Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité SVT
Fiche de révision : Réplication de l'ADN et mutations
Chromatide et molécule d’ADN, longueur de l’ADN d’un chromosome et d’une cellule ; réplication semi-conservative pendant la phase S, ADN polymérase et brin complémentaire ; expérience de Meselson et Stahl ; origines, yeux et fourches de réplication ; vitesse et durée de la réplication chez une bactérie et chez l’être humain ; PCR et nombre de copies.
Réplication de l’ADN : un mécanisme semi-conservatif
Fiche méthode
(SVT 1ʳᵉ spécialité · Transmission, variation et expression du patrimoine génétique · La réplication de l’ADN)
La démarche face à un document sur la réplication
1. Je repère l’échelle : chromosome et chromatides, molécule d’ADN, brins, nucléotides ; et ce qui est mesuré (bandes, longueurs, durées, copies).
2. Je prévois ce que donnerait chaque hypothèse (modèle conservatif, semi-conservatif, dispersif ; une ou plusieurs origines).
3. Je calcule dans les mêmes unités : paires × 0,34 nm, 2n molécules, durée = (longueur ÷ 2) ÷ vitesse, N₀ × 2n copies.
4. Je conclus avec le vocabulaire exact : matrice, ADN polymérase, complémentaire, antiparallèle, semi-conservative, origine, œil, fourche, amorce.
Cas 1 · Calculer une longueur d’ADN et la comparer
Réflexe — une chromatide = une molécule ; longueur = paires × 0,34 nm ; je convertis avant de comparer.
Exemple. Le chromosome 10 compte environ 1,34 × 10⁸ paires. Quelle longueur d’ADN dans un chromosome 10 à deux chromatides ?
Une molécule : 1,34 × 10⁸ × 0,34 = 4,556 × 10⁷ nm ≈ 4,6 cm.
Deux chromatides, deux molécules : environ 9,1 cm.
Attention — multiplier les paires, pas les nucléotides des deux brins ; et compter deux molécules après la phase S.
Cas 2 · Écrire le brin neuf et compter les nucléotides
Réflexe — complémentaire (A↔T, G↔C) et antiparallèle (j’inverse 5’ et 3’) ; chaque paire A–T donne un A et un T neufs.
Exemple. Brin matrice 5’-CAGGTA-3’.
Brin neuf : 3’-GTCCAT-5’, soit 5’-TACCTG-3’ écrit de 5’ vers 3’.
Attention — recopier la séquence complémentaire sans inverser l’orientation donne un brin parallèle, impossible.
1 / 2
Cas 3 · Exploiter l’expérience de Meselson et Stahl
Réflexe — 2ⁿ molécules par molécule de départ ; semi-conservatif : toujours 2 hybrides ; je confronte chaque modèle au résultat.
Exemple. 9 réplications en ¹⁴N à partir d’une molécule ¹⁵N/¹⁵N.
2⁹ = 512 molécules : 2 hybrides et 510 légères.
Conservatif : 1 lourde, 511 légères, aucune intermédiaire.
Attention — une seule bande intermédiaire à la génération 1 rejette seulement le modèle conservatif.
Cas 4 · Lire une image d’ADN en cours de réplication
Réflexe — un œil = une origine au centre et deux fourches aux bords ; taille de l’œil ÷ 0,34 nm = paires copiées.
Exemple. Un œil de 0,68 µm de long sur une molécule d’eucaryote.
680 nm ÷ 0,34 = 2 000 paires copiées, soit 1 000 par fourche si l’origine est au milieu.
Attention — deux fourches par œil : le nombre de fourches est le double du nombre d’yeux séparés.
Cas 5 · Calculer une durée de réplication ou un nombre d’origines
Réflexe — durée = (longueur ÷ 2) ÷ vitesse ; origines minimales = longueur ÷ (2 × vitesse × durée), arrondi au-dessus.
Exemple. Un chromosome bactérien de 3,0 × 10⁶ paires, une origine, fourches à 750 nucléotides par seconde.
Chaque fourche copie 1,5 × 10⁶ nucléotides : 1,5 × 10⁶ ÷ 750 = 2 000 s, soit environ 33 min.
Attention — secondes, minutes, heures : une seule unité dans tout le calcul.
Cas 6 · Calculer un programme de PCR
Réflexe — copies = N₀ × 2ⁿ ; durée = étapes fixes + n × cycle ; 2¹⁰ ≈ 10³ sans calculatrice.
Exemple. 8 copies au départ, 15 cycles de 95 °C 20 s, 60 °C 20 s, 72 °C 50 s.
Copies : 8 × 2¹⁵ = 2³ × 2¹⁵ = 2¹⁸ = 262 144.
Durée des cycles : 15 × 90 s = 1 350 s = 22,5 min.
Attention — le nombre de copies double à chaque cycle : × 2ⁿ, jamais × 2n.
Les pièges à éviter
- Écrire qu’un chromosome à deux chromatides contient une seule molécule d’ADN.
- Croire qu’un brin d’une molécule fille est à moitié ancien : c’est le modèle dispersif.
- Oublier d’inverser 5’ et 3’ en écrivant le brin complémentaire.
- Conclure au modèle semi-conservatif dès la génération 1 de Meselson et Stahl.
- Oublier les deux fourches d’une origine, ou arrondir un nombre minimal d’origines vers le bas.
- Calculer N₀ × 2n au lieu de N₀ × 2ⁿ copies après n cycles de PCR.
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
2 / 2
À propos de cette page
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
Soutien scolaire à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs