correction

TP2
la duplication de l’ADN nécessite une réplication
1. Le problème :
Le problème qui se posait à Meselson et Stahl était alors de comprendre comment se réalisait cette
réplication : selon quelles modalités passe-t-on d'une molécule d'ADN formée de deux brins à deux
molécules d'ADN bicaténaires identiques ?
2. Les hypothèses
Pour expliquer la duplication d'un ADN bicaténaire, trois modèles ont été proposés. Ces modèles se basent
tous sur l'utilisation de la molécule d'ADN "mère" comme matrice pour sa réplication, mais selon des
modalités différentes :
• Schématisez les 3 hypothèses en utilisant les couleurs indiquées
Hypothèse 1: modèle conservatif Hypothèse 2: modèle semiHypothèse 3: modèle
A partir d'une molécule d'ADN
conservatif
dispersif
bicaténaire "mère", on forme une On dissocie les deux brins de la
On ne conserve aucun brin
nouvelle molécule d'ADN
molécule d'ADN bicaténaire "mère".
intact.
bicaténaire.
Chaque brin sert donc de matrice à la
La copie se réalise par
On garde donc ici une molécule
synthèse d'un brin complémentaire,
fragments dispersés dans
"mère", non modifiée (elle est
l'ensemble reformant une molécule
l'ensemble de l'ADN,
donc conservée), tout en "créant" d'ADN bicaténaire. Chaque nouvelle
permettant de former les
une nouvelle molécule ("fille").
molécule "fille" ne conserve donc que
deux molécules d'ADN
la moitié de la molécule "mère".
bicaténaires "filles".
Légendes :
Couleur rouge : Molécule d'ADN "mère" et son devenir.
Couleur bleue : ADN néo-formé.
• Vérifiez à l’échelle de l’ADN:
http://pedagogie.actoulouse.fr/svt/serveur/lycee/gueraut/stahl/3exphyp3d.htm
• Vérifiez à l’échelle des nucléotides :
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/gueraut/stahl/5exphypnucl.htm
APPELEZ LE PROFESSEUR
3. L’expérience : http://www.conceptcours.fr/www/prem_s/genet/doc_gene/mesel_stahl_exp.swf
Les expériences sont réalisées sur la bactérie E-Coli, qui se multiplie activement quand elle est cultivée sur
un milieu favorable et réplique alors intensément son ADN.
Les bactéries sont cultivées dans deux milieux différents : L’un contient des nucléotides « légers » intégrant
de l’azote « léger » 14N. L’autre contient des nucléotides « lourds » intégrant de l’azote « lourd » 15N.
Des bactéries, d’abord cultivées depuis de nombreuses générations sur un milieu contenant des nucléotides
15N, sont prélevées et transférées sur un milieu normal à nucléotides 14N.
A chaque étape, l’ADN des bactéries en culture est extrait et centrifugé à grande vitesse dans un tube
contenant une solution de densité appropriée. Après centrifugation, l’ADN se stabilise ainsi à un niveau
correspondant à sa densité.
• Comprendre l’expérience :
Résultats
Constitution de
densité
l’ADN
1,724
1,710
1,717
•
•
•
100% 15N
Etapes de
l’expérience
1. Culture sur 15N
(n cycles cellulaires)
2. Culture sur 14N
(1 cycle)
3. Culture sur N14
(2cycles)
Résultats
Déductions
100% 1,724
ADN est constitué de 100% de 15N
ADN constitué de 50% 15N
50%14N (ADN hybride)
50% 1,710
à ADN constitué de 100% 14N
50% 15N
50% 1,717
à ADN constitué de 50% 15N
50%14N
50%14N (ADN hybride)
Confronter le résultat 2 aux trois hypothèses. Laquelle pouvez-vous éliminer ?
Confronter le résultat 3 aux hypothèses restantes. Laquelle pouvez-vous éliminer ?
Vérifier : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/gueraut/stahl/6expcorr.html
100% 14N
100% 1,717
APPELEZ LE PROFESSEUR
Meselson et Stahl ont complété leur travaux :
http://www.conceptcours.fr/www/prem_s/genet/doc_gene/con20ani.swf
NB : le centromère correspond à une zone du chromosome où la réplication est tardive et n’intervient qu’à l’anaphase.
• Réalisez un schéma du devenir d’un molécule d’ADN au cours de la mitose (conservez les codes
couleurs du début) Plan équatorial Phase G1
Chromosome :
1 Xide,
décondensée
Phase S
Duplication par
réplication
Fin de phase S (G2)
Chromosome : à 2
Xites décondensée
Prophase
Chromosome : à 2
Xides condensée
Métaphase
Chromosome : à 2
xides condensées,
placé à l’équateur
de la cellule
Bilan : la duplication de l’ADN se
fait par réplication.
Chaque molécule d’ADN est
fidèlement copié en phase S.
A la fin de la phase S les
chromosomes sont constitués de 2
chromatides jumelles (= 2
molécules d’ADN=)
Lors de la mitose les 2 chromatides
sont distribuées aux 2 futures
celles filles qui contiennent donc :
-la même quantité d’ADN
-le même ADN
la mitose est une division qui
assure une reproduction conforme
de la cellule en transmettant
l’ADN de façon fidèle
Anaphase
télophase
Chromosome à 2 Xides
condensées, séparées
Chromosome à 1 chromatide en
décondensation