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THEME 1 : La terre la vie et l'organisation du vivant

THEME 3 : corps humain et santé

Chapitre 1 : Les divisions cellulaires des eucaryotes

Introduction :

Le cycle de développement d'un pluricellulaire : (activité 1) • Toutes les cellules de l'organisme, (cellules somatiques) à l'exception des cellules

reproductrices, possèdent l'ensemble du programme génétique identique à la cellule oeuf. Elles

proviennent des divisions successives (MITOSES) d'une cellule oeuf qui assurent la stabilité du patrimoine génétique de l'individu.

• Les cellules reproductrices proviennent, elles, d'une division particulière : la MEIOSE qui

divise le patrimoine génétique par 2

Au cours de ce chapitre nous allons

comparer ces 2 divisions qui rythment le cycle de développement des individus et permettent l'alternance de deux phases : présents PAR PAIRES dans les cellules, on note 2n =

SONT PAS PRESENTS PAR

PAIRES dans les cellules,

On note : n=

La Meiose permet la formation de cellules haploïdes : les cellules reproductrices ou GAMETES La fécondation retablit la diploïdie en permettant la formation de la cellule oeuf La mitose maintient le caryotype au cours des divisions qui assurent la croissance et le renouvellement cellulaire

Homme adulte Femme adulte

Spermatozoïde

FECONDATION

Cellule -oeuf

Ovule

23 Chromosomes

22 +X ou Y

23 Chromosomes

22 + X

La cellule oeuf se

divise par mitoses et donne un ensemble de cellules qui vont progressivement se différencier et s'organiser en tissus et organes... ... C'est le développement embryonnaire

46 Chromosomes

22 paires +

XX ou XY

I/ Du Chromosome à l'ADN

1. Notion de caryotype (- caryo = noyau ; -type = image) (&doc pages 24, 25)

F l'ensemble des chromosomes d'une cellule ; le nombre de chromosomes est caractéristique d'une espèce (humain : 46 = 23 paires)

On prends une photo d'une cellule en

division, que l'on a fait éclater, puis on classe les chromosomes en fonction - de leur taille - de leur forme - de leur organisation Dans toutes les cellules diploïdes les chromosomes sont présents par paires de chromosomes homologues : - même taille - même forme (position du centromère

Si on ajoute des colorant, on peut voir

apparaître des bandes colorées qui indique une organisation identique - mêmes gènes Les chromosomes homologues portent les mêmes gènes*, au même locus*, et ce pour tous les membres de l'espèce. F gène : portion de chromosome contenant les informations necessaires à la mise en place d'un caractère héréditaire F locus : localisation d'un gène sur un chromosome. Sauf anomalie ce locus est constant pour toutes les cellules d'un organisme et tous les individus d'une même espèce.

2. Les chromosomes sont constitués d'ADN

• Définition F Un chromosome : structure d'organisation de l'ADN (associé à des protéines) dans les cellules • Mais l'ADN change d'aspect au cours de la vie de la cellule et ce que nous appelons un chromosome n'est clairement observable que lorsque la cellule se divise. C'est une forme condensée de l'ADN

2 chromatides

Locus d'un gène

= son " endroit »,

Son " lieu »

Les chromosomes bien observables dans la cellule qui se divise sont en quelque sorte des " pelotes » d'ADN !

A l'état de chromatine, on peut repérer la localisation des chromosomes déroulés grâce à des

techniques de coloration (FISH)*

*La technique très puissante de Fish (Fluorescent In-Situ Hybridization, qui signifie hybridation in situ en

fluorescence) permet de colorer les chromosomes en fonction de leur séquence grâce à des sondes

fluorescentes. Localisation des différents chromosomes au sein de la chromatine

BILAN :

Chromosome (cellule en division) Chromatine (cellule hors période de division) F Un chromosome est constitué d'ADN qui peut présenter différents états : - DEROULE dans la chromatine des cellules hors période de division - CONDENSE (en " pelote ») dans les chromosomes des cellules en division

II/ les divisions cellulaires

Considérons un organisme pluricellulaire, un végétal chlorophyllien : l'ail des ours

Fleur : organes reproducteurs

Mâle : étamine à grains de pollen

Femelle : pistil à ovule

Extrémité racine : zone de croissance

Au niveau de l'extrémités des racines, des mitoses assurent la multiplication des cellules diploïdes, et donc la croissance (2n = ) Au niveau des fleurs, des méioses assurent la production de cellules reproductrices, haploïdes (n=)

4 cellules issues

d'une méiose

àgrains de pollen

2 cellules issues

d'une mitose à multiplication des cellules

La reproduction des organismes unicellulaires

1 La mitose

a) La mitose assure

PB : comment la mitose parvient-elle à maintenir le caryotype des cellules d'une génération de

cellules à la suivante

2 cellules filles, génétiquement

identiques entre elles et à la cellule mère : même quantité d'ADN (même nombre de chromosomes) ET

Même information (ADN identique)

Le développement embryonnaire et la croissance des tissus

Le renouvellement des cellules

b) Observation de la mitose dans une racine d'ail TP2 activité 1(& page 26) c) Et étudions la quantité d'ADN dans les cellules en division (& page24) F Cycle cellulaire : évènements se déroulant dans la cellules entre 2 phases successives de division : G1 (G pour " Growth » croissance), S (pour Synthèse d'ADN, duplication), G2 (croissance), M (Mitose)

F Interphase : phase séparant 2 mitoses

d) On distingue plusieurs phases, au cours desquelles l'aspect des chromosomes change

INTERPHASE

G1

ADN sous forme de

chromatine dans un noyau bien délimité

Quantité d'ADN :

G1 : Q

S : X2 DUPLICATION

G2 : 2Q

Chromosomes à une

chromatide décondensée S

Chromosomes à 2

chromatides décondensées G2

Chromosomes à 2

chromatides décondensées à

MITOSE

Prophase

ADN en condensation à

les chromosomes deviennent visibles, la mitose commence

Quantité d'ADN : 2Q

Chromosomes à 2

chromatides condensés

Métaphase

Les chromosomes se

placent à l'équateur de la cellule, une chromatide de par et d'autre du plan

équatorial (PE)

Quantité d'ADN : 2Q

Chromosomes à 2

chromatides au maximum de condensation

Anaphase

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