Spécialité SVT 1ère : thème 1 chapitre 1: Les divisions des cellules eucaryotes

Légende alternative :

avec Y = nombre total de chromosomes dans la cellule et X = à 1 si chaque chromosomes est seul ou à 2 si les chromosomes sont associés par paires - On appelle cellule diploïde toute cellule dont les chromosomes sont regroupés par paires (2n) -On appelle cellule haploïde toute cellule dont les chromosomes se retrouvent sans leur chromosome homologue (n) - Les cellules germinales, ou gamètes, possèdent 23 chromosomes et les cellules somatiques 46 chromosomes donc 23 paires - savoir à quoi correspond un chromosome simple et double (notion de chromatides, lien avec l'ADN) et savoir les schématiser Un chromosome simple est constitué d'une seul chromatide et un chromosome double est constitué de deux chromatides portant des gènes et allèles identiques - définir le cycle cellulaire, connaître ses principales phases et en faire un schéma simplifié Phase G₂ SVT Thème 1 chapitre 1 : Les divisions cellulaires des eucaryotes 1h < durée <4 h Phase S 6h < durée < 20 h Phase M [division cellulaire] 30 min < durée <3 h G₂ Mitose ou Mélose Interpha- Mitose Meiose Phase G₁ 10h <durée < 100 h Chromosome décondensé 0=300 nm Les cellules réalisent un cycle cellulaire composé d'une interphase où l'on ne voit pas les chromosomes suivi d'une division cellulaire (mitose ou méiose) où l'on voit les chromosomes - savoir associer l'état de condensation des chromosomes aux différentes étapes du cycle cellulaire et à la chromatine L'ADN est enroulé autour de protéines et forme la chromatine. C'est elle qui peut se condenser et faire apparaître les chromosomes au début de la division cellulaire. Pendant l'interphase du cycle cellulaire, la chromatine est décondensée - connaître les deux principales divisions cellulaires (mitose et méiose) et savoir les situer dans le cycle cellulaire - savoir dans les deux cas quelles sont les caractéristiques des cellules filles obtenues à partir de la cellule mère - La mitose permet de passer d'une cellule mère diploïde (2n) à deux cellules filles diploïdes (2n) - La méiose permet de passer d'une cellule mère diploïde (2n) à quatre cellules filles haploïdes qui ont 23 chromosomes, un de chaque paire B) La mitose - définir la mitose La mitose est une division cellulaire qui permet une reproduction conforme de l'information génétique en passant d'une cellule mère diploïde (2n = 4) pour donner deux cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère : elles ont le même caryotype, le même nombre de chromosomes (2n = 4). on retrouve également dans les cellules filles les mêmes allèles des gènes que dans la cellule mère - citer les principales étapes de la mitose et leurs caractéristiques. 1. Prophase : dans la cellule mère contenant 4 chromosomes en deux paires à l'état double, les chromosomes se condensent et deviennent donc visibles tandis que l'enveloppe nucléaire disparaît 2. Métaphase : les chromosomes se placent sur le plan équatorial de la cellule 3. Anaphase: dans chaque cellule fille, les deux chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent à un pôle de la cellule. La séparation des deux chromatides de chaque chromosome double peut se faire grâce au fuseau mitotique formé des protéines du cytosquelette 4. Télophase : le cytoplasme se divise dans chaque cellule et 2 cellules filles se forment. Elles contiennent chacune 2 paires de chromosomes simple, soit 4 chromosomes simple. Le noyau se reforme - schématiser une mitose à partir d'une cellule de formule chromosomique 2n=4/2n-6, avec nom et description des principales étapes - schématiser une cellule végétale ou animale en interphase ou en mitose. Les étapes de la mitose Prophase La cellule mère (à partir de laquelle se fait la division) contient 4 chromosomes en 2 paires à l'état double Les chromosomes se condensent et deviennent donc visibles. *L'enveloppe nucléaire disparaît. C) La méiose - définir la méiose MATTED Métaphase Les chromosomes se placent sur le plan équatorial de la cellule. (ils se suivent sur ce plan). Anaphase Dans chaque cellule fille, les 2 chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent à un pôle de la cellule. 