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CHAPITRE 1 : Les divisions cellulaires des eucaryotes
Prérequis
NA EC A La reproduction asexuée fait intervenir la mitose
La reproduction sexuée faire intervenir la méiose (double division) Le caryotype des gamètes à deux fois moins de chromosomes
La reproduction sexuée permet la stabilité du caryotype des individus Savoirs faire attendus
NA EC A Réaliser et observer des préparations au microscope de cellules eucaryotes en
cours de division, colorées de manière à faire apparaître les chromosomes.
Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de caractériser les phases d'un cycle cellulaire eucaryote.
La fécondation aboutit à la formation d’une cellule-œuf. Celle-ci se divise activement pour donner des cellules filles qui s’organisent en tissu puis en organes. Chaque individu possède environ 100000 milliards de cellules, des caractéristiques qui lui sont propres mais aussi celles de son espèce.
Exemple : Vidéo: de la cellule oeuf à l'embryon
Problématique générale : Comment l’information génétique est-elle transmise à l’ensemble des cellules ? Comment expliquer que toutes les cellules ne sont pas toutes identiques?
I/ Le cycle cellulaire
Activité 1
Livre Nathan SVT 1ère spécialité 2019
L’analyse de la quantité d’ADN au cours du temps montre que celle-ci varie au cours d’un cycle formé de 4 phases distinctes. Ce cycle de 4 étapes est appelé cycle cellulaire.
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a) Les phases du cycle cellulaire
Le cycle cellulaire comprend 4 phases chronologiques :
- La Phase G1 : la plus longue, correspond à la vie « classique » de la cellule et durant laquelle la quantité d’ADN est égale à 1.
- La Phase S (Synthèse) : pendant laquelle la quantité d’ADN est doublée (on parle également de duplication).
- La phase G2 : plus courte que la phase G1 et durant laquelle la quantité d’ADN est constante et égale à 2.
- La phase M (Mitose) : durant laquelle la quantité d’ADN est divisée par 2. Il s’agit d’une division cellulaire.
https://rnbio.upmc.fr/bio-cell_cycle-cellulaire_introduction
b) L’interphase
Grâce à l’aspect de l’ADN au cours cycle cellulaire, on oppose l’interphase durant lesquelles le matériel génétique a un aspect filamenteux très fin (ADN décondensé), et la phase M durant laquelle l’ADN est condensé sous forme de chromosome nettement visibles.
On regroupe les phases G1, S et G2 au sein d’une phase appelée interphase. Le cycle cellulaire alterne donc entre interphase et mitose.
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c) L’état de l’ADN dans les différentes phases
On peut observer l’aspect de l’ADN au cours du cycle cellulaire grâce au microscope électronique à transmission (MET, voir le cours d’enseignement scientifique !).
- En phase G1 : correspond à une étape de préparation de la cellule pour la réplication (synthèse des éléments nécessaires). L’ADN est alors sous la forme d’un filament (1 chromatide) unique, très fin.
On dit que l’ADN est décondensé.
- En phase S : correspond au doublement de la quantité d’ADN, on observe des structures en forme d’ellipse appelées « yeux de réplication » (voir Chapitre 2 et le TP1)
- En phase G2 : correspond à la préparation de la cellule pour la division. L’ADN est alors formé de 2 filaments. L’ADN comporte alors 2 chromatides (ADN bichromatidien)
- En phase M, l’ADN est condensé sous la forme d’un chromosome. Ce chromosome est en forme de X : il comprend 2 chromatides (chromosome bichromatidien). Au moment de la division, le chromosome se sépare et chaque cellule reçoit un chromosome monochromatidien.
Livre Nathan SVT 1ère spécialité 2019
II/ La mitose, une division conforme
Activité 1
TP 2 : la mitose, une division cellulaire conforme
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La mitose est une division cellulaire qui se déroule essentiellement dans la lignée somatique. Elle consiste en une succession de quatre étapes.
- En prophase : les chromosomes à deux chromatides deviennent visibles dans la cellule alors que l’enveloppe nucléaire disparaît.
- En métaphase : les chromosomes à deux chromatides s’alignent sur l’équateur cellulaire.
Chaque chromatide est alors de chaque côté de l’équateur de la cellule.
- En anaphase : les chromatides de chaque chromosome se séparent au niveau du centromère et migrent de part et d’autre de la cellule assurant ainsi la répartition équitable du matériel génétique.
- En télophase : on obtient deux lots identiques de chromosomes à une chromatide et l’enveloppe nucléaire se reforme.
Une fois la mitose achevée, les deux cellules filles s’individualisent lors de la cytodiérèse.
À partir d’une cellule diploïde à chromosomes à deux chromatides, on obtient deux cellules diploïdes à chromosomes à une chromatide. Les deux cellules filles obtenues sont identiques génétiquement. La mitose est une reproduction conforme. Toutes ces étapes sont communes à toutes les cellules eucaryotes.
NB : Il existe de nombreuses cellules très différenciées qui ne se divisent pas, ou plus, comme les neurones.
Livre Nathan SVT 1ère spécialité 2019
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III/ La méiose,
Activité 2
La méiose est une autre division cellulaire qui se déroule dans les cellules de la lignée germinale.
Elle est précédée d’une duplication des chromosomes et consiste en une double division comprenant huit étapes : prophase 1, métaphase 1, anaphase 1 et télophase 1
; puis prophase 2, métaphase 2, anaphase 2 et télophase 2.
● En prophase 1 : chaque chromosome est associé à son homologue et forme des paires de chromosomes à deux chromatides.
● La première division de méiose consiste en une séparation des chromosomes à deux chromatides de chaque paire vers les pôles de la cellule. Les lots de chromosomes sont alors haploïdes (n).
● La seconde division de méiose consiste en une séparation des chromatides de chaque chromosome à deux chromatides.
En fin de méiose, les gamètes ne contiennent plus que la moitié du matériel génétique de la cellule initiale. À partir d’une cellule diploïde à chromosomes à deux chromatides, on obtient quatre cellules haploïdes à chromosomes à une chromatide.
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Bilan : Sur le livre (tablette), refaire le cycle bilan page 33 (schéma intéractif) A connaître !
Diploïde : se dit d’une cellule qui possède des paires de chromosomes dits « homologues » notée conventionnellement 2n.
Haploïde : se dit d’une cellule qui ne possède qu’un seul exemplaire de chaque chromosome, notée conventionnellement n.
Chromatine : ensemble constitué d’ADN et de protéines contenus dans le noyau.
Cytodiérèse : étape suivant la mitose, consistant à individualiser les deux cellules filles par séparation de leur cytoplasme.
Interphase : période au cours de laquelle la cellulene se divise pas. La duplication des chromosomes s’y déroule.
Quelques vidéos et animations intéressantes :
Timelapse de la mitose : https://www.youtube.com/watch?v=L61Gp_d7evo Timelapse de la méiose : https://www.youtube.com/watch?v=84jlwjvrJwY
Très bonne animation sur le cycle cellulaire : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio- 0010-2
