Chapitre d`introduction et de rappels

Thème 1 : La Terre dans l’Univers, la Vie et l’évolution du vivant
Partie 1 : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
Chapitre d’introduction : Rappels
Rappels :
 Les chromosomes présents dans le noyau sont le support de l’information génétique.
 Chaque cellule d’un individu de l’espèce humaine possède 23 paires de chromosomes.
 Les cellules qui composent un individu contiennent toutes la même information génétique que
celle de la cellule-œuf dont elles proviennent par divisions successives.
 Chaque chromosome contient de nombreux gènes.
 Un gène peut exister sous différentes versions appelées allèles.
 Chaque gène est porteur d’une information qui détermine l’un des caractères héréditaires.
 Chaque chromosome est constitué d’ADN.
 L’ADN est une molécule de très grande dimension, composée de très nombreuses petites
unités appelées nucléotides.
 Il existe quatre nucléotides différents, identifiés par les lettres A, C, G et T.
 La molécule d’ADN est constituée de deux chaînes entrelacées. Chaque nucléotide A d’une
chaine est associé à un nucléotide T sur l’autre chaine. De même, C est toujours associé à G.
Les deux chaines d’une molécule d’ADN sont complémentaires.
 Chez toutes les espèces, les gènes sont constitués d’une longue séquence de paires de
nucléotides A, T, C, G.
 Cependant, d’un gène à l’autre, les nucléotides ne se succèdent pas dans le même ordre.
 C’est l’ordre dans lequel se succèdent les nucléotides qui constitue l’information génétique.
Celle-ci est donc codée.
 L’ADN n’est pas immuable : la diversité génétique repose sur la variabilité de l’ADN.
TP 1 : Les étapes de la mitose
L’identité biologique de tout organisme est acquise lors de la formation du zygote (cellule-œuf). Elle
résulte de la combinaison de l’information génétique apportée par les gamètes mâle et femelle lors de
la fécondation. Depuis l’œuf, elle est transmise inchangée à toutes les cellules de l’organisme au cours
des générations cellulaires qui se succèdent : chaque cellule qui se divise transmet aux deux cellules
filles l’intégralité de son information génétique.
Problèmes :
 Par quels mécanismes une cellule mère se divise-t-elle en deux cellules fille ?
 Que devient l’information génétique d’une cellule au cours de ce mécanisme ?
Pour résoudre le premier problème, on commencera par observer et décrire la division cellulaire ou
mitose. Pour cela, on choisit un organe en croissance rapide, de petite taille pour faciliter l’observation
microscopique. Le matériel biologique choisi est constitué par de jeunes racines obtenues à base
d’oignons lorsqu’ils sont placés dans l’eau. La croissance est rapide (quelques millimètres par jour).
Elle résulte des mitoses se produisant dans une zone de croissance située juste en dessous de
l’extrémité.
On appelle cycle cellulaire la période allant d’une division à la division suivante. Il est divisé en deux
phases. Une phase de mitose au cours de laquelle une cellule se divise et une interphase au cours de
laquelle la cellule exerce son activité spécialisée. Dans la vie de chaque cellule, interphase et mitose se
succèdent régulièrement.
Manipulation :
Protocole :
 Prélever l’extrémité de deux racines (5 millimètres environ) à l’aide de ciseaux.
 Les déposer sur une lame de verre.

 Recouvrir les échantillons d’HCl (ce qui facilitera la dissociation des cellules).
 Laisser agir 5 minutes puis absorber l’acide, sans déplacer les échantillons.
 Recouvrir les échantillons avec la solution d’orcéïne acétique et laisser agir 15 minutes.
 Absorber le colorant avec le papier absorbant, sans abimer les échantillons.
 Recouvrir d’une goutte d’acide acétique à 45% puis poser une lamelle dessus.
 Ecraser doucement avec le pouce après avoir recouvert la lamelle d’une feuille de
papier filtre.
 Observer au microscope
Etude de la préparation au microscope optique :
Parcourir la préparation en déplacement très lentement la lame sur la platine du microscope au
grossissement faible ou moyen. Chercher des figures de mitose (en général les cellules restent
groupées si la dissociation n’a pas été excessive).
Lorsqu’elles sont trouvées, chercher plusieurs stades différents de la mitose reconnaissables à l’aspect
et à la disposition différente des chromosomes. Observer attentivement les cellules en mitose. Si votre
préparation n’est pas exploitable, continuer avec une lame du commerce.
Tâche complexe :
A partir des observations et des documents, suivez le comportement des chromosomes et montrez
en quoi la mitose permet la conservation du nombre de chromosomes. Vous produirez un texte
illustrés de schémas légendés, la cellule mère comportant trois paires de chromosomes homologues.
Pour vous guider, observez les quatre phases de la mitose :
1. Prophase
2. Métaphase
3. Anaphase
4. Télophase
3
1
4
2

TP 2 : La réplication de l’information génétique
 Problème n°1 : A quel moment s’effectue la réplication
1. Etude d’autoradiographies au cours du cycle cellulaire
Questions :
 A quel stade du cycle cellulaire les chromosomes ont-ils fixé la molécule radioactive ?
Les chromosomes ont fixé la molécule radioactive lors de l’interphase. Elle ne peut se faire qu’entre
deux divisions.
 Expliquer ce qu’il s’est passé entre les photos a et b.
Entre les photos a et b, il y a eu une division cellulaire aboutissant à la formation de chromosomes à
une seule chromatide dans les deux nouvelles cellules filles Au cours de l’interphase, une nouvelle

chromatide s’est formée sur chaque chromosome alors que le milieu ne contenant pas de thymine
radioactive. Ceci explique que chaque chromosome est formé de l’ancienne chromatide restée
radioactive et d’une chromatide néoformée non radioactive.
2. Etude de la quantité d’ADN au cours de la vie cellulaire
Questions :
 Que montre le document 3 ? Que se passe-t-il au moment de la mitose ? Et entre chaque
mitose ?
Le document 3 montre l’évolution de la quantité d’ADN au cours du cycle cellulaire. Au moment de la
mitose, il y a division par deux de la quantité d’ADN et entre chaque mitose, il y a multiplication de la
quantité d’ADN.

 Sur le graphique du document 3, en utilisant les données du document 4, situer les différentes
phases du cycle cellulaire.
A = G1 : Intervalle entre la mitose et la synthèse de l’ADN
B = S : Synthèse de l’ADN
C = G2 : Intervalle entre la synthèse d’ADN et la mitose
D = M : Mitose
3. Bilan
La réplication de l’ADN s’effectue lors de l’interphase au cours de la phase S (synthèse) du cycle
cellulaire.
 Problème n°2 : Quel est le principe de la réplication de l’ADN ?
Avant toute division cellulaire, la quantité d’ADN double et chaque chromosome apparait constitué de
deux chromatides.
Trois hypothèses ont été émises pour expliquer comment le doublement de la quantité d’ADN permet
la formation de deux chromatides d’un chromosome dupliqué à partir d’une molécule mère.
 Formation d’une nouvelle molécule : modèle conservatif
 Formation d’un nouveau brin : modèle semi conservatif
 Formation de « morceaux » : modèle dispersif