est muté (perte de fonction par insertion d’un élément transposable ou par mutation ponctuelle dans la séquence codante), la GBSS n’est plus fonctionnelle, l’amylose n’est plus synthétisée, et l’amidon du grain devient presque exclusivement constitué d’amylopectine — c’est le phénotype « gluant » ou glutinosa.
La domestication du riz a débuté en Asie il y a environ 8 000 à 10 000 ans, à partir du riz sauvage Oryza rufipogon. Au fil des millénaires, les paysans ont sélectionné de très nombreuses variétés adaptées à des usages culinaires spécifiques. La sélection des variétés gluantes a été particulièrement intense en Asie du Sud-Est (Laos, Thaïlande du Nord, où le riz gluant est la base de l’alimentation quotidienne) et en Asie de l’Est (Japon, Chine, où il est utilisé pour les mochi, sushis, gâteaux). Les analyses génétiques modernes montrent que la même mutation perte-de-fonction du gène Waxy a été indépendamment sélectionnée plusieurs fois dans différentes régions, ce qui illustre la convergence de la sélection humaine pour ce caractère utile en cuisine. C’est un cas d’école de la domestication des plantes par mutation et sélection.
Attention au vocabulaire : malgré son nom commercial trompeur, le riz « gluant » ne contient pas de gluten. Le gluten est un complexe protéique du blé (gliadines + gluténines) absent du riz. Le caractère gluant du riz glutinosa est purement amidonné (amylopectine). Ne confonds pas dans ta rédaction.
6. Construire ta stratégie de poursuite en trois temps
Comme il s’agit d’un sujet « poursuite de stratégie », ce n’est pas en partie A que tu proposes une stratégie (la manipulation y est imposée). C’est en partie B qu’on attend ta proposition, pour démontrer l’origine génétique de la différence biochimique observée. Et cette proposition doit, comme toujours, être structurée en trois temps. C’est la méthode officielle attendue par les jurys :
Une stratégie ECE se formule toujours selon trois axes :
- LE QUOI — qu’est-ce que je cherche à mettre en évidence ?
- LE COMMENT — comment je m’y prends concrètement (matériel, manipulation, mesures) ?
- LES RÉSULTATS ANTICIPÉS — qu’est-ce que j’attends comme résultat et comment je conclurai dans chaque cas ?
Appliquons cette grille à la stratégie de poursuite pour le sujet riz gluant :
Le QUOI
Je cherche à démontrer que la différence de composition de l’amidon (forte amylopectine + faible amylose chez le riz gluant) a une origine génétique précise, à savoir une mutation du gène Waxy codant l’enzyme GBSS responsable de la synthèse de l’amylose. La validation passerait par la comparaison de la séquence du gène Waxy (ou de la protéine GBSS) entre les deux variétés, et idéalement par la mise en évidence de l’absence ou de la perte de fonction de l’enzyme chez le riz gluant.
Le COMMENT
Je vais demander la consultation d’une comparaison moléculaire des deux variétés sur le gène Waxy. (a) Comparaison des séquences nucléotidiques du gène Waxy chez le riz blanc et chez le riz gluant à l’aide d’un alignement (logiciel Anagène, Geneious ou base de données rice GenBank). Je rechercherai des différences ponctuelles, insertions ou délétions susceptibles d’altérer la fonction. (b) Comparaison des séquences protéiques de la GBSS (traduites à partir du gène) pour identifier d’éventuels acides aminés modifiés ou un codon stop précoce introduit par mutation. (c) Test enzymatique : mesure de l’activité GBSS dans des extraits de grains des deux variétés, démontrant directement la perte d’activité chez le riz gluant. Idéalement, je consulterais aussi un tableau des pourcentages amylose/amylopectine mesurés par chromatographie sur plusieurs variétés de riz pour quantifier précisément les différences.
Les RÉSULTATS ANTICIPÉS
Deux scénarios sont possibles, et chacun m’oriente vers une conclusion différente :
- Scénario 1 — Mutation du gène Waxy identifiée chez le riz gluant. L’alignement révèle une différence nucléotidique (insertion d’un élément transposable de plusieurs centaines de pb, ou mutation ponctuelle introduisant un codon stop précoce, ou substitution dans un site catalytique) chez le riz glutinosa, absente chez le riz blanc. La séquence protéique correspondante est tronquée ou modifiée dans un site fonctionnel. Le test enzymatique confirme une activité GBSS quasi nulle dans le riz gluant et normale dans le riz blanc. L’origine génétique est validée : la mutation du gène Waxy empêche la synthèse de l’amylose et explique le phénotype gluant.
