EXERCICE #2 (RÉVISION) : Cycle cellulaire et Division cellulaire

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1 EXERCICE #2 (RÉVISION) : Cycle cellulaire et Division cellulaire *PARTIE A - Associez chacune des définitions à l'un des termes suivants : chromosome réplication chromatides sœurs centromère chromatine mitose cytocinèse interphase homologues méiose cellule somatique cellule germinale 1- Chromosome = une très longue molécule d'adn repliée et enroulée, de sorte qu'elle est visible au microscope ; peut ou non comporter deux chromatides (selon le moment). 2- Centromère = une structure située sur le chromosome et qui unit deux chromatides sœurs. 3- Interphase = la période la plus longue du cycle cellulaire, qui s écoule entre deux mitoses. 4- Chromatides-soeurs = les deux copies identiques d'un chromosome. 5- Homologues = les deux chromosomes appartenant à une même paire (donc chromosomes portant des informations équivalentes mais pas identiques). 6- Mitose = le processus qui consiste à diviser le noyau et son contenu (les chromosomes) afin d'en obtenir deux jeux identiques ; période qui termine un cycle cellulaire. 7- Chromatine = l'ensemble des molécules d'adn présentes dans le noyau mais invisibles au microscope puisqu'elles ne sont pas repliées et enroulées sur elles-mêmes. 8- Réplication = le processus par lequel chaque molécule d'adn (chromosome) se fait une copie conforme ; à la fin, chaque chromosome est constitué de deux chromatidessœurs. 9- Cytocinèse = la division du cytoplasme, qui débute vers la fin d'une division cellulaire. 10- Méiose = le processus qui consiste à diviser le noyau et son contenu (les chromosomes) à deux reprises afin d'obtenir des cellules non identiques et contenant deux fois moins de chromosomes que la cellule de départ. 4

2 *PARTIE B Le cycle cellulaire qui ponctue la vie des cellules est composé de deux étapes qui se déroulent en alternance : l'interphase et la mitose. Pour décrire en détail leur déroulement, les biologistes les ont subdivisées en «phases». LE CYCLE CELLULAIRE se divise donc comme suit : INTERPHASE : MITOSE (N.B. mêmes noms pour étapes méiose I et II) : Phase G1 (G pour Growth, croissance) Prophase (Préparation) Phase S (Synthèse d ADN) Métaphase (Milieu) Phase G2 (G pour Growth, croissance) Anaphase (Adieu : séparation) Télophase (Termine) & Cytocinèse (Cytoplasme) Complétez les phrases des pages 5-6 à l aide de la liste suivante : centromère chromosomes (2X) chromatides-sœurs cytoplasme (2X) chromatine (3X) enveloppe nucléaire fuseau réplication Illustrez les étapes (dans les cercles, à droite) pour une cellule de départ de 2n = 6 chromosomes : ceux d origine maternelle en rouge et ceux d origine paternelle en bleu. INTERPHASE *Pendant l'interphase, l'adn (et ses protéines associées) est sous forme de chromatine, c.-à-d. que les chromosomes sont déroulés, non condensés, et donc non visibles au microscope. Phase G1 -La cellule «travaille» (synthèse de protéines, contractions, transmission d'influx nerveux, etc.) et croît Phase S Début interphase (G1) -La cellule travaille et croît - réplication de l'adn (chaque chromosome se fait un double) ; Résultat final : chaque chromosome est formé de deux chromatides-soeurs (2 copies identiques), attachées l'une à l'autre par un centromère Phase G2 -La cellule travaille et croît Fin interphase (G2) 5

3 MITOSE Prophase -La chromatine se condense chromosomes condensés -L'enveloppe nucléaire se fragmente et «disparaît» -Les microtubules commencent à s'aligner afin de former le fuseau de division Métaphase -Les chromosomes s'alignent au centre du fuseau de division Anaphase -Séparation des chromatides-soeurs (les centromères se «brisent») ; chacune devient donc un chromosome à part entière -Migration des chromosomes vers les pôles de la cellule Télophase... -Les chromosomes se décondensent et retournent sous forme de chromatine -Dans chaque cellule-fille, l' _enveloppe nucléaire se reforme -Le fuseau de division s'étire puis «disparaît»... & Cytocinèse -Ce processus débute vers la fin de la mitose et consiste en la division du cytoplasme 6

