Corrigé : une expérience historique démontrant la réplication semi-conservative

Question 1 : densité intermédiaire à la génération 1

À la génération 1, chaque molécule d'ADN est composée d'un brin ancien (lourd, 15N) conservé et d'un brin nouveau (léger, 14N) synthétisé dans le nouveau milieu, ce qui donne une densité intermédiaire uniforme pour l'ensemble des molécules.

Question 2 : rejet du mécanisme conservatif

Un mécanisme conservatif prédirait la coexistence de molécules entièrement lourdes (la molécule mère intacte) et entièrement légères (la molécule entièrement nouvelle). Or le document 1 montre une densité uniquement intermédiaire à la génération 1, ce qui est incompatible avec cette hypothèse.

Question 3 : résultat attendu à la génération 2 si semi-conservatif

Si la réplication est semi-conservative, chaque molécule intermédiaire de la génération 1 se sépare en deux brins, chacun servant de matrice à un nouveau brin léger. On obtient alors, à la génération 2, un mélange à parts égales de molécules intermédiaires (brin lourd et brin léger) et de molécules entièrement légères.

Question 4 : comparaison avec le résultat observé

Le résultat observé à la génération 2, moitié intermédiaire et moitié légère, correspond exactement au résultat attendu dans l'hypothèse d'une réplication semi-conservative.

Question 5 : conclusion sur le mécanisme de réplication

Les résultats des générations 1 et 2 sont cohérents avec un mécanisme de réplication semi-conservatif : chaque brin de la molécule d'ADN mère est conservé et sert de matrice à la synthèse d'un nouveau brin complémentaire.

Question 6 : le piège du mécanisme dispersif

Un mécanisme dispersif prédirait des molécules d'ADN toutes de densité intermédiaire, avec des fragments anciens et nouveaux mélangés au sein de chaque brin, à toutes les générations. Or le document 1 montre l'apparition de molécules entièrement légères dès la génération 2, ce qui est incompatible avec un mécanisme dispersif et confirme au contraire le mécanisme semi-conservatif.

Étude de cas : identifier les phases de la mitose à partir d'observations microscopiques