- Scénario 2 — Pas de différence de séquence. Si les deux variétés ont la même séquence pour Waxy, il faudrait chercher ailleurs : régulation transcriptionnelle (un facteur de transcription muté ?), épigénétique (méthylation différentielle ?), autre enzyme impliquée dans la synthèse de l’amylose. Ce scénario est peu probable au vu de la littérature génétique du riz.
7. La mise en œuvre pratique
Cette partie correspond à la manipulation cadrée de la partie A : tu dois cuire les deux variétés selon le protocole, filtrer l’eau de cuisson, puis tester au Lugol et comparer les couleurs. C’est une étape technique qui demande de la rigueur dans le respect du protocole.
Étapes clés du protocole expérimental :
- Préparation des échantillons : pèse 2 g de chaque variété de riz (blanc et gluant) sur la balance. Étiquette deux béchers (« blanc » et « gluant ») contenant chacun 50 mL d’eau distillée.
- Cuisson : place les deux béchers sur la plaque chauffante, porte à ébullition douce et laisse cuire pendant 5 minutes exactement. L’amidon (en particulier l’amylose, plus soluble) passe partiellement dans l’eau de cuisson.
- Filtration : verse chaque eau de cuisson chaude à travers un filtre dans un nouveau récipient propre, étiqueté de la même manière. Élimine les grains résiduels.
- Test au Lugol : prélève quelques mL de chaque filtrat et dépose-les dans deux cupules distinctes d’une plaque de coloration. Ajoute quelques gouttes de Lugol dans chaque cupule.
- Observation comparative : observe immédiatement les colorations en plaçant la plaque sur un fond blanc à la lumière naturelle. Compare les deux teintes côte à côte.
- Diagnostic : bleu violacé sombre → présence majoritaire d’amylose ; rose violacé à rouge-brun → présence majoritaire d’amylopectine (caractère gluant).
Sécurité. La plaque chauffante et l’eau bouillante peuvent provoquer des brûlures : manipule les béchers chauds avec un gant ou une pince. Le Lugol est irritant : port des gants et des lunettes recommandé. La filtration à chaud doit être faite sans précipitation pour éviter les projections.
8. Que pourrait être la ressource complémentaire (partie B) ?
Dans tous les sujets ECE, la partie B prévoit l’appel de l’examinateur pour obtenir une ressource complémentaire. Cette ressource n’est pas un cadeau : elle est calibrée pour compléter ton analyse ou débloquer une étape de raisonnement. Anticiper sa nature est un excellent réflexe d’élève. Ce sujet, particulièrement riche, peut justifier deux ressources complémentaires successives (une biochimique, une génétique).
Sur ce sujet précis, les ressources complémentaires pourraient être :
- Première ressource — biochimique : un tableau des pourcentages d’amylose mesurés par chromatographie sur plusieurs variétés de riz cultivées (basmati, jasmin, japonica long, indica court, glutinosa…), confirmant que le riz gluant est extrême (< 2 % d’amylose) et que les variétés non gluantes ont des proportions de 18-30 % d’amylose.
- Seconde ressource — génétique : un alignement de séquences nucléotidiques du gène Waxy entre riz blanc et riz gluant, mettant en évidence une insertion d’un élément transposable ou une mutation ponctuelle introduisant un codon stop dans le gène muté, expliquant la perte d’activité de la GBSS.
- Une séquence protéique alignée de la GBSS chez les deux variétés, montrant un acide aminé clé du site catalytique altéré ou une protéine tronquée chez la variété gluante.
- Une carte historique de la domestication du riz en Asie, situant les centres d’origine et les zones de sélection préférentielle des variétés gluantes (Laos, Thaïlande, Japon, sud de la Chine), montrant que la sélection humaine pour ce phénotype est ancienne et géographiquement répétée.
Quelle qu’elle soit, chaque ressource doit être mobilisée explicitement dans ta conclusion : ne la regarde pas seulement, cite-la et explique en quoi elle conforte (ou nuance) ton interprétation des résultats expérimentaux.
9. Communiquer les résultats et interpréter
Pour la partie B, présente tes résultats sous une forme claire — deux options classiques sont attendues selon la nature de ton observation.
