La Terre, la vie et l’organisation du vivant

1/ TRANSMISSION, VARIATION ET EXPRESSION DU PATRIMOINE GÉNÉTIQUE

L’étude s’appuie sur les connaissances acquises en collège et en classe de seconde sur la molécule d'ADN et les divisions cellulaires. Le matériel génétique est transmis lors de la multiplication cellulaire, d'une génération à l'autre et il s’exprime dans les cellules vivantes. La reproduction conforme et la variation génétique issue des mutations sont expliquées par l’étude de la réplication de l’ADN. Les mécanismes de transcription et de traduction de l'information génétique sont explicités jusqu’à leur aboutissement : la synthèse de molécules d'ARN et de protéines qui sont à la base du fonctionnement d’une cellule vivante.

Plan : 1/ TRANSMISSION - 2/ EXPRESSION - 3/ VARIATION

§ comment les cellules se reproduisent-elles ?

1,1/ LA TRAMSMISSION DU PATRIMOINE GÉNÉTIQUE

1,1,1/ la mitose pour produire des clones

1/ La mitose en quatre étapes

La mitose, du grec mitos qui signifie « filament », en référence à l'aspect des chromosomes en microscopie

Observation au microscope de cellules en mitose

- Réaliser et observer des préparations au microscope de cellules eucaryotes en cours de division, colorées de manière à faire apparaître les chromosomes.

cellules racines identiques => multiplication → observation → dessins de différentes phases

TP Réalisation de préparations et observation microscopique de cellules en mitose / méristème de racine d'oignon

http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/ress/reproduction/mit_veg.html ;

http://www.didier-pol.net/3mitose.htm

http://bio.m2osw.com/gcartable/mitose.JPG

http://www.inrp.fr/Acces/biotic/morpho/html/photomeri.htm

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Mitose/51mit-fluo.htm#

http://www.ascb.org/ascbpost/index.php/ascbpost-home/item/82-too-many-centrosomes-cause-microcephaly

http://www.frontiers-in-genetics.org/page.php?id=hp-2012_fr

https://biblio.editions-bordas.fr/adistance/9782047388259/?openBook=9782047388259%3fdXNlck5hbWU9UVFGdno4NlNydnZRQWQrbWhmQUVvQT09JnVzZXJQYXNzd29yZD1XalB3YkZzdmZ2RmNDSHNXUmgyemt3PT0mZGVtbz10cnVlJndhdGVybWFyaz0=

Coloration ADN avec myrtille : https://planet-vie.ens.fr/content/coloration-chromosomes-jus-myrtille

prophase : [pro = premier]

métaphase : [méta = changement]

anaphase : [ana = séparation]

télophase : [télo = fin] cytodiérèse [séparation des cellules].

Interphase : entre deux mitoses

Mitose, inter/pro-méta-ana-télophase

2/ La mitose est un processus continu

Observation de la mitose en continu : in vivo : « en live »

https://youtu.be/-1Mldnj5HFg

https://youtu.be/jAo_gycXFFo

http://youtu.be/K1lAknL1B4c

http://youtu.be/czaO1wYLSDo

http://youtu.be/kmWOGye7yGI

http://youtu.be/-QRgofKbvbQ

Mitose = reproduction conforme, clone

3/ L’ADN pendant la mitose

Schématisation de la Mitose

animations mitose :

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Mitose/img-anim/mitose-anim.htm ;

http://cell.sio2.be/mitose/10.php ;

http://youtu.be/ATlUv-AGhEU

schéma interactif : http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/fusin/division_cellulaire.swf

prophase : [pro = premier] formation des chromosomes, la chromatine devient chromatides ; formation du fuseau mitotique ; désintégration de l'enveloppe nucléaire,

métaphase : [méta = changement] rangement des chromosomes dans le plan équatorial de la cellule, c'est la phase où on observe le mieux les chromosomes,

anaphase : [ana = séparation] séparation des chromatides de chaque chromosome aux pôles de la cellule, le long du fuseau qui sert de guide et de moteur,

télophase : [télo = fin] individualisation des deux cellules filles : décompactage des chromosomes, les chromatides deviennent chromatine, formation de deux enveloppes nucléaires, désintégration du fuseau, poil au museau, cytodiérèse [séparation des cellules].

Mots clefs : Chromatide/Chromatine, ADN, chromosomes, interphase, mitose (pro-méta-ana-télophase)

glossaire : http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelavieaulycee/lexique.htm#meiose ; http://www.premiumwanadoo.com/renard/revisions/SVT/lexBio.htm

à colorier+légender

schéma : http://cyberlesson.free.fr/Cybersciences/Cours/images/mitose_general.gif

La succession de mitoses produit un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques que l’on appelle un clone. La division cellulaire mitotique est une reproduction conforme. Toutes les caractéristiques du caryotype de la cellule parentale (nombre et morphologie des chromosomes) sont conservées dans les deux cellules filles.

