Fiche de révision : Cycle cellulaire et divisions

📋 Plan du Cours

1. Organisation et durée du cycle cellulaire
2. Phases de l’interphase
3. Étapes et résultats de la mitose
4. Diploïdie et reproduction sexuée
5. Divisions et produits de la méiose
6. Réplication semi-conservative de l’ADN

📖 1. Organisation et durée du cycle cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle cellulaire : Ensemble des changements subis par une cellule depuis sa formation jusqu’à sa propre division.

★ À maîtriser

• Dans les cellules eucaryotes, les chromosomes sont constitués d’ADN associé à des histones et restent présents dans le noyau, mais ne sont visibles au microscope optique qu’au cours de la mitose.

• La mitose est une reproduction conforme qui produit deux cellules filles ayant les mêmes chromosomes que la cellule mère.

Compléments

• Un cycle cellulaire dure en moyenne de 20 à 30 heures, et la mitose dure de 1 à 2 heures.

📖 2. Phases de l’interphase

★ À maîtriser

• L’interphase comprend les phases G1, S et G2, durant lesquelles les chromosomes sont décondensés et la cellule peut croître et synthétiser des protéines.

• En phase G1, chaque chromosome décondensé possède une chromatide formée d’une molécule d’ADN.

• En phase S, la réplication de l’ADN double progressivement la quantité d’ADN et duplique les chromosomes en préparation de la division.

Compléments

• En phase G2, chaque chromosome décondensé comprend deux chromatides réunies au centromère et la cellule doit entrer en mitose.

📌 Les cellules somatiques sont diploïdes et possèdent 2n chromosomes, tandis que les cellules germinales sont haploïdes et possèdent n chromosomes ; chez l’être humain, ces nombres sont respectivement 46 et 23.

💡 Astuce mémo

G1 → S → G2 : croissance, copie, préparation

📖 3. Étapes et résultats de la mitose

★ À maîtriser

• La mitose comporte quatre phases successives :

  • la prophase
  • la métaphase
  • l’anaphase
  • la télophase

• En anaphase, les centromères se rompent, les chromatides sœurs se séparent et les chromosomes-fils monochromatidiens migrent vers des pôles opposés en deux lots identiques.

• La mitose conserve le caryotype de la cellule initiale, c’est-à-dire le nombre et la morphologie des chromosomes, et transmet aux cellules filles la même information génétique.

Compléments

• En prophase, les chromosomes se condensent et s’individualisent, l’enveloppe nucléaire disparaît et un fuseau de division se met en place à partir des pôles.

• En métaphase, les chromosomes s’alignent dans le plan équatorial, leurs centromères étant fixés au fuseau et leurs chromatides orientées vers des pôles opposés.

• En télophase, une enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot de chromosomes-fils, qui se décondensent, puis la cytodiérèse sépare le cytoplasme.

📌 Chez les cellules animales, la cytodiérèse se fait par étranglement à l’équateur, tandis que chez les cellules végétales elle s’effectue par la mise en place d’une nouvelle paroi cellulosique.

💡 Astuce mémo

Prophase, métaphase, anaphase, télophase : les chromosomes se condensent, s’alignent, se séparent puis se décondensent

📖 4. Diploïdie et reproduction sexuée

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromosomes homologues : Les deux chromosomes d’une paire, l’un d’origine maternelle et l’autre d’origine paternelle.
• Allèle : Un allèle est une version d’un gène ; les deux allèles d’un individu peuvent avoir des séquences de nucléotides identiques ou différentes.

★ À maîtriser

• La méiose fait passer de la diploïdie (2n chromosomes) à l’haploïdie (n chromosomes), puis la fécondation rétablit la diploïdie par réunion de deux caryotypes haploïdes.

Compléments

📌 Un individu est homozygote pour un gène si ses deux allèles sont identiques, et hétérozygote si ses deux allèles sont différents.

• Les gamètes sont haploïdes et ne possèdent qu’un seul exemplaire de chaque gène et un seul de ses allèles.

• La méiose et la fécondation assurent le maintien de l’espèce d’une génération à l’autre tout en remaniant les chromosomes et en contribuant à la diversité des individus.

💡 Astuce mémo

Méiose : 2n vers n ; fécondation : n + n vers 2n

📖 5. Divisions et produits de la méiose

★ À maîtriser

• La méiose comprend deux divisions successives d’une cellule souche de la lignée germinale et aboutit à quatre cellules haploïdes.

📌 La première division méiotique est réductionnelle : en anaphase I, elle sépare les chromosomes homologues et produit deux cellules à n chromosomes bichromatidiens.

📌 La deuxième division méiotique est équationnelle : en anaphase II, elle sépare les chromatides sœurs et produit quatre cellules haploïdes à n chromosomes monochromatidiens.

Compléments

• Chez les espèces diploïdes comme l’être humain, la méiose produit les gamètes dans les gonades, c’est-à-dire les testicules chez l’homme et les ovaires chez la femme.

📌 Chez le mâle, une cellule souche diploïde à 2n = 46 chromosomes donne quatre spermatozoïdes haploïdes à n = 23 chromosomes, tandis que chez la femelle la méiose produit un ovule fonctionnel et deux globules polaires qui dégénèrent.

💡 Astuce mémo

Division I sépare les homologues ; division II sépare les chromatides sœurs

📖 6. Réplication semi-conservative de l’ADN

★ À maîtriser

• Une division cellulaire est précédée du doublement de la quantité d’ADN pendant la phase S de l’interphase.

• En phase S, les deux brins complémentaires de l’ADN se séparent localement aux yeux de réplication, et chacun sert de matrice à la synthèse d’un nouveau brin complémentaire par l’ADN polymérase.

• La réplication semi-conservative produit deux molécules d’ADN de même séquence que la molécule initiale, chacune constituée d’un brin ancien et d’un brin nouveau ; elles forment les deux chromatides d’un chromosome dupliqué.

Compléments

• Watson et Crick proposent en 1953 un modèle de l’ADN en double hélice formée de deux brins complémentaires et suggèrent un modèle de réplication semi-conservative.

• Les expériences de Taylor en 1957 et de Meselson et Stahl en 1958 apportent une confirmation expérimentale de la réplication semi-conservative.

• La complémentarité des bases associe l’adénine à la thymine et la guanine à la cytosine par des liaisons hydrogène.

• Sans erreur de réplication, l’alternance de la réplication de l’ADN en phase S et du partage des chromatides sœurs en anaphase assure la conservation de l’information génétique d’une génération cellulaire à la suivante.

💡 Astuce mémo

Chaque brin ancien sert de matrice à un brin neuf : les deux molécules gardent chacune un ancien brin