Option 1 — Photographie titrée et légendée. Capture une photographie de la plaque de coloration après ajout du Lugol, montrant côte à côte la cupule du riz blanc (coloration plutôt bleue) et celle du riz gluant (coloration rose violacé à rouge-brun). Présente l’image avec un titre informatif (« Test au Lugol des eaux de cuisson de riz blanc et de riz gluant : signature de l’amidon dominant »), précise les conditions de la photo (fond blanc, lumière du jour) et légende chaque cupule (variété, couleur observée, interprétation).
Option 2 — Production sur tableur. Construis un tableau de résultats à plusieurs entrées : en lignes, les deux variétés (riz blanc, riz gluant) ; en colonnes, la couleur observée au Lugol, l’amidon majoritaire déduit (amylose vs amylopectine), la proportion estimée, la texture attendue à la cuisson, l’hypothèse génétique correspondante (gène Waxy fonctionnel vs muté). Une ligne supplémentaire de synthèse précise le diagnostic. Tu peux y associer un schéma comparatif des structures amylose/amylopectine pour illustrer la différence moléculaire.
Interpréter les résultats
Adopte la structure d’analyse en trois temps, attendue à l’épreuve. Elle force la rigueur du raisonnement et te fait gagner des points :
Exemple appliqué au sujet (si riz blanc = bleu violacé et riz gluant = rose violacé) :
- J’observe… que l’eau de cuisson du riz blanc, après ajout du Lugol, prend une coloration bleu violacé sombre caractéristique, tandis que l’eau de cuisson du riz gluant, dans les mêmes conditions, prend une coloration rose violacé à rouge-brun nettement différente.
- Or je sais que… l’amylose linéaire forme avec l’iode I₂ un complexe hélicoïdal stable donnant une couleur bleu sombre, tandis que l’amylopectine ramifiée ne peut pas former d’hélice durable et donne une coloration rouge-brun à rose violacé (ressources 2 et 3). De plus, la synthèse de l’amylose est assurée par l’enzyme GBSS codée par le gène Waxy.
- J’en déduis que… l’amidon du riz blanc contient une proportion significative d’amylose (typiquement 20-30 %), tandis que l’amidon du riz gluant est presque exclusivement constitué d’amylopectine (avec très peu ou pas d’amylose). Cette différence biochimique explique la texture collante du riz gluant à la cuisson. L’origine génétique probable de cette différence est une mutation perte-de-fonction du gène Waxy chez la variété gluante, à confirmer par comparaison de séquences (stratégie de poursuite en partie B).
10. La conclusion : revenir à la question initiale
Ta conclusion doit faire 3 choses : (1) rappeler la différence de coloration observée entre les deux variétés, (2) en déduire la différence de composition de l’amidon (proportion amylose/amylopectine), (3) répondre explicitement à la question posée par le sujet (origine biochimique et génétique du caractère gluant) en intégrant la perspective évolutive de la domestication. Pense aussi à intégrer les ressources complémentaires obtenues auprès de l’examinateur.
Exemple de formulation type (si différence Lugol nette et origine génétique confirmée) :
« L’eau de cuisson du riz blanc traitée au Lugol donne une coloration bleu violacé caractéristique de l’amylose, tandis que celle du riz gluant donne une coloration rose violacé typique de l’amylopectine. Le riz gluant a donc un amidon constitué quasi exclusivement d’amylopectine ramifiée, propriété qui explique sa texture collante à la cuisson. Les ressources complémentaires (tableau quantitatif amylose/amylopectine + alignement du gène Waxy) confirment d’une part que les variétés gluantes contiennent moins de 2 % d’amylose, et d’autre part qu’une mutation perte-de-fonction du gène Waxy (insertion d’un élément transposable ou codon stop précoce) inactive l’enzyme GBSS chez le riz glutinosa, empêchant la synthèse de l’amylose. Le caractère gluant du riz glutinosa est donc dû à une mutation du gène Waxy sélectionnée par l’humain au cours de la domestication du riz en Asie, depuis plusieurs millénaires, pour ses qualités culinaires spécifiques (mochi, sushis, plats traditionnels d’Asie du Sud-Est). »
11. Les pièges fréquents à éviter
Piège n°1 — Ne pas identifier le type de sujet. Ici c’est un sujet « poursuite de stratégie » : la stratégie en 3 temps porte sur la partie B (comparaison génétique du gène Waxy), pas sur la cuisson imposée en A. Si tu inverses, tu vas formuler ta proposition au mauvais moment et perdre des points.
