Cours 1ere spé division cellulaire

« Spécialité Sciences de la Vie et de la Terre – Classe de 1ère 1 Thème 1 : Transmission, variation et expression du patrimoine génétique CHAPITRE 1 : LES DIVISIONS CELLULAIRES DES EUCARYOTES Introduction Contrairement aux cellules procaryotes, les cellules ………………….

possèdent un noyau délimité par une membrane et des organites cytoplasmiques comme les …………………..

Pour compter ou peser des entités chimiques (atomes, électrons, ions…). Comme chaque cellule du monde vivant, elles sont soumises à plusieurs ………………….

………………….

engendrant une modification de la répartition des chromosomes. Ces chromosomes présents dans le noyau des cellules sont le support de l’information génétique et sont constitués d’une longue molécule en double hélice: l’………………….

(acide désoxyribonucléique). Chaque chromosome contient de nombreux ………………….

qui existent sous différentes versions : les ………………….. Problématique: -Quelles sont les différences fondamentales entre les 2 types de divisions cellulaires des Eucaryotes ? -Quels sont les différents aspects pris par les chromosomes au cours d’un cycle cellulaire ? I/ La stabilité du caryotype au cours du cycle de développement Le cycle de développement est l’ensemble des étapes qui décrit la formation d’un individu jusqu’à sa reproduction.

Chez l’Homme, le caryotype d’une cellule …………………., c’est-à-dire non sexuelle, peut être regroupés en ……… paires de chromosomes homologues qui ont la même taille, la même position du centromère, et la même disposition des gènes su r chacun des 2 chromosomes. Ainsi, une cellule somatique possède 2 exemplaires de chaque type de chromosome: elle est qualifiée de cellule …………………..

Son caryotype est alors noté ………… (n étant le nombre de paires de chromosomes différents).

Dans une cellule …………………., comme les ………………….

(cellules reproductrices: spermatozoïdes ou ovules) on ne compte en revanche qu’un seul exemplaire de chaque type chromosomique: elle est qualifiée de cellule ………………….

ne comportant que n chromosome. 1 La ………………….

est le processus de division cellulaire qui permet de produire des cellules ………………… (à n chromosomes) à partir d’une cellule ………………… (à 2n chromosomes).

La fécondation, quant à elle, est le processus qui rétablit cette ………………… en réunissant 2 cellules haploïdes (gamètes) formant une cellule-œuf diploïde.

Ces 2 mécanismes, méiose et fécondation, se succèdent au cours de tout cycle de développement et garantissent, sauf accident, la ………………… et le maintien du caryotype d’une génération à l’autre. De plus, la ………………… est un processus de division cellulaire qui permet de copier une cellule mère en 2 cellules filles à l’identique augmentant considérablement le nombre de cellules. II/ Une stabilité assurée par deux divisions cellulaires : conformes et non conformes Lors de la division cellulaire, les chromosomes deviennent ………………… permettent d’établir un …………………, c’est-à-dire un classement des chromosomes par paires et par ordre de taille. L’étude des caryotypes montre que : ➢ Les cellules ………………… avant et après la ……………… conservent le nombre de chromosomes: il s’agit d’une division cellulaire ……………… ne modifiant pas la formule chromosomique des cellules (2n=46 chromosomes chez l’Homme) ➢ Les cellules ………………… avant et après la ………………… ne conservent que la moitié du nombre de chromosomes: il s’agit d’une division cellulaire ………………… qui divise par 2 la formule chromosomique des cellules (n=23 chez l’Homme). 1°) La mitose, une reproduction conforme des cellules somatiques Problématique: Comment la mitose permet-elle la conservation du nombre de chromosomes dans la lignée somatique ? a) Les différentes étapes de la mitose La mitose est le processus de divisions cellulaires se déroulant dans la lignée somatique par lequel une cellule eucaryote mère donne naissance à deux cellules filles génétiquement identiques et possédant le même nombre de chromosomes. Bien que la mitose soit un processus continu, on peut la diviser en …… phases successives durant lesquelles l’organisation des chromosomes est modifiée : 1) La …………………: Les chromosomes sont ………………… (chromosomes homologues), formés de deux chromatides accolées qualifiées de chromatides sœurs.

Ils se ………………… si bien qu’en fin de prophase, ils deviennent individuellement observables.

Pendant la prophase, l’enveloppe nucléaire qui entoure le noyau se désorganise et …………………. 2 2) La …………………: Tous les centromères des chromosomes ………………… à deux chromatides s’alignent dans le plan équatorial de la cellule. 3) …………………: les chromatides ………………… de chaque chromosome double se ………………… après rupture du centromère : chaque chromatide sœur est tirée vers un pôle ………………… de la cellule par des câbles protéiques (fuseau mitotique). 4) La …………………: les chromosomes devenus ………………… à une seule chromatide, se ………………… à chaque pôle de la cellule.

