Fiche de révision : Divisions cellulaires et génétique

Plan du Cours

  1. Symbiose et colonisation des lichens
  2. Interaction entre moule et crabe
  3. Gènes, allèles et caractères
  4. ADN et structure des chromosomes
  5. Cycle cellulaire et quantité d’ADN
  6. Étapes et rôle de la mitose
  7. Méiose et formation des gamètes
  8. Réplication semi-conservative de l’ADN
  9. Action du taxol sur la mitose

1. Symbiose et colonisation des lichens

Notions clés & Définitions

  • Lichen : Association symbiotique entre un champignon et une algue unicellulaire.

★ À maîtriser

  • Dans le lichen, l’algue réalise la photosynthèse et fournit notamment des glucides au champignon.

  • Le champignon apporte à l’algue :

    • un support
    • une protection
    • des sels minéraux

Compléments

  • Les lichens sont des organismes pionniers capables de coloniser des milieux contraignants dépourvus de sol et exposés aux intempéries.

  • La pariétine est un acide lichénique produit par les individus du genre Xanthoria et protège l’algue des UV et des fortes intensités lumineuses.

Astuce mémo

L’algue fournit des glucides → le champignon apporte support, protection et sels minéraux.

2. Interaction entre moule et crabe

★ À maîtriser

📌 Pinnotheres profite de la moule comme abri contre les prédateurs, tandis que la moule ne semble pas affectée par cette relation.

Compléments

  • La moule se nourrit exclusivement d’organismes planctoniques et est incapable de consommer Pinnotheres.

  • La moule ferme normalement sa coquille lorsqu’un autre organisme tente d’y pénétrer, mais ce réflexe est inhibé en présence de Pinnotheres.

Astuce mémo

Abri pour Pinnotheres, relation apparemment neutre pour la moule.

3. Gènes, allèles et caractères

Notions clés & Définitions

  • Gène : Portion d’ADN porteuse d’une information génétique déterminant un caractère.
  • Allèle : Version d’un gène.

★ À maîtriser

  • Les individus d’une même espèce possèdent les mêmes gènes, mais peuvent posséder des allèles différents.

Compléments

  • Chez le tigre, l’allèle chinchilla du gène de la couleur du pelage est associé au pelage blanc, contrairement à l’allèle associé au pelage orangé.

  • Dans les fragments de séquence comparés pour le gène de la couleur du pelage, le deuxième nucléotide diffère : T dans l’allèle orangé et A dans l’allèle chinchilla.

4. ADN et structure des chromosomes

Notions clés & Définitions

  • Chromosome : Un chromosome est constitué de chromatine condensée, formée d’ADN associé à des protéines structurantes.

★ À maîtriser

  • Une molécule d’ADN est une double hélice composée de deux chaînes de nucléotides entrelacées.

  • Dans l’ADN, la thymine s’associe à l’adénine et la guanine s’associe à la cytosine.

Compléments

  • Une chromatide est constituée d’une longue molécule d’ADN associée à des protéines structurantes.

  • Chaque nucléotide est constitué d’un désoxyribose, d’un groupement phosphate et d’une base azotée parmi l’adénine, la thymine, la cytosine et la guanine.

5. Cycle cellulaire et quantité d’ADN

Notions clés & Définitions

  • Cycle cellulaire : Ensemble des changements subis par une cellule depuis sa formation jusqu’à sa division en deux cellules filles.

★ À maîtriser

  • L’interphase comprend trois phases :
    • G1 : croissance et activité cellulaire
    • S : doublement de la quantité d’ADN
    • G2 : croissance et activité cellulaire

📌 Pendant l’interphase, l’ADN est décondensé sous forme de chromatine, tandis qu’en mitose les chromosomes sont condensés et visibles au microscope.

Compléments

  • Le caryotype humain est composé de 46 chromosomes répartis en 23 paires, et l’espèce humaine est diploïde.

Astuce mémo

G1 → S → G2 → M : croissance, duplication, croissance, division.

6. Étapes et rôle de la mitose

Notions clés & Définitions

  • Mitose : Division cellulaire qui répartit équitablement l’information génétique en deux lots identiques.

★ À maîtriser

  • 🔄 Les quatre étapes de la mitose sont :

    1. prophase
    2. métaphase
    3. anaphase
    4. télophase
  • En anaphase, les centromères se séparent et le raccourcissement des microtubules entraîne chaque chromosome à une chromatide vers un pôle opposé.