10 00 10 Télophase Le cytoplasme se divise dans chaque cellule et 2 cellules filles se forment. Elles contiennent chacune 4 chromosomes simples Le noyau se reforme. La méiose est constitué de 2 divisons successives : la 1ère division consiste à séparer les deux chromosomes homologues de chaque paire et la 2e division consiste à séparer les 2 chromatides de chaque chromosomes double Cela permet d'obtenir 4 cellules filles haploïdes à partir d'l cellule mère diploïde - décrire les principales phases de la méiose Première division: 1. Prophase I: dans la cellule mère contenant 4 chromosomes doubles, les chromosomes se condensent et deviennent visibles, l'enveloppe nucléaire disparaît et les chromosomes homologues s'apparient (des crossing-over sont possibles) 2. Métaphase I: les paires de chromosomes homologues se placent sur le plan équatorial de la cellule. Les 2 chromosomes d'1 même paire se font face 3. Anaphase : les chromosomes de chaque paire se séparent et migrent à un pôle de la cellule 4. Télophase I : le cytoplasme se divise et deux cellules filles se forment, contenant chacune deux chromosomes doubles (un de chaque paire) Deuxième division: 1. Prophase II: après s'être décondensés les chromosomes se re-condensent à nouveau et redeviennent visibles. Chaque cellule contient deux chromosomes doubles (un de chaque paire) 2. Métaphase II: les chromosomes se placent sur le plan équatorial de la cellule 3. naphase II: dans chaque cellule fille, les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent à un pôle de la cellule 4. Télophase II: le cytoplasme se divise dans chaque cellule et 4 cellules filles se forment, contenant chacune deux chromosomes simples (un de chaque paire). Le noyau se reforme - schématiser la méiose et le comportement des chromosomes avec une cellule de départ à 2n=4/2n=6 Prophase I La cellule mère (à partir de laquelle se fait la division) contient: 4 chromosomes doubles en 2 paires * Les chromosomes se condensent et deviennent donc visibles. * L'enveloppe nucléaire disparaît. Les chromosomes homologues (-chromosome d'une même paire) s'apparient. Des crossing-over sont possibles Photographiesaisées sur 6,6 Prophase II Après s'être décondensés les chromosomes se recondensent à nouveau et redeviennent visibles. Chaque cellule contient deux chromosomes doubles (un de chaque paire) 3.3 G₁ 工程维护 S 2 Cellule diplade de départ G₂ M hallules beplandes for D) Pour les deux - savoir détecter sur une photo si une cellule est en interphase ou en mitose et, si elle est en mitose, à quelle étape de la mitose - remettre dans l'ordre des photos montrant différentes étapes de la mitose en le justifiant - identifier sur une photographie n'importe quelle étape de la méiose et savoir légender les photos de chaque étape.- repérer sur une Mitose do fi Métaphase I Les paires de chromosomes homologues se placent sur le plan équatorial de la cellule. Les 2 chromosomes d'une même paire se font face. Interphase 0. Temps 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 (en heures) W Métaphase II Les chromosomes se placent sur le plan équatorial de la cellule. (ils se suivent sur ce plan). S 4 8 3 - savoir commenter la courbe présentant l'évolution de la quantité d'ADN au cours de la réplication puis de la mitose/méiose Quantité d'ADN (unités arbitraires) M MANA ayx Anaphase I Les chromosomes de chaque paire se séparent et migrent à un pôle de la cellule. Anaphase II Dans chaque cellule fille, les chromatides de chaque chromosome se séparent migrent à un pôle de la cellule. xX Xx Télophase I Le cytoplasme se divise et 2 cellules filles se forment. Elles contiennent chacune 2 chromosomes doubles (un de chaque paire) Télophase II Le cytoplasme se divise dans chaque cellule et 4 cellules filles se forment. Elles contiennent chacune deux chros simples (un de chaque paire) Ce graphique montre que c'est pendant la phase S de