Piège n°2 — Confondre amylose et amylopectine, et leurs colorations au Lugol. Amylose linéaire = bleu violacé (presque noir) au Lugol (complexe hélicoïdal stable). Amylopectine ramifiée = rose violacé à rouge-brun (pas de complexe hélicoïdal). Confondre les deux ferait conclure à un mauvais diagnostic biochimique.
Piège n°3 — Conclure sur l’origine génétique sans la comparaison de la Partie B. La cuisson + Lugol démontrent une différence biochimique (composition de l’amidon). Pour démontrer l’origine génétique (mutation du gène Waxy), il faut impérativement la comparaison de séquences ou le test enzymatique demandé en partie B. Sois nuancé dans ton enchaînement.
Piège n°4 — Oublier que les deux variétés appartiennent à la même espèce. Riz blanc et riz gluant sont deux variétés (cultivars) de l’espèce Oryza sativa, et non deux espèces différentes. La domestication a créé une diversité variétale considérable à l’intérieur d’une seule espèce, par sélection de mutations naturelles. Ne dis pas « deux espèces » dans ta rédaction.
Piège n°5 — Confondre riz « gluant » et présence de « gluten ». Malgré son nom commercial, le riz gluant ne contient pas de gluten (qui est une protéine spécifique du blé). Sa texture collante vient uniquement de la richesse en amylopectine. Cette précision est importante pour les personnes intolérantes au gluten, pour qui le riz gluant reste consommable sans risque.
Piège n°6 — Ne pas exploiter la (ou les) ressources complémentaires. Si tu les as demandées et reçues, elles doivent apparaître dans ta conclusion. Sinon, c’est comme si tu ne les avais pas utilisées.
12. Indice / cause / exemple — amidon, gène Waxy et domestication
- Indice : eau de cuisson d’une variété de riz prenant une coloration rose violacé (et non bleu violacé) au Lugol, indiquant la dominance de l’amylopectine ramifiée sur l’amylose linéaire
- Cause : mutation perte-de-fonction du gène Waxy (Wx) codant l’enzyme GBSS (Granule-Bound Starch Synthase) responsable de la synthèse de l’amylose dans le grain ; en l’absence de GBSS fonctionnelle, l’amidon est constitué presque exclusivement d’amylopectine (synthétisée par d’autres enzymes), conférant au riz à la cuisson une texture collante caractéristique
- Exemple : les variétés japonica gluantes (riz glutinosa, riz à mochi) ont été sélectionnées au Japon, en Chine et en Asie du Sud-Est depuis plusieurs millénaires ; au Laos, le riz gluant est l’aliment quotidien de base (le « khao niao ») ; au Japon, il est utilisé pour les mochi (gâteaux de riz pilonnés) et les sushis (où une légère amylopectine aide à la cohésion). Les analyses génomiques modernes montrent que la même mutation du gène Waxy a été indépendamment sélectionnée plusieurs fois dans différentes régions, illustrant la convergence de la sélection humaine pour ce caractère culinaire
Ce qu’il faut retenir
- Type de sujet : poursuite de stratégie (cuisson + Lugol imposés en A, comparaison génétique du gène Waxy à proposer en B)
- Question du sujet : origine biochimique et génétique du caractère gluant du riz glutinosa ?
- Outils A : 2 g de chaque variété + 50 mL d’eau bouillante 5 min + filtration + test au Lugol
- Diagnostic Lugol : bleu violacé = amylose majoritaire (riz blanc) ; rose violacé à rouge-brun = amylopectine majoritaire (riz gluant)
- Stratégie B en 3 temps : LE QUOI (démontrer origine génétique) / LE COMMENT (alignement séquences gène Waxy + test enzymatique GBSS) / LES RÉSULTATS ANTICIPÉS (mutation perte-de-fonction Waxy chez gluant = origine génétique validée)
- Communiquer les résultats : photographie titrée et légendée de la plaque OU tableau de résultats sur tableur
- Interpréter : J’observe… / Or je sais… / J’en déduis…
- Lien au cours : 2A.4 (domestication des plantes : la même mutation indépendamment sélectionnée dans plusieurs régions d’Asie illustre la convergence de sélection humaine)
- Piège majeur à éviter : confondre « gluant » et « contenant du gluten » — le riz gluant ne contient pas de gluten, sa texture vient de l’amylopectine
- Conclusion finale : toujours articuler les trois niveaux d’explication (biochimique : composition amidon ; génétique : mutation Waxy ; évolutif : domestication) pour répondre pleinement à la question
Fichiers de l’exercice
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