4 *PARTIE C Complétez les phrases pour décrire correctement l INTERPHASE et les différentes phases de la MÉIOSE. Comme pour la partie B, illustrez pour une cellule de départ à 2n = 6 chromosomes (paternels en bleu et maternels en rouge). Liste pour les phrases : centromère chromosomes (4X) identiques (N inclut pas les réponses chromatides-sœurs (3X) homologues paire des bilans I et II, p. 8 et 10) chromatine (5X) enveloppe nucléaire (4X) réplication AVANT LA MÉIOSE : L'INTERPHASE * Pendant l'interphase, l'adn (et ses protéines associées) est sous forme de chromatine (chromosomes non condensés) -La cellule travaille (synthèse de protéines, etc.) et croît - réplication de l'adn (chaque chromosome se fait un double) Résultat final : chaque chromosome est formé de deux chromatides-soeurs (2 copies identiques), attachées l'une à l'autre par un centromère MÉIOSE RÉDUCTIONNELLE (I) Prophase I -La chromatine se condense chromosomes condensés -L' enveloppe nucléaire se fragmente et «disparaît» -Le fuseau de division commence à se former -Les chromosomes homologues se rapprochent, (des «groupes» de 4 chromatides ou tétrades sont visibles)... (homologues = chromosomes appartenant à une même paire, ex.: chromosome 3 maternel et chromosome 3 paternel, donc sont équivalents mais non identiques ) -... Certains homologues s'entrecroisent (font des chiasmas) et s'échangent AU HASARD des bouts d'adn homologues (c.-à-d. des segments équivalents mais non identiques) enjambements ou «crossing-overs» 7

5 Métaphase I -Les paires de chromosomes (= les homologues ensemble) s'alignent au centre de la cellule *Note : distribution AU HASARD des chromosomes de chaque paire (ici 2n = 6, donc plusieurs agencements sont possibles) Anaphase I -Séparation des (chromosomes) homologues (les centromères demeurent intacts ; chacun des chromosomes est donc encore constitué de deux chromatides-soeurs -Migration des chromosomes vers les pôles de la cellule Télophase I (et cytocinèse) -Les chromosomes se décondensent et retournent sous forme de chromatine -Dans chacune des cellules-filles, l' enveloppe nucléaire se reforme -Le fuseau de division «disparaît» BILAN DE LA MÉIOSE RÉDUCTIONNELLE (ou Méiose I) : À partir de la cellule-mère, on obtient cellules filles ; ces cellules sont génétiquement (identiques ou non?) et elles sont (diploïdes ou haploïdes?) c.-à-d. que ce sont des cellules à (2n ou n?) chromosomes Pour la suite (pages 9-10), choisissez l une des deux cellules-filles et illustrez (schémas) les étapes de la méiose II. L autre cellule ne sera pas illustrée, mais les même processus s y déroulent. 8

6 Entre les deux divisions méiotiques : selon les espèces, il y a ou non une INTERPHASE Le matériel génétique est sous forme de chromatine (chromosomes non condensés). Il n'y a pas de réplication de l'adn puisque chaque chromosome a déjà un double (chromosomes à 2 chromatides) MÉIOSE ÉQUATIONNELLE (II) Chacune des cellules-filles de la méiose I se divise comme suit (mécanisme très semblable à la mitose) : (Rappel : idem pour l autre cellule-fille issue de la méiose I, avec ses chromosomes) Prophase II -La se condense chromosomes condensés -L' «disparaît» -Début de la formation du fuseau de division Métaphase II -Les s'alignent au centre de la cellule Anaphase II -Séparation des (les centromères se «brisent») ; chacune devient donc un chromosome à part entière -Migration des chromosomes vers les pôles de la cellule 9

7 Télophase II (et cytocinèse) -Les se décondensent et retournent sous forme de -Dans chaque cellule-fille, l' se reforme -Le fuseau de division «disparaît» BILAN DE LA MÉIOSE ÉQUATIONNELLE (II) : Chacune des cellules résultant de la méiose I s'est divisée en cellules filles (ce qui fait donc au total cellules, à partir de la cellule-mère de départ). Ces cellules sont génétiquement (identiques ou non?) et sont (diploïdes ou haploïdes?) c.-à-d. qu elles possèdent chromosomes *PARTIE D - Complétez le tableau comparatif mitose/méiose ci-dessous : Mitose Méiose Nombre de divisions Nombre de cellules-filles ç-filles haploïdes ou diploïdes? Rôles dans l'organisme pluricellulaires? Se produit dans les cellules germinales ou somatiques? 10