Spécialité SVT, Première • Fiche de révision à Montréal
Cette fiche accompagne le chapitre « Les divisions cellulaires des eucaryotes » de la spécialité SVT de Première : chromosomes à une et à deux chromatides, cycle cellulaire (G1, S, G2, mitose), mitose et reproduction conforme, méiose et cellules haploïdes, caryotype.
Elle ne redit pas le cours. Elle dit ce qui coûte des points en devoir surveillé : les comptages de chromosomes et de molécules d'ADN, la reconnaissance d'une division sur un schéma, la lecture d'une courbe de quantité d'ADN et le calcul de la durée d'une phase. Les brassages génétiques de la méiose sont au programme de Terminale : ils n'apparaissent pas ici.
Le fil du chapitre
Un chromosome se compte par son centromère, l'ADN par ses chromatides : la phase S double l'ADN sans changer le nombre de chromosomes, et seule la méiose divise ce nombre par deux.
Notions couvertes
Le tableau du chapitre
Une colonne par division. Lisez d'abord la ligne « ce qui se sépare » : c'est elle qui tranche sur un schéma d'anaphase. désigne la quantité d'ADN d'une cellule diploïde en G1.
| Critère | Mitose reproduction conforme | Méiose I division réductionnelle | Méiose II suit la méiose I |
|---|---|---|---|
| Cellule de départ | chromosomes à deux chromatides, après la phase S | diploïde (), chromosomes à deux chromatides | haploïde (), chromosomes à deux chromatides, sans nouvelle réplication |
| Ce qui se sépare | les deux chromatides de chaque chromosome | les deux homologues de chaque paire | les deux chromatides de chaque chromosome |
| Chromosomes qui migrent | à une chromatide | à deux chromatides | à une chromatide |
| Cellules obtenues | 2 | 2 | 2 par cellule, soit 4 au total |
| Nombre de chromosomes | conservé : donne | divisé par deux : donne | conservé : donne |
| ADN par cellule à la fin | (la cellule avait ) |
Une mitose peut aussi se produire dans une cellule haploïde (chez les plantes, dans le grain de pollen) : elle conserve alors . La méiose ne se produit que dans une cellule diploïde.
Sur une copie, écrire « 16 chromosomes à deux chromatides » plutôt que « 16 chromosomes » rapporte le point du comptage.
Le fuseau de division déplace les chromosomes vers les pôles ; son étude détaillée n'est pas exigée en Première.
Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« En métaphase, une cellule de racine d'ail possède 32 chromosomes. »
Ce qu'il faut écrire
« En métaphase, la cellule possède 16 chromosomes à deux chromatides, soit 32 molécules d'ADN. »
Pourquoi : On compte un chromosome par centromère. Exercices 1 b, 2 e et 7 e de la série.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« En anaphase, la cellule d'ail contient toujours 16 chromosomes. »
Ce qu'il faut écrire
« En anaphase, la cellule contient 32 chromosomes à une chromatide, 16 en route vers chaque pôle. »
Pourquoi : Dès que les chromatides se séparent, chacune a son centromère. La cellule n'est pas encore divisée et porte deux lots complets. Exercices 3 b et 8 b.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Pendant la phase S, le nombre de chromosomes double. »
Ce qu'il faut écrire
« Pendant la phase S, la quantité d'ADN double, de à ; chaque chromosome passe d'une à deux chromatides. »
Pourquoi : La réplication copie chaque molécule d'ADN sans créer de centromère. Exercices 3 et 8 a.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Ses chromosomes ont deux chromatides, donc la cellule est diploïde. »
Ce qu'il faut écrire
« La cellule a un seul chromosome de chaque paire : elle est haploïde, même si ses chromosomes ont deux chromatides. »
Pourquoi : Après la première division de méiose, les cellules sont haploïdes avec des chromosomes à deux chromatides. Exercices 1 e et 8 e.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Les chromosomes se séparent en deux lots égaux : c'est une mitose. »
Ce qu'il faut écrire