Une enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot de chromosomes et ainsi permet la formation des noyaux fils. Enfin, la séparation du cytoplasme se produit permettant aux 2 cellules filles de s’individualiser marquant la fin de la mitose : c’est la …………………. A partir d’une cellule mère ………………… contenant des chromosomes à 2 chromatides (2n chromosomes), on obtient 2 cellules filles ………………… contenant des chromosomes à 1 chromatide (2n chromosomes). Remarque: L’………………… permettra la réplication de ses chromosomes à 1 chromatide afin d’obtenir des chromosomes à 2 chromatides. b) La mitose conserve le caryotype La mitose permet donc le partage ………………… des chromatides sœurs entre les deux cellules filles qui ont exactement les mêmes chromosomes que la cellule mère.

La mitose est donc une reproduction dite ………………… puisqu’elle conserve le caryotype au cours des divisions cellulaires successives. 3 4 Nom du Stade Schéma d’interprétation des cellules SOMATIQUES à 2n=4 chromosomes INTERPHASE S Photographie microscopique Réplication chromosomique G1 Caractéristiques de l’étape -En dehors de la division, les chromosomes sont décondensés. G2 -Le noyau de la cellule est entouré par l’enveloppe nucléaire. -L'enveloppe nucléaire disparaît. PROPHASE -Les chromosomes se condensent et s'individualisent. -Chaque chromosome est constitué de 2 chromatides identiques reliées au niveau du centromère. (1 cellule diploïde à 2n=4) METAPHASE -Les chromosomes se disposent à l’équateur de la cellule (plan équatorial). -Fixation des centromères chromosomes sur le fuseau de division par les filaments du fuseau de division. ANAPHASE -Séparation des chromatides de chaque chromosome au niveau de leur centromère -Migration des chromatides sœurs en 2 lots identiques vers les pôles de la cellule. 2n=4 TELOPHASE LES 4 ETAPES DE LA MITOSE 2n=4 2n=4 -Formation d'une nouvelle enveloppe nucléaire. -Regroupement et décondensation des chromosomes. -Individualisation des 2 cellules filles diploïdes à 2n=4 chromosomes à 1 chromatide. Schéma de l’état des chromosomes au cours des différentes étapes de la mitose d’une cellule SOMATIQUE à 2n=4 5 2°) La méiose, une reproduction non conforme des cellules germinales Problématique: Comment la méiose permet-elle la réduction de moitié du nombre de chromosomes dans la lignée germinale ? a) Les différentes étapes de la méiose La méiose est un ensemble de 2 divisions cellulaires successives permettant la formation de 4 cellules filles haploïdes (à n chromosome) à partir d’une unique cellule mère diploïde (à 2n chromosomes). La méiose assure le passage de la phase diploïde à la phase haploïde.

Elle est précédée d’une phase de réplication de l’ADN permettant à chaque chromosome de se dédoubler afin d’être constitué de 2 chromatides identiques en début de méiose. La méiose comprend 2 étapes successives : ➢ La méiose 1 ou division ………………… . ➢ La méiose 2 ou division ………………… . Comme toute division cellulaire, elle comprend 4 phases avec des particularités importantes: ➢ La Prophase ➢ La Métaphase ➢ L’Anaphase ➢ La Télophase ❖ La 1ère division de méiose (ou méiose réductionnelle): ✓ Prophase 1 : -L’enveloppe nucléaire ………………… ; -Les chromosomes se ………………… et les chromosomes à 2 chromatides deviennent ……………… ; -Les chromosomes homologues se rapprochent 2 à 2, s’apparient, s’accolent sur toute leur longueur et parfois ils s’enchevêtrent.

Ils constituent alors n paires de chromosomes homologues.

Ces paires sont appelés bivalents. -Cet appariement des chromosomes homologues au cours de la prophase propre à la 1 ère division de méiose est déterminant pour l’individu. ✓ Métaphase 1 : -Les bivalents se placent au niveau du ………………………………… de la cellule.

Un fuseau de division apparait dans le cytoplasme. -Les 2 chromosomes homologues de chaque paire sont situés de part et d’autre du plan équatorial. ✓ Anaphase 1 : -Les 2 chromosomes homologues de chaque paire sont tirés par les fibres du fuseau de division et se ………………… .

Chacun migre vers un pôle opposé de la cellule. -Un lot haploïde de chromosomes doubles migre vers un pôle de la cellule et un autre lot de chromosomes double migre vers le pôle opposé. ✓ Télophase 1 : -L’ADN se ………………… .

Le cytoplasme se divise entre les 2 lots de chromosomes formant 2 cellules filles identiques.

La membrane nucléaire se forme ensuite. 6 ➔ La méiose 1 assure donc la ………………… des chromosomes homologues de manière ………………… .

On obtient 2 cellules filles haploïdes identiques possédant n chromosomes constitués de 2 chromatides chacun.

Cette 1 ère division diminue de moitié le nombre de chromosomes : elle est dite réductionnelle. ❖ La 2ème division de méiose (ou méiose équationnelle): ✓ Prophase 2 : -Le matériel chromosomique se ………………… et les chromosomes apparaissent formés de 2 chromatides. -L’enveloppe nucléaire ………………… . ✓ Métaphase 2 : -Les chromosomes se placent sur le plan équatorial de la cellule.

Les 2 chromatides d’un même.... »