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