« Les chromosomes qui migrent ont encore deux chromatides : ce sont les homologues qui se séparent, c'est une première division de méiose. »
Pourquoi : Les deux divisions donnent deux lots égaux ; le critère est CE qui se sépare. Exercices 4 et 10 c.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« La cellule de la tétrade a le quart de l'ADN de la cellule mère. »
Ce qu'il faut écrire
« La cellule de la tétrade a la moitié de l'ADN d'une cellule diploïde en G1 : contre . »
Pourquoi : On compare deux cellules au même stade, avant toute réplication. Le maximum est un état transitoire. Exercice 10 e.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« 6 cellules sur 400 sont en métaphase, donc la métaphase dure 6 min. »
Ce qu'il faut écrire
« La métaphase dure , en admettant les cellules réparties au hasard dans le cycle. »
Pourquoi : Un effectif ne devient une durée qu'en passant par une PROPORTION, multipliée par la durée du cycle convertie dans l'unité demandée. Exercice 6 c.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Aucune mitose sur 300 cellules : les cellules de la zone d'élongation ne se divisent jamais. »
Ce qu'il faut écrire
« Aucune mitose sur 300 cellules : les divisions y sont très rares, beaucoup moins fréquentes que dans le méristème. »
Pourquoi : Un échantillon dit « rare », jamais « jamais ». Même prudence pour la colchicine, exercices 6 d et 9 d.
Regardez les chromosomes qui migrent vers un même pôle : leur nombre de chromatides, puis les paires.
Si chromosomes à UNE chromatide, et les deux homologues de chaque paire vers chaque pôle → mitose
Exemple : : 6 chromosomes à une chromatide vers chaque pôle
Si chromosomes à DEUX chromatides qui migrent → première division de méiose : les homologues se séparent
Exemple : : 3 chromosomes à deux chromatides vers chaque pôle
Si chromosomes à UNE chromatide, un seul de chaque paire vers chaque pôle → deuxième division de méiose
Exemple : : 3 chromosomes à une chromatide vers chaque pôle
La taille de la cellule et le nombre de chromosomes dessinés ne décident pas : un schéma simplifie souvent l'espèce.
Le mot de la question décide de ce que l'on compte sur le schéma.
Si « nombre de chromosomes » → compter les centromères
Exemple : métaphase d'ail : 16
Si « nombre de molécules d'ADN » ou « de chromatides » → compter les chromatides
Exemple : métaphase d'ail : 32
Si « quantité d'ADN » → l'exprimer en multiple de , la quantité en G1
Exemple : G2 : ; cellule de tétrade :
Si « haploïde ou diploïde » → compter les exemplaires de chaque paire
Exemple : un seul exemplaire : haploïde
Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.
Quand l'utiliser : L'énoncé donne le nombre de cellules observées dans chaque phase et la durée du cycle.
Phrase de conclusion
« En admettant que les cellules sont réparties au hasard dans le cycle, la métaphase dure environ 26 min. »
Le piège : Oublier l'hypothèse : sans elle, une proportion de cellules n'est pas une proportion de temps.
Barème : hypothèse 0,5 point, calcul 1 point, unité et phrase 0,5 point
Quand l'utiliser : « Expliquez comment une cellule produit deux cellules filles identiques à elle. »
Phrase de conclusion
« La réplication puis la séparation des deux chromatides de chaque chromosome donnent à chaque cellule fille le caryotype et l'information génétique de la cellule mère. »
Le piège : Réciter les quatre phases de la mitose sans parler de la phase S : la moitié de l'explication manque.
Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.
Le nombre de chromosomes ne prend que deux valeurs dans une mitose
Pour une cellule diploïde, vous devez trouver à toutes les étapes, sauf en anaphase où vous trouvez le double.
Ail : 16 partout, 32 en anaphase. Un 8 dans une mitose signale une confusion avec la méiose.
La somme des durées redonne le cycle
Additionnez les durées calculées pour chaque phase : vous devez retrouver la durée de la mitose ou du cycle.
