Séance
Comment a été découverte la structure de l'ADN ?
L’ADN est une molécule porteuse d’information. La découverte de sa structure est à mettre au crédit de plusieurs scientifiques, notamment James Dewey Watson, Francis Crick et Rosalind Franklin. Cette séance s’appuie en partie sur l’histoire de cette découverte pour permettre à l’élève de dégager les éléments essentiels de la structure de l’ADN.
Séance conçue et rédigée par Mélanie Fenaert
Mise en situation
- 20 min -
- En ligne - Observer
Activité de l’élève
Après avoir pris connaissance de la mise en situation, les élèves travaillent en petits groupes pour résoudre le mini-jeu interactif « Réparez l’échelle » du serious game Le Prisonnier quantique. Ils réfléchissent ensemble à leur stratégie et à ce que représente l’échelle en réalité. Un temps collégial permet de mettre en commun les réflexions de tous.
Consigne
Zoé vient d’emménager dans une ancienne maison avec sa famille. Il paraît qu’elle appartenait dans le passé à un chercheur en génétique… Au fond de sa chambre, elle découvre une porte cachée, derrière laquelle se trouve une échelle menant au grenier. Il semble que des barreaux en sont tombés… Aidez Zoé à reconstituer l’échelle pour pouvoir explorer le grenier. Puis, décrivez votre stratégie en une phrase. D’après vos connaissances du collège, émettez une hypothèse sur ce que représentent en réalité cette échelle et les lettres sur les barreaux.
Rôle de l’enseignant
L’enseignant aide les élèves au bout de dix minutes de blocage.Conseil à l’enseignant
L’enseignant laisse les élèves discuter, essayer, se tromper…Production attendue
Le mini-jeu interactif réussi. Une phrase indiquant que A doit être face à T, et G face à C. L’hypothèse suivante : l’échelle représente la molécule d’ADN et les quatre lettres symbolisent les nucléotides.Découverte
- 15 min -
- En ligne - Lire
Activité de l’élève
Les élèves lisent et relient les informations des documents afin de déterminer la forme générale de la molécule d’ADN.Consigne
Zoé a réussi à atteindre le grenier ! En fouillant dans l’obscurité, elle découvre un fragment de papier… On dirait une lettre écrite en anglais par un certain Francis Crick et adressée à son fils ! Serait-ce le scientifique qui a habité cette maison ? Prenez connaissance du « Fragment de la Lettre de Francis Crick », des documents de la fiche « La découverte de la structure de l’ADN » et de la vidéo sur la molécule d’ADN en 3D. Puis, mettez en relation toutes ces informations pour décrire en une ou deux phrases la forme générale de la molécule d’ADN.
Cette vidéo permet de visualiser en 3D la structure de la molécule d’ADN. On y voit de combien de brins l’ADN est constitué, quels nucléotides constituent ces brins, et quels nucléotides se font face.Elle a été réalisée à partir de l’application web payante Anagène conçue par Réseau Canopé pour l’étude de la génétique au lycée : https://anagene.reseau-canope.fr. Utilisable directement en tant que ressource, la vidéo explique en même temps aux élèves comment réaliser eux-mêmes la manipulation à partir de l’application Anagène en ligne à laquelle ils ont accès si leur établissement a un...Fichiers à télécharger
etincel_tutoriel_anagene-1080p.mp4 [mp4 - 58.49 MB]
etincel_tutoriel_anagene-720p.zip [zip - 33.86 MB]
Astuce pour l’élève
On attend dans la réponse le nombre de brins constituant l’ADN, la forme générale de la molécule, et le nom des molécules qui constituent chaque brin.Rôle de l’enseignant
L’enseignant peut aider à relier les informations des documents en cas de blocage. Il peut compléter cette activité avec des éléments d’histoire des sciences, et sur la place des femmes en sciences (carrière de Rosalind Franklin, occultation de son apport scientifique dans la découverte de la structure de l’ADN, prix Nobel qui ne peut être décerné à titre posthume…).Conseil à l’enseignant
Il s’agit de documents simples dans lesquels toutes les informations sont données. Les élèves doivent juste les comprendre et construire une ou deux phrases descriptives.
