Category Archives: Chapitre 3

Chapitre 3 : Transmission de l’information génétique

6 octobre 2021 / Leave a comment

Premier model interactif de la division cellulaire humaine (Vidéo) - GuruMeditation

Rappels : Nous sommes tous issus d’une cellule-œuf unique mais toutes les cellules de l’organisme (sauf cellules reproductrices) contiennent le même patrimoine génétique (soit 46 chrs = 23 paires). La croissance d’un organisme se fait entre autre par augmentation du nombre de cellules par divisions cellulaires. Les 2 cellules filles issues de la division de la cellule mère sont génétiquement identiques entre elles et à la cellule mère.

Problème : Comment l’information génétique est-elle conservée et transmise de cellule en cellule au cours du cycle cellulaire ?

1- L’ADN au cours du cycle cellulaire.

Activité 1

Annexe

correction

https://www.youtube.com/watch?v=DRJpXl4gNcg

Bilan 1: L’une des propriétés fondamentales d’une cellule vivante est sa capacité à se diviser : toutes les cellules d’un être vivant pluricellulaire proviennent de mitoses successives à partir de la cellule-œuf. Le cycle de vie d’une cellule est appelé le cycle cellulaire : période qui s’étend depuis la formation d’une cellule, par division d’une cellule-mère, jusqu’au moment où cette cellule finit par se diviser elle-même en 2 cellules filles.

La durée d’un cycle cellulaire est très variable suivant le type cellulaire, cependant, les différentes phases caractéristiques d’un cycle cellulaire sont toujours les mêmes, quelque soit le type de cellule.

Un cycle cellulaire est l’alternance entre :

– l’interphase qui est divisée en 3 phases : G1 (G de l’anglais gap : intervalle), S et G2.

G1 : Pendant cette étape, la cellule utilise son information génétique pour grandir et exercer ses fonctions (ex : la respiration cellulaire, synthèse de protéines et d’organites…).

S : pendant laquelle il y a réplication de l’ADN ainsi que des diverses structures cellulaires (organites…)

G2 : phase pendant laquelle la cellule se prépare à la mitose.

En G1, les chromosomes ont une chromatide, en fin de phase S, ils en ont 2.

L’interphase est la période entre deux divisions.

– la division cellulaire (= mitose) pendant laquelle il y a une reproduction conforme de la cellule-mère en 2 cellules-filles.

Les chromosomes sont des structures universelles des eucaryotes (organismes dont les cellules ont un noyau) ils sont toujours présents au cours du cycle cellulaire mais dans des états de condensation variables c’est pourquoi ils ne sont pas toujours visibles.

En interphase, les chromosomes sont dans un état de décondensation maximal : les chromosomes forment donc des amas diffus occupant la majeure partie du volume du noyau.

– Durant la phase G1 : chaque chromosome est constitué que d’une seule chromatide (donc une seule molécule d’ADN).

– Durant la phase S, chaque chromosome se réplique et en G2, les chromosomes ont donc 2 chromatides reliées au niveau du centromère.

Pendant la mitose les molécules d’ADN se condensent autour de protéines structurantes ; les chromosomes sont bien visibles au microscope, on parle alors de chromatide(s)

Quel est le comportement des chromosomes pendant la mitose ?

2- La mitose : reproduction conforme d’une cellule.

Act 2 la Mitose

Tableau mitose (à télécharger)

CORRECTION tableau

Bilan 2: Pour conserver une information génétique identique à la cellule mère, une chromatide de chaque chromosome se répartit dans une des 2 cellules filles (les chromosomes à 2 chromatides se « coupent » en deux au niveau du centromère). Chaque cellule fille possède donc la moitié de la quantité d’ADN de la cellule mère mais qualitativement identique (même information du fait que les 2 chromatides d’un même chromosome portent les mêmes allèles), mais le même nombre de chromosomes que la cellule mère.

La mitose se déroule en 4 étapes successives caractérisées par la localisation des chromosomes dans la cellule :

– la prophase : il y a condensation progressive de l’ADN: apparition des chromosomes condensés. L’enveloppe nucléaire disparaît.

– la métaphase : rassemblement des chromosomes au niveau de la plaque équatoriale de la cellule.

– l’anaphase : séparation et migration des chromatides sœurs vers les pôles opposés de la cellule à l’aide du fuseau mitotique. Répartition à l’identique.

– la télophase : chaque lot de chromosomes arrivé à un pôle de la cellule commence à se décondenser. L’enveloppe nucléaire se reforme pour donner deux noyaux fils. La cytodiérèse a lieu avec formation des deux cellules filles identiques. L’interphase recommence.

La mitose est donc un processus conservateur (reproduction dite conforme) autant quantitatif (même nombre de chromosomes mais la moitié d’ADN) que qualitatif (mêmes allèles dans chaque cellule fille). Au cours de la mitose les cellules restent diploïdes 2n (c’est-à-dire sous forme de paires de chromosomes)

Comment a-t-on découvert les modalités de réplication de l’ADN ?

3- La réplication: l’ADN une molécule stable.

Act 3 Consignes

Lien pour l’enquête:

https://view.genial.ly/5fa06ebd99153e0d7b53e425/presentation-replication-adn-copie

Act 3 correction

Bilan 3:

* A la fin de la mitose, une cellule contient des chromosomes à 1 chromatide donc ils sont composés d’une seule longue molécule d’ADN associée à des protéines permettant son enroulement sur elle-même.

* Pendant la phase S de l’interphase, il y a réplication de l’ADN donc chaque chromosome passe de 1 à 2 chromatides identiques entre elles.

* La réplication est semi-conservative : la molécule d’ADN initiale sert de modèle pour fabriquer la nouvelle molécule d’ADN selon les règles de la complémentarité des nucléotides (A avec T et C avec G).

* La molécule d’ADN initiale s’ouvre et chaque brin sert de matrice (=modèle) pour la synthèse du nouveau brin. Sur chaque brin se fixe une enzyme : l’ADN polymérase qui lit le brin initial et place en face de chaque nucléotide le nucléotide complémentaire.

La réplication se poursuit jusqu’à ce que toute la molécule d’ADN initiale soit copiée puis les 2 nouvelles molécules formées restent accrochées au niveau du centromère ce qui forme les 2 chromatides identiques du chromosome.

Par cette réplication, la séquence de nucléotides de la molécule initiale est copiée donc l’information génétique est identique dans chaque chromatide. C’est ce qui explique qu’après une mitose, chaque cellule fille ayant reçu une chromatide de chaque chromosome porte exactement la même information génétique. Ainsi, après plusieurs divisions cellulaires, on obtient un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques que l’on appelle clone.

Quelles sont les spécificités des divisions cellulaires donnant naissance aux gamètes ?

4- La méiose : formation de cellules haploïdes.

Act 4 méiose

Tableau à compléter et imprimer

Correction tableau

Bilan 4:

* La méiose consiste en 2 divisions cellulaires successives. Elle est précédée d’une seule phase de réplication.

* La 1^ère division conduit à la séparation des chromosomes homologues de chaque paire (chaque cellule fille reçoit donc 1 chromosome de chaque paire).

* Lors de la 2^ème division, chaque chromosome se scinde en 2 (chaque cellule fille reçoit ici une chromatide de chaque chromosome).

* La méiose conduit donc à la production de 4 cellules haploïdes (gamètes) à partir d’une cellule diploïde.

Ne pas confondre Mitose et Méiose…