CONTEXTE 1 – L’ACISE SEQUENCE 1 Pré-requis de biologie S2 – Reproduction et énergétique cellulaire Objectif de la séance Identifier les différentes étapes du cycle cellulaire (interphase et mitose) Expliquer brièvement le phénomène de réplication de l’ADN Evaluation diagnostique ACTIVITE 1 – Code génétique d’un individu (Révisions) Doc 1 – Des chromosomes aux gênes (Source : DELAGRAVE, ASSP Biologie) Au cours de sa vie, une cellule se multiplie grâce au processus de la division cellulaire. Lors de ce processus, la chromatine (ADN) du noyau se condense et se spirale pour former les 46 chromosomes qui deviennent visibles. Chaque chromosome est constitué de 2 chromatides reliées par un centromère et porte plusieurs gènes. Un gène est une portion d’ADN qui occupe toujours le même locus (place) sur un chromosome. Il représente une caractéristique de l’individu (exemple : couleur des yeux, forme du nez). L’ensemble des gênes d’un individu constitue son génotype, l’ensemble de ses caractères visibles constitue son phénotype. 1.1. Annoter le schéma du chromosome à l’aide du doc 1. 1/7 1.2. Préciser le nom donné à l’ensemble des chromosomes d’un individu. Caryotype 1.3. Indiquer comment il est possible de reconnaître une femme d’un homme en regardant juste ses chromosomes. Le caryotype de la femme comporte 2 X sur la 23 ème paire alors que celui de l’homme comporte un X et un Y. A partir de l’annexe 1 et de vos connaissances, 1.4. Préciser le rôle de l’ADN dans l’organisme. C’est le « plan détaillé » de notre organisme aussi appelé code génétique : il contient toutes les informations nécessaires au développement et au fonctionnement du corps. 1.5. Citer le nom des 4 nucléotides permettant de former les hélices d’ADN. Adénine, cytosine, guanine et Thymine 1.6. Retrouver les différentes parties de la molécule d’ADN en complétant le schéma ci-dessous. ACTIVITE 2 – Le cycle cellulaire Modalité d’exécution : Durée : 30 min Doc 2 – La division cellulaire (https://youtu.be/xAGzWLYGu8Q) 2/7 2.1. Différencier la mitose et la méiose en complétant le tableau ci-dessous. Mitose Différence Méiose Concerne toutes les cellules asexuelles Reproduction asexuée Reproduction sexuée = cellule sexuelle. 1 cellule mère = 2 cellules filles Nécessité de fusionner gamète mâle et identiques… il y a duplication de l’ADN d’un gamète femelle = nouvel individu de la cellule. Autoreproduction de la cellule. Gamète mâle Nouvel individu Schéma Gamète femelle Partie 1 – La notion de cycle cellulaire Doc 3 – Le cycle cellulaire (Source : www.annabac.com) 2.2. Préciser l’étape préliminaire que doit mettre en place la cellule avant de se multiplier. Elle doit multiplier ses organites par 2, ainsi que ses chromosomes. 2.3. Identifier les grandes étapes du cycle cellulaire en complétant le schéma du doc 3. 2.4. A partir de la vidéo et de vos connaissances, interpréter le doc 3. Description de la courbe : On constate que la quantité d’ADN passe du simple au double entre la phase G et la phase S. Elle reste stable jusqu’à redevenir à la quantité initiale en phase M (au cours de la mitose). Explication : on peut penser que lorsque la quantité d’ADN double aux phases indiquées, le nombre de chromosomes double de fait. 3/7 2.5. Retrouver le rôle de chacune des étapes de l’interphase en complétant le tableau cidessous. Etapes G1 S Schéma Description Cellule grandit Cellule réplique son ADN… 1 chromosome simple donne 2 brins …. On passe donc à 2 chromosomes double brin G2 Cellule grandit à nouveau M Division de la cellule Partie 2 – La réplication de l’ADN (Phase S) 2.6. Préciser le rôle de la phase de réplication de l’ADN. Elle permet de doubler les brins d’ADN, tout en conservant l’information génétique. 