Production attendue
Une ou deux phrases indiquant explicitement que l’ADN est constitué de deux brins de nucléotides enroulés en double hélice. Les nucléotides sont l’adénine, la thymine, la guanine et la cytosine.Recherche de solutions
- 20 min -
- En ligne - S’exercer
Activité de l’élève
À partir de la lecture de deux fragments de la lettre de Francis Crick dont certaines lettres ont été effacées et d’un document sur les expériences d’Erwin Chargaff, les élèves retrouvent la notion de complémentarité des bases azotées – et donc des nucléotides – deux à deux.Consigne
Un peu plus loin, Zoé découvre un nouveau fragment de la lettre… Consultez les documents de la fiche « Les quatre bases azotées des nucléotides », la lettre de Francis Crick et les résultats des expériences d’Erwin Chargaff, pour valider ou pas vos hypothèses sur les associations des bases azotées et donc des nucléotides qui se font face sur les deux brins d’ADN. Faites l’exercice interactif « Les lettres de la lettre ».
Astuce pour l’élève
Regardez bien les valeurs obtenues par Erwin Chargaff, comparez les deux à deux pour chaque être vivant. Certains n’ont-ils pas des valeurs proches ? Qu’en déduire ?Rôle de l’enseignant
L’enseignant aide les élèves à comprendre le tableau de résultats d’Erwin Chargaff et à faire le lien avec la structure de l’ADN.Conseil à l’enseignant
On peut glisser ici des informations liées à l’histoire des sciences : les différents scientifiques qui ont participé à la découverte de la structure en double hélice de l’ADN, l’attribution en 1962 du prix Nobel de physiologie à seulement trois de ces scientifiques (Crick, Watson et Wilkins).Production attendue
L’exercice interactif « Les lettres de la lettre » réussi. Quelques phrases descriptives et interprétatives du tableau de résultats de Chargaff validant l’hypothèse.Restitution
- 15 min -
- En ligne - S’évaluer
Activité de l’élève
Les élèves relèvent une dernière information sur la notion de séquence, et répondent à un quiz permettant de vérifier ce qu’ils ont appris et compris durant la séance.Consigne
Zoé poursuit ses recherches dans le grenier et découvre la suite et conclusion de la lettre de Francis Crick. Celui-ci y définit ce que l’on a appelé la séquence d’un gène. Consultez le document « Fragments de la Lettre de Francis Crick » et dites en quoi leur séquence distingue-t-elle deux gènes l’un de l’autre ? Puis, répondez au quiz « Qu’avez-vous retenu sur l’ADN ? » pour évaluer vos connaissances. Enfin, rédigez un court paragraphe résumant vos connaissances sur la structure de l’ADN et son rôle.
Rôle de l’enseignant
En cas de blocage, l’enseignant aide les élèves en faisant des rappels.Conseil à l’enseignant
Vous trouverez une version interactive de ce quiz dans le catalogue de La Quizinière de Réseau Canopé. Dans La Quizinière, vous pourrez créer une diffusion du quiz qui générera un code à transmettre à vos les élèves. Dans Étincel, il vous suffira alors de modifier cette séance en introduisant dans la consigne à l'élève le code généré et de la diffuser.
Production attendue
Le quiz complété. Un court paragraphe résumant la structure de l’ADN et son rôle.Conclusion
Les cellules d’un organisme possèdent la même information génétique organisée en gènes constitués d’ADN (acide désoxyribonucléique). La structure moléculaire de l’ADN lui permet de porter une information : c’est une double hélice, dont les deux chaînes sont constituées de nucléotides (adénine (A), thymine (T), cytosine (C), guanine (G)). Les nucléotides qui se font face sont complémentaires deux à deux (« A » face à « T », « G » face à « C »). Un gène est une séquence d’ADN que la cellule peut lire pour accomplir une fonction.