CHAP 2 : LA DIVISION CELLULAIRE OU MITOSE

I – LES DIFFERENTES ETAPES DE LA DIVISION CELLULAIRE.

Activité : TP division cellulaire, observation microscopique de racine d'oignon.

-         L'interphase : l'enveloppe nucléaire est présente et les chromosomes sont non visibles.

-         La prophase : il y a condensation de la chromatine en chromosomes. Ces derniers sont constitués de 2 chromatides. Elle se termine par la disparition de l'enveloppe nucléaire.

-         La métaphase : il y a regroupement des chromosomes sur la plaque équatoriale de la cellule (au centre de la cellule).

-         L'anaphase : il y a séparation, au niveau du centromère, des chromatides de chaque chromosome. Ces dernières migrent chacune vers un pôle de la cellule.

-         La télophase : il y a regroupement puis décondensation des chromatides. L'enveloppe nucléaire se reconstitue.

-         La cytodiérèse : fin de partage de la cellule en deux cellules filles.

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Rappels :

En début d'interphase les chromosomes sont simples, ils sont constitués par une seule chromatide qui porte l'information génétique.

En début de mitose les chromosomes sont dupliqués, constitués par 2 chromatides strictement identiques. Il y a donc une double information génétique.

Bilan :

            Au cours de la mitose, les structures cellulaires se modifient : la membrane nucléaire disparaît et les chromosomes se condensent. La séparation des chromatides de chaque chromosome au cours de l'anaphase permet de répartir l'information génétique uniformément. Chaque cellule fille issue de la division cellulaire par mitose contiendra le même patrimoine génétique que la cellule initiale. On dit que la mitose est une reproduction conforme.

II – LES MODIFICATIONS DE L'ADN DU NOYAU AU COURS DE LA MITOSE.

Activité : livre p 98, doc 2.

Au cours de l'interphase la masse d'ADN cellulaire est multipliée par 2. Il y a duplication de l'ADN ce qui permettra d'obtenir des chromosomes dupliqués. Lors de la mitose, ces chromosomes dupliqués se séparent au niveau du centromère pour former 2 chromosomes simples. Chaque chromosome ira dans une des deux cellules filles.

Activité : livre p 98, doc 3 ; question 3.

Le cycle cellulaire comprend 2 étapes : la mitose et l'interphase. Cette interphase est divisée en trois parties : la phase G₁, la phase S et la phase G₂. Les phases G₁ et G₂ sont des phases de croissance cellulaire et la phase S est la phase de synthèse de l'ADN.

La densité de l'ADN cultivé sur ¹⁵N est de 1.724 et celle de celui cultivé sur ¹⁴N est de 1.71.

A la fin de l'expérience, l'extraction de l'ADN, après un cycle cellulaire montre que la densité est de 1.717. Celle après deux cycles cellulaires est de 1.717 pour 50% et 1.71 pour les autres 50%.

On peut constater que (1.724 + 1.71)/2  = 1.717.

Cette valeur intermédiaire montre que l'ADN extrait contient à la fois de l'azote lourd et de l'azote léger. En effet, s'il n'y avait que de l'azote lourd, la densité serait de 1.724 et s'il n'y avait que de l'azote léger la densité serait de 1.71.

De plus, sachant que la valeur 1.717 est la moyenne des deux densités, on peut affirmer qu'au bout d'un cycle cellulaire, l'ADN contient 50% de ¹⁵N et 50% de ¹⁴N. Cette affirmation est confirmée par les résultats obtenus au bout de deux cycles cellulaires. Dans ce dernier cas il apparaît deux densités différentes 1.71 et 1.717. La valeur 1.71 correspond à un ADN constitué uniquement de ¹⁴N et la valeur 1.717 à un ADN constitué des deux types d'azote.

Le doublement de l'ADN suit donc un modèle semi-conservatif.

Activité : livre p 99 doc 4 et 5,

L'ADN polymérase va ouvrir la double hélice et va désolidariser les brins par rupture des liaisons hydrogènes. D'autres ADN polymérases vont effectuer la lecture et la reconstruction de deux doubles brins. Il y a ainsi constitution de deux molécules d'ADN strictement identiques.

Doc 5 p 99 :

La réplication a lieu à divers endroits d'une même molécule d'ADN. Elle progresse sur les 2 brins de la molécule et forme les yeux de réplication. Ces derniers progressent dans les 2 sens. La réplication se termine quand tous les yeux de réplication se sont rejoints.

III – LE MOTEUR DU MOUVEMENT DES CHROMOSOMES.

Activité : livre p 102-103, question 2.

Le fuseau mitotique va permettre le déplacement des chromosomes ainsi que la séparation des deux chromatides. La disparition de l'enveloppe nucléaire est primordiale car elle permet aux microtubules d'accéder aux chromosomes.

Les microtubules du fuseau mitotique, après avoir fixé les chromosomes, vont les entraîner vers la plaque équatoriale. Au cours de l'anaphase, certains microtubules vont se raccourcir et permettre la séparation des 2 chromatides. Ces dernières vont être entraînées vers les pôles de la cellule. Une nouvelle enveloppe nucléaire se formera permettant de nouveau l'isolement des chromosomes.

Au cours de la télophase, une nouvelle paroi cellulaire se forme et permet la séparation en deux cellules. Cette néoformation se déroule à l'équateur. De ce fait, elle permet de séparer de manière certaine les deux noyaux, ces derniers étant aux pôles cellulaires.

Bilan :

            Les chromosomes sont guidés par un réseau de microtubules constituants le fuseau mitotique. Il permet le déplacement est la séparation des chromatides.