2.7. Indiquer les étapes de la réplication de l’ADN. a. Les brins complémentaires d’ADN se séparent = 2 brins individuels b. Réplication de l’information de chacune des bases avec l’apport de nouvelles bases par l’ADN polymérase, en mettant en face l’une de l’autre, les bases complémentaires c’està-dire A/T et G/C. c. Formation de 2 brins d’ADN composés d’un brin parent et d’un brin nouveau issu du recopiage. 2.8. La réplication est appelée Semi-conservatrice Conservatrice Doc 4 – La réplication de l’ADN (Source : https://www.qcm-svt.fr/) 4/7 ACTIVITE 3 – La division cellulaire (Mitose) Doc 5 – Les étapes de la mitose (http://virologie.free.fr/) 3.1. Décrire les étapes de la mitose en complétant le tableau ci-dessous, à l’aide du schéma mais aussi du doc 5. Etapes Description Prophase Compactage des chromosomes double brin au centre de la cellule. Disparition du noyau Métaphase Alignement des chromosomes sur un axe au centre de la cellule, avec le centromère sur l’axe. Anaphase Séparation des chromatides avec migration vers les extrémités opposées Les organites sont répartis de manière homogène. Télophase Division en 2 cellules filles et reformation des noyaux. Décondensation des chromosomes qui reprennent leur forme initiale. Doc 6 – Les étapes de la mitose (Source : https://biolycee.pagesperso-orange.fr/) 3.2. Classer les images suivantes dans l’ordre chronologique en vous aidant des informations du doc 5. B, F, D, E, C et A 3.3. Retrouver les étapes représentées par chacune des images. Prophase : B et F Métaphase : D et E Anaphase : C (fin) Télophase : A 5/7 Annexe documentaire Annexe 1 (Source : https://www.genetique-medicale.fr/) ADN, CHROMOSOMES ET GÈNES : LE PLAN DE NOTRE ORGANISME Le corps humain est constitué de milliards de ”cellules” comportant chacune un noyau. Ce noyau renferme toute notre information génétique. Celle-ci est contenue dans nos chromosomes qui contiennent eux-mêmes notre ADN. Qu’est-ce qu’un chromosome ? Les chromosomes sont constitués d’ADN qui porte les gènes (20 000 environ). L’information génétique est répartie sur les 46 chromosomes (23 paires). Pour chaque paire, il y a un chromosome d’origine paternelle et un chromosome d’origine maternelle. Ainsi, pour une même paire, les deux chromosomes ne seront pas identiques. Les 22 premières paires sont appelées « autosomes ». La 23ème paire est celle qui détermine le sexe de la personne. Il s’agit des chromosomes X et Y. Les femmes possèdent deux chromosomes X, alors que les hommes possèdent un chromosome X et un chromosome Y. Qu’est-ce que l’ADN ? qu’est-ce qu’un gène ? L’ADN, qui constitue nos chromosomes, porte les gènes (20 000 environ) Les gènes sont donc eux aussi présents en 2 copies (maternelle/paternelle). La molécule d’ADN, également connue sous le nom d’acide désoxyribonucléique, se trouve dans toutes nos cellules. C’est le « plan détaillé » de notre organisme aussi appelé code génétique : il contient toutes les informations nécessaires au développement et au fonctionnement du corps. L’ADN est constitué de quatre éléments complémentaires, les nucléotides : l’adénine, la thymine, la guanine et la cytosine : A, T, G, C. Le gène, lui, est un morceau de cet ADN qui correspond à une information génétique particulière qui code pour une protéine unique. C’est donc une très petite portion de chromosome. Comme nous possédons chaque chromosome en double, chaque gène est également présent en double dans nos cellules. Ces deux copies d’un même gène, appelées « allèles », sont le plus souvent différentes : une d’origine paternelle et une d’origine maternelle 6/7