l'interphase (synthèse) que la quantité d'ADN est multipliée par deux. Cela permet aux chromosomes simples de devenir doubles avant d'entrer en division cellulaire. Ce mécanisme est appelé duplication de l'ADN et il est également nécessaire avant toute méiose. Elle permet à la quantité d'ADN d'être divisée par deux au cours de la première division, e encore par deux au cours de la deuxième division. E) Le mécanisme de réplication de l'ADN - dire à quoi correspond la réplication et pourquoi elle est indispensable avant toute mitose. - définir et présenter l'importance de la réplication semi-conservatrice et le rôle de l'ADN polymérase. La réplication de l'ADN est semi-conservative : les deux brins d'ADN parentaux se séparent et vont servir de matrice pour que de nouveaux brins d'ADN viennent se former (= brins néoformés) cela grâce à la complémentarité des nucléotides et à une molécule essentielle : l'enzyme ADN polymérase qui lit le brin d'ADN parental et permet de créer le brin néoformé. On passe ainsi d'un chromosome simple à un chromosome double dont chaque chromatide est constituée d'un brin parental et d'un brin néoformé. La réplication est un mécanisme complémentaire de la mitose et de la méiose car sans elle aucune division cellulaire ne peut avoir lieu - repérer sur un cliché une réplication (notion d'œil de réplication, schéma à savoir refaire). - schématiser cette réplication semi-conservative - dire, à partir d'expériences historiques, comment on a pu arriver à la notion de réplication semi-conservative de l'ADN A G ACT G C T C TGA moleule fille molécule mère 15 N I5N (12) (11) TG GAC N H1-Modèle de la réplication conservative GT H Doc 1 Doc 2 - dire, à partir d'expériences historiques, comment on a pu arriver à la notion de réplication semi-conservative de l'ADN (doc 2 au-dessus) On observe qu'à la fin de l'expérience on a dans le tube des molécules légères (ADN 14N) et des molécules de densité moyenne hybride (14N+ 15N). on observe plus du tout de molécules lourdes. Or on sait que si l'hypothèse 1 est aboutie alors on doit observer dans le tube des molécules d'ADN lourdes et hybrides. Si l'hypothèse 2 est validée, on doit observer des molécules hybrides et légères. Donc on conclu que l'hypothèse 2 est validée et que la réplication de l'ADN est semi-conservative H molécule d'ADN mère Consequences de GT Réplication 1 (db) A R₁ (dans milicu auec 'N AĆAGACT G C тетст G A C G ADN polymérase (ds) (ds) (di) А Ć отстG A C G molécule fille nouvelle mais identique à la molécule mère IN I'N H2-Modèle de la réplication semi-conservative # 0,5 1 1,5 2 Position des différentes bandes d'ADN au cours du temps. Les chiffres donnent le nombre de divisions. Consequences de n R₂ molecule d'A |R₂ [X ADN 14N ADN hybride---- ADN 15N R₁ (dans milieu avec ¹4N) IN hybrides (& moy) 14√ 15№ Id may) (da) (dij) (dan) bains d'ADN de la molécule mère 2,5 3 nouveaux beins faire un schéma montrant la complémentarité de la réplication et de la mitose au cours du cycle cellulaire en faisant figurer l'état des chromosomes (condensés ou non, à une ou deux chromatides) et/ou un schéma montrant que la réplication est essentielle avant toute méiose au cours du cycle cellulaire en faisant figurer l'état des chromosomes. MEIOSE Prophase I Métaphase I Anaphase I Télophase I Prophase II Métaphase II Anaphase II Télophase II OU 1. PROPHASE Les chromosomes se condensent. centromère chromatide deux molécules d'ADN identiques chromosome à deux chromatides XXXXXX 2. MÉTAPHASE plan équatorial MITOSE 3. ANAPHASE MITO SE OU MEIOSE INTERPHASE PHASE S réplication de l'ADN • chromosome à une chromatide cil de réplication - (réfléchir aux applications scientifiques possibles de la maîtrise de la réplication et de la mitose). -faire se développer des organes in-vitro à partir d'un échantillon de cellule souche d'un patient, PMA... 4 cellules différentes de la cellule mére. TÉLOPHASE Ex: gamète qui serait fécondé Ex: cellule de la peau CELLULES qui pourrait IDENTIQUES à son tour se diviser 1 CELLULE une molécule d'ADN