  • La mitose produit deux cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère pour le nombre et les caractéristiques des chromosomes.

Compléments

  • En prophase, les chromosomes à deux chromatides se condensent, l’enveloppe nucléaire disparaît et le fuseau mitotique se met en place.

  • En métaphase, les chromosomes à deux chromatides s’alignent sur le plan équatorial et sont attachés aux fibres du fuseau par leur centromère.

Astuce mémo

Prophase → métaphase → anaphase → télophase.

7. Méiose et formation des gamètes

Notions clés & Définitions

  • Méiose : Processus de deux divisions cellulaires successives qui produit des cellules haploïdes à partir d’une cellule diploïde.

★ À maîtriser

  • En anaphase I, les chromosomes homologues de chaque paire se séparent et migrent vers des pôles opposés.

  • La première division de méiose est réductionnelle : elle fait passer une cellule diploïde à deux cellules haploïdes dont les chromosomes ont encore deux chromatides.

📌 La deuxième division de méiose se déroule sans réplication intermédiaire de l’ADN et sépare les chromatides de chaque chromosome.

  • À l’issue de la méiose, une cellule diploïde a donné quatre cellules haploïdes contenant chacune des chromosomes à une chromatide.

Compléments

  • En prophase I, les chromosomes à deux chromatides se condensent, l’enveloppe nucléaire disparaît et les chromosomes homologues s’apparient en bivalents.

Astuce mémo

Les homologues se séparent en première division, puis les chromatides en seconde.

8. Réplication semi-conservative de l’ADN

Notions clés & Définitions

  • Réplication semi-conservative : Mode de réplication qui produit des molécules d’ADN dont chacune contient un brin parental et un brin nouvellement synthétisé.

★ À maîtriser

  • Lors de l’expérience de Meselson et Stahl, après un cycle en azote léger suivant une culture en azote lourd, l’ADN est à 100 % intermédiaire.

Compléments

  • En 1958, M. Meselson et F. Stahl ont réalisé des expériences qui ont permis d’identifier le mode de réplication de l’ADN.

📌 Dans le modèle conservatif, la molécule initiale est conservée et une molécule entièrement nouvelle est formée, tandis que le modèle dispersif mélange des fragments parentaux et nouveaux dans les chromatides.

  • Après deux cycles en azote léger suivant une culture en azote lourd, l’expérience de Meselson et Stahl révèle 50 % d’ADN intermédiaire et 50 % d’ADN léger.

Astuce mémo

Semi-conservatif : un brin parental et un brin nouveau dans chaque molécule.

9. Action du taxol sur la mitose

★ À maîtriser

  • Le taxol est une substance naturelle produite à partir de l’if, un arbre conifère, qui se lie aux microtubules et empêche leur rétraction.

  • En empêchant la rétraction du fuseau, le taxol bloque la progression de la mitose, notamment l’anaphase, et freine la multiplication des cellules cancéreuses.

Compléments

  • La rétraction des microtubules du fuseau participe à la séparation des chromosomes pendant la mitose.

Astuce mémo

La rétraction des microtubules est bloquée → la mitose s’arrête.

Tableaux de synthèse

Divisions cellulaires

DivisionÉvénement de séparationRésultat
MitoseSéparation des chromatides sœursDeux cellules filles conservant le nombre de chromosomes
Première division de méioseSéparation des chromosomes homologuesDeux cellules haploïdes à chromosomes bichromatidiens
Deuxième division de méioseSéparation des chromatides sœursQuatre cellules haploïdes à chromosomes monochromatidiens

Modèles de réplication de l’ADN

ModèleRépartition de l’ADN parental et nouveau
ConservatifLa molécule parentale est conservée entière et une molécule nouvelle est formée.
Semi-conservatifChaque molécule contient un brin parental et un brin nouveau.
DispersifChaque chromatide mélange des fragments d’ADN parental et nouveau.

Teste tes connaissances

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1. Une cellule commence la deuxième division de méiose après la première division : quel événement a lieu avant la séparation des chromatides ?

2. Quelle conséquence la relation entre Pinnotheres et la moule semble-t-elle avoir pour chacun ?

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Qu’est-ce qu’un lichen ?

Une association symbiotique entre un champignon et une algue unicellulaire.

Quel rôle l’algue joue-t-elle dans le lichen ?

Elle réalise la photosynthèse et fournit notamment des glucides au champignon.

Qu’apporte le champignon à l’algue dans le lichen ?

Un support, une protection et des sels minéraux.

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