I - 7 - TP7 str ADN variabilitéVfinale

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LSVT2I07
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EXTRAIT DU PROGRAMME
La variation génétique repose sur la variabilité de la molécule d’ADN (mutation).
CONNAISSANCES CONSTRUITES
L’ADN est une double hélice, constituée d’une succession de nucléotides appelée séquence. Cette
séquence constitue un message codé. L’ADN peut subir des mutations : elles sont à l’origine des allèles
d’un même gène donc à l’origine de la diversité génétique, l’ADN est donc une molécule variable.
CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE
 Modéliser de l’ADN à partir d’informations structurales
 Mettre en œuvre une méthode (utilisation d’un logiciel) pour mettre en évidence la nature du message codé et la
variabilité de l’ADN
 Utiliser un logiciel de modélisation de l’ADN
CONDITIONS MATERIELLES
Les élèves visualisent la molécule d’ADN grâce à un logiciel de modélisation, les informations recueillies servent à
construire une maquette d’un fragment de molécule d’ADN. La structure de l’ADN ainsi établie, la maquette peut être
exploitée pour modéliser le message codé de l’ADN. Enfin une banque de données de gènes est utilisée pour montrer la
variabilité de l’ADN.
Les élèves travaillent par deux, chaque activité dure environ 20 minutes.
COIN LABORATOIRE
Matériel
• Coffret « étude du code génétique » Réf. : 15799
• Maquette ADN grand modèle schématique Réf :15810
Documents didactiques
• Logiciel de modélisation moléculaire, type Rastop
• Banque de données de gènes, type Anagène
DESCRIPTIFS
Activité 1 : utiliser un logiciel de modélisation dans l’espace (Rastop) pour découvrir la
molécule d’ADN
Fonctionnalités du logiciel Rastop:
- pour faire pivoter la molécule : maintenir le clic gauche
- pour visualiser les atomes : « boules et bâtonnets »
- pour visualiser les chaînes :« atome » puis « colorer » puis « par chaîne »
- pour visualiser les nucléotides : « élément », choisir le nucléotide, sélectionner une couleur.
Sélectionner la molécule d’ADN à afficher.
1) Faire apparaître la molécule d’ADN en boule et bâtonnets, puis colorer chaque chaîne. Faire ressortir les nucléotides en
utilisant une couleur pour chacun.
Appeler le professeur pour vérification (une évaluation est envisageable sur l’obtention finale de la molécule avec les éléments
représentés selon les consignes et clairement identifiés).
Partie du programme : la Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée
Niveau : seconde
Titre de la séance : Structure et variabilité de l’ADN.

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2) Décrire la forme de la molécule d’ADN et le nombre de chaînes qui la composent. Recenser les éléments constituant ces
chaînes. Observer comment sont agencés les nucléotides deux à deux.
Activité 2 : exploiter les informations sur l’ADN pour construire une maquette de
l’ADN.
Support : 12 bases azotées (représentatives chacune d’un nucléotide), 10 éléments souples de brin.
Utiliser les informations recueillies dans l’activité 1 pour construire un fragment d’ADN avec tous les éléments à
disposition.
Critères d’évaluation.
L’activité est réussie si la maquette est construite correctement et si ses éléments sont identifiés par l’élève, à savoir :
• Si elle comporte 2 chaînes
• Si elle comporte 6 paires de nucléotides
• Si les bases sont complémentaires.
• Si l’élève sait nommer chaque élément de sa maquette.
Activité 3 : utiliser les maquettes réalisées pour montrer que l’ADN est un message
codé.
1) Séparer en 2 brins la maquette réalisée auparavant, chaque élève d’un binôme garde un brin. Comparer les brins
séparés. Reconstruire la molécule entière à partir de ce brin.
2) « Dérouler » la double hélice formée de façon à obtenir une « échelle ». La positionner horizontalement et la reproduire
sous forme schématique en notant clairement la succession des bases azotées. Légender la signification de l’initiale des
bases. Titrer.
3) Echanger la maquette avec celle le voisin. Comparer les 2 séquences. A quoi est dû le phénomène observé ?
4) Echanger la molécule avec un autre binôme. De la même façon, dérouler et reproduire la succession des bases azotées.
Comparer les séquences reproduites.
En déduire pourquoi on dit de l’ADN qu’il est un langage codé à 4 lettres.
Activité 4 : exploiter des informations à partir d’une banque de données de gènes
(type anagène) pour montrer que l’ADN est variable.
Charger les deux allèles d’un même gène. Relier la succession des bases azotées qu’on voit apparaître à l’activité
précédente.
Pourquoi un gène est il représenté par un seul brin ?
Donner la longueur des allèles (le nombre de nucléotides).
Comparer les deux séquences.
A partir de cette comparaison, expliquer pourquoi on dit de l’ADN qu’il est variable.

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TP - Structure et variabilité de l’ADN.
Activité 1 : utiliser un logiciel de modélisation dans l’espace (Rastop) pour découvrir la molécule
d’ADN
La molécule d’ADN est une hélice formée de deux chaînes. Chaque chaîne est composée de nucléotides.
D’après les couleurs observées, on voit que A est toujours associé à T et que C est toujours associé à G.
Activité 2 : exploiter les informations sur l’ADN pour construire une maquette de l’ADN.
Activité 3 : utiliser les maquettes réalisées pour montrer que l’ADN est un message codé.
1) Les brins séparés sont différents mais complémentaires.
2) TACGTC
ATGCAG
A : adénine
T : thymine
C : cytosine
G : guanine
3) séquence du voisin : ATGCAG
TACGTC
La séquence d’ADN obtenue est identique à celle de départ. C’est la complémentarité de bases qui
explique que les molécules entre voisins sont identiques.
4) séquence d’un autre binôme : GGCTTA
CCGAAT
Cette séquence d’ADN est différente, elle comporte le même nombre de nucléotides mais ils ne sont pas
dans le même ordre. La succession des nucléotides varie d’une séquence d’ADN à une autre entre
binômes. Or il existe 4 types de nucléotides, chaque succession de nucléotides donne un message codé.
Activité 4 : exploiter des informations à partir d’une banque de données de gènes (type anagène) pour
montrer que l’ADN est variable.
Un gène est représenté par un seul brin car l’autre brin est complémentaire.
Un gène représente plusieurs centaines de nucléotides de longueur.
La séquence des deux allèles diffère seulement par un (ou quelques selon l’exemple choisi) nucléotide.
Un même gène peut donc subir des modifications, elles sont à l’origine des allèles, c’est pourquoi on dit que
l’ADN est variable.