Ail : min, soit les 2 h de mitose. Un total de 200 min trahit une erreur de conversion.
Molécules d'ADN et chromatides, même nombre
Comptez les chromatides du schéma : c'est le nombre de molécules d'ADN, jamais moins que le nombre de chromosomes.
16 chromosomes à deux chromatides : 32 molécules. Trouver moins de molécules que de chromosomes est impossible.
Comparer deux cellules au même stade
Avant de comparer des quantités d'ADN, vérifiez que les deux cellules sont avant réplication, ou toutes deux après.
Cellule de tétrade contre cellule en G1 : la moitié, et non le quart du maximum .
Une préparation de méristème de racine de jacinthe () compte 500 cellules : 432 en interphase, 34 en prophase, 12 en métaphase, 6 en anaphase et 16 en télophase. Le cycle de ces cellules dure 18 h.
1)Calculez l'indice mitotique.2)Estimez la durée de la métaphase et celle de l'anaphase.3)Donnez le nombre de chromosomes et de molécules d'ADN d'une cellule en métaphase, puis en anaphase.
Étape 1
Cellules en division : sur 500, soit .
Pourquoi
L'indice mitotique compte TOUTES les phases de la mitose, pas seulement la métaphase.
Étape 2
Hypothèse : les cellules sont réparties au hasard dans le cycle. Cycle : .
Pourquoi
L'hypothèse rend la proportion de cellules égale à la proportion de temps ; la conversion évite l'erreur d'unité.
Étape 3
Métaphase : . Anaphase : .
Pourquoi
On multiplie une PROPORTION par une durée ; 12 cellules ne sont pas 12 minutes.
Étape 4
Métaphase : 16 chromosomes à deux chromatides, 32 molécules d'ADN. Anaphase : 32 chromosomes à une chromatide, 32 molécules d'ADN.
Pourquoi
On compte les centromères pour les chromosomes, les chromatides pour l'ADN : l'anaphase double les uns, pas les autres.
Étape 5
Vérification : mitose entière , à comparer à la somme des quatre phases.
Pourquoi
La somme des durées des phases doit redonner la durée de la mitose : c'est le contrôle en cinq secondes.
Conclusion rédigée
« L'indice mitotique vaut 13,6 % ; en admettant les cellules réparties au hasard dans le cycle, la métaphase dure environ 26 min et l'anaphase environ 13 min. »
L'erreur classique sur cet exercice : Annoncer 16 chromosomes en anaphase, ou une métaphase de 12 min parce que 12 cellules y sont.
Un chromosome est une molécule d'ADN associée à des protéines. Après la réplication, en phase S, il est formé de deux chromatides identiques réunies par le centromère, mais il reste un seul chromosome. Pour compter les chromosomes, on compte les centromères ; pour compter les molécules d'ADN, on compte les chromatides.
Le double du nombre habituel. En anaphase, les deux chromatides de chaque chromosome se séparent et chacune devient un chromosome à une chromatide. Une cellule de racine d'ail, qui a 16 chromosomes, en contient donc 32 en anaphase, 16 en route vers chaque pôle, avant de se diviser en deux cellules de 16.
Regardez ce qui se sépare. En mitose et en deuxième division de méiose, ce sont les deux chromatides de chaque chromosome, et les chromosomes qui migrent n'en ont plus qu'une. En première division de méiose, ce sont les deux chromosomes homologues de chaque paire, et ceux qui migrent ont encore deux chromatides.
On divise le nombre de cellules observées dans la phase par le nombre total de cellules comptées, puis on multiplie par la durée du cycle, convertie en minutes si besoin. Ce calcul suppose que les cellules sont réparties au hasard dans le cycle : il faut écrire cette hypothèse sur la copie.
© Ahmed Squalli Houssaini. Fiche publiée sur www.letuteurscientifique.ca/fiches/1svt-divisions-cellulaires. Libre pour l'usage personnel et en classe ; sa republication ailleurs demande une autorisation écrite (mentions légales).