1,1,2/ la méiose pour produire des gamètes

1/ Les gamètes sont haploïdes

https://biblio.editions-bordas.fr/adistance/9782047388259/?openBook=9782047388259%3fdXNlck5hbWU9UVFGdno4NlNydnZRQWQrbWhmQUVvQT09JnVzZXJQYXNzd29yZD1XalB3YkZzdmZ2RmNDSHNXUmgyemt3PT0mZGVtbz10cnVlJndhdGVybWFyaz0=

- À partir d’images analyser des caryotypes

formule chromosomique avec n = nombre de chromosomes

Gamètes, diploïde, haploïde, méiose,

2/ La méiose en 2x4 étapes

La méiose (du grec μείωσις, meiōsis, « petit », « amoindrissement », « diminution »

Observation au microscope de cellules en méiose

Photos à classer dans l’ordre

https://svt.ac-versailles.fr/IMG/xia/MEIOSE/index_meiose.html#

http://dnb35.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/applic/meiose/meiose.htm

http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/meioseprep/meiose.htm

http://seedsaside.wordpress.com/2007/04/05/male-meiosis-in-onion/

http://www.vcbio.science.ru.nl/en/image-gallery/show/labels/PL0286/

http://danosky.wikispaces.com/Chapter+10+Meiosis+%26+Mendelian+Genetics

http://www.vcbio.science.ru.nl/image-gallery/show/labels/AN0098/

http://www.sbs.utexas.edu/levin/bio213/genetics/celldiv.html

http://artic.ac-besancon.fr/svt/act_ped/svt_lyc/eva_bac/s-bac2004/bac2004-asie.htm

http://eric.lacouture.free.fr/lycee/termS/term_TP1.htm

http://www.biologyexams4u.com/2013/03/major-events-in-meiosis_5914.html

https://biblio.editions-bordas.fr/adistance/9782047388259/?openBook=9782047388259%3fdXNlck5hbWU9UVFGdno4NlNydnZRQWQrbWhmQUVvQT09JnVzZXJQYXNzd29yZD1XalB3YkZzdmZ2RmNDSHNXUmgyemt3PT0mZGVtbz10cnVlJndhdGVybWFyaz0=

div° I réductionnelle séparation des chs homologues de chc pair → 2 cell n

div° II équationelle séparation des chromatides de chc chs → 4 cell n

méiose, réplication, haploïdes, diploïde, chromatides

phases pro-méta-ana-télo

3/ L’ADN pendant la méiose

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=D1_-mQS_FZ0

schéma en diapo

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article2345

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1734

construire un schéma

http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/fusin/division_cellulaire.swf

https://www.pedagogie.ac-nice.fr//svt/productions/flash/meiose-college/meiose-college.swf ;

logiciels Flash :

genetique.exe logiciel à télécharger: http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/genetique/genetique.htm

logiciel méiodule : http://tecfa.unige.ch/perso/lombardf/logiciels/meiodule/

virtual classroom : http://www.vcbio.science.ru.nl/en/virtuallessons/meiostage/

Cell alive : http://www.cellsalive.com/meiosis.htm

La méiose conduit à quatre cellules haploïdes, qui ont, chacune, la moitié des chromosomes de la cellule diploïde initiale.

4/ Comparaison mitose & méiose

Comparez	mitose	méiose
Localisation	Partout	gonades
Produits	2 ¢ diploïdes	4 ¢ haploïdes
Duplication chromatides	Avant	Avant
Durée	1 à 4 h	Très variable
Relation entre cellules filles	Clones toute cellule	Toutes différentes gamètes

Schématisez en // une mitose & une méiose avec

• 2n=6

• différencier les pairs par la forme (taille et position du centromère)

• différencier les homologues (chromosomes paternel & maternels) par la couleur,

• marquer deux gènes sur 2 chs différents, ex : groupe sg (A//B) et (+//-)

une page d’erreurs montrant ce qu’est la mauvaise vulgarisation par un journaliste : https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/biologie-cellulaire/mitose-et-meiose-comment-fonctionne-la-division-cellulaire_37940

conclusion : https://youtu.be/qH4WUUQ5pOI

5/ le rôle du fuseau

https://biblio.editions-bordas.fr/adistance/9782047388259/?openBook=9782047388259%3fdXNlck5hbWU9UVFGdno4NlNydnZRQWQrbWhmQUVvQT09JnVzZXJQYXNzd29yZD1XalB3YkZzdmZ2RmNDSHNXUmgyemt3PT0mZGVtbz10cnVlJndhdGVybWFyaz0=

fuseau mitotique ou méiotique.

1,1,3/ la duplication précède toute division

1/ Variation de la quantité d’ADN

On mesure de la quantité d’ADN dans une cellule en méiose ou en mitose …Construire deux graphes partir des tableaux

Quantité d’ADN au cours d’un cycle de renouvellement de cellules somatiques :

Temps (h)	0	1	8	9	10	11	12
|ADN] ua	2	2	4	4	4	2	2

tableau de la quantité d'ADN au cours du processus de fabrication d'un spermatozoïde :

Temps (h)	0	1	6	8	9	10	11	12
|ADN] ua	2	2	4	4	2	2	1	1

- Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de caractériser les phases d'un cycle cellulaire eucaryote.

phases du cycle cellulaire eucaryote : G1, S (synthèse d'ADN), G2, mitose (division cellulaire),

2/ Chromosome dans tous ses états

manuel p.42-43

Objectifs : relier l'échelle cellulaire (mitose, chromosomes) à l'échelle moléculaire (ADN).

Chez les eucaryotes, les chromosomes subissent une alternance de condensation-décondensation au cours du cycle cellulaire.

Chaque chromatide est constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes.

Les chromosomes sont des structures universelles aux cellules eucaryotes (organismes dont les cellules ont un noyau).

À chaque cycle de division cellulaire, chaque chromosome est dupliqué et donne un chromosome à deux chromatides, chacune transmise à une des deux cellules obtenues. C’est la base de la reproduction conforme.

3/ Réplication en MET

- Observer des images montrant des molécules d'ADN en cours de réplication.

ADN polymérase

appariement des bases

formation de deux copies

4/ Expérience historique de Meselson & Staal

Ex15p60

- Exploiter les informations d’une expérience historique ayant permis de montrer que la réplication est un mécanisme semi-conservatif.

- Utiliser des logiciels ou analyser des documents permettant de comprendre le mécanisme de réplication semi-conservative.

réplication semi conservative