TP 10 : La division cellulaire par MITOSE

TP 10 : La division cellulaire par MITOSE
Les organes végétaux sont mis en place à partir de massifs cellulaires spécialisés situés aux extrémités
(Apex) des tiges et des racines : Les Méristèmes.
Les cellules méristématiques se divisent activement par division cellulaire et donnent naissance à de nouvelles
cellules qui augmentent en taille et se différencient.
Ces nouvelles cellules contiennent la même information génétique que la cellule-mère. (même nombre de
chromosomes, même information)
Problème :
o Comment l’information génétique est-elle répartie au cours d’une division cellulaire par MITOSE ?
Activité 1 : Les différentes étapes de la division cellulaire par mitose
Q1- Expliquer le protocole p.106. Que permet-il de mettre en évidence ?
On récupère les extrémités des racines d’oignon. On les colore avec du carmin acétique.
Cette coloration permet de mettre en évidence les différentes figures de division.
Q2- Observer la coupe longitudinale d’ail : Faites la mise au point et appeler le professeur.
Q3- Réaliser un dessin d’observation des différents stades visibles.
Q4- Préciser les caractéristiques de chacune des étapes de la mitose.
Replacer ces différents dessins dans l’ordre chronologique
Q5- Réaliser un schéma-bilan représentant le cycle des différentes étapes par lesquelles passe une cellule à 2
chromosomes.
Cf. cours Chap. : la division cellulaire par Mitose
Thème : La morphogénèse d’un végétal et l’établissement du phénotype
Chap : La mitose
- Synthèse d’une nouvelle
molécule d’ADN.
- Condensation de la molécule
d’ADN en chromosome visible.
- Rupture de l’enveloppe
nucléaire.
- Synthèse des microtubules
polaires et kinétochoriens.
- Alignement des chromosomes
sur le plan équatorial.
- Migration vers chacun des 2
pôles grâce au raccourcissement
des microtubules kinétochoriens.
- Décondensation des
chromosomes.
- Création d’une nouvelle
enveloppe nucléaire.
- Séparation du cytoplasme.
- Formation de 2 cellules-filles.

Activité 2 : La réplication de l’ADN
La mitose permet à une cellule de transmettre la totalité de son information génétique à chaque cellule fille.
Or cette information est contenue dans l’ADN.
Donc, avant de se diviser, une cellule doit doubler son ADN pour en avoir 2 copies identiques.
Q1- Etudier les différents documents afin de pouvoir conclure sur les divers mécanismes mis en jeu dans la
réplication de l’ADN.
Doc A1 : Localisation temporelle de la réplication.
Ce document nous montre l’évolution de la quantité d’ADN au cours d’un cycle cellulaire.
On peut voir que la quantité d’ADN est de 1 pendant la phase G1 puis durant la phase S, cette quantité
double, reste à 2 pendant la phase G2 pour ensuite diminuer au cours de la phase M (mitose).
D’après ce document, on peut donc en conclure que l’ADN est fabriqué durant la phase S.
Doc B1 : Initiation de la réplication.
Ce document nous explique une expérience de marquage à la thymidine radioactive d’ADN d’E. coli.
Après plusieurs générations, on ajoute de la thymidine radioactive pour localiser les zones récemment
synthétisées.
On peut voir que l’ADN fortement marqué se trouve de part et d’autre de l’œil de réplication. Cela
permet l’accroissement de cet œil de réplication.
D’après ce document, on peut donc en conclure que la synthèse de l’ADN se fait au niveau d’œil
de réplication. De plus, on peut voir que cette réplication commence au niveau de l’ouverture de
l’ADN, dans un sens ou en sens inverse.
Doc C : Fidélité de la réplication.
Ce document nous montre un texte sur « les gènes sont éternels ». Il nous apprend que la durée de vie
de la molécule d’ADN est courte, toutefois l’ADN subsiste sous forme de copies.
On peut donc en conclure que la molécule d’ADN initiale sert de matrice pour la copie de
nouvelles molécules d’ADN.
Ce document nous montre un texte sur « les erreurs de réplication ». Il nous apprend que l’enzyme
responsable de la réplication est l’ADN polymérase. Cette enzyme peut insérer des nucléotides erronés
et donc se tromper au cours de cette opération. Le taux d’erreur est de 1/1.000.000. Or ce taux est
en réalité, de 1/1000.000.000.
La cellule possède donc un système capable de corriger ces erreurs.
Ce document nous montre un tableau avec la génome du génome de plusieurs êtres vivants ainsi que la
quantité d’ADN codant. On remarque qu’une faible partie de l’ADN est codant (seulement 9% à 27%
pour l’Homme).
D’après ce document, on peut donc en conclure que la quantité d’ADN présent est plus important
que celle servant réellement. Ceci est donc un autre moyen de protection en cas d’erreur.
Doc A2 : Expérience historique
Ce document relate l’expérience de Meselson et Stahl. Cette méthode permet de marquer l’ADN grâce
à des isotopes d’azote radioactif ou non. On cultive de l’ADN d’E.coli sur différents milieux.
Grâce à la centrifugation, on peut remarquer plusieurs résultats :
- Culture sur 15 N : on obtient une bande en bas ;
- Culture sur 14 N : on obtient une bande en haut ;
- Culture sur 15 N puis 1 génération sur 14 N : une bande au milieu ;
- Culture sur 15 N puis 2 générations sur 14 N : une petite bande au milieu et une petite bande
en haut ;
- Culture sur 15 N puis 3 générations sur 14 N : une petite bande au milieu et une grosse bande
en haut.
On peut donc en conclure que la réplication de l’ADN se fait en gardant la moitié de la molécule
initiale.

Doc B2 : Mécanisme de la réplication de l’ADN.
Ce document nous parle d’une expérience réalisée par Watson et Crick pour la réplication de l’ADN.
On supposait que la réplication pouvait se faire selon 3 modes (conservatif ; semi-conservatif ;
dispersif). Ils réalisèrent, grâce à leur expérience que le réplication se faisait par recopiage du
matériel génétique, en conservant un brin comme matrice. Le recopiage se fait alors par appariement
des bases.
On peut donc en conclure, d’après cette expérience, que le mécanisme de réplication se fait selon
un mode semi-conservatif.
Q2- Réaliser un schéma-bilan de la réplication de l’ADN au niveau d’œil de réplication en utilisant des couleurs
différentes pour le brin modèle et le brin néoformé.
Conclusion : La mitose ?
Au niveau des méristèmes, les cellules se divisent pour former deux cellules-filles.
Au cours de ces divisions cellulaire ou MITOSE, le matériel génétique est observable sous forme de
chromosomes. Quatre stades peuvent être identifiés au cours de la mitose :
- la prophase : condensation des chromosomes, rupture de l’enveloppe nucléaire ;
- la métaphase : positionnement des chromosomes dans le plan équatorial de la cellule ;
- l’anaphase : migration de 2 lots identiques de chromosomes vers les pôles opposés de la
cellules ;
- la télophase : regroupement des chromosomes en 2 lots distinct aux 2 pôles de la cellule.
Toutefois, il est nécessaire que ce matériel génétique soit dupliqué afin d’assurer la conservation du
matériel génétique. Cette étape de duplication a lieu durant l’interphase, pendant la phase S.

Grille d’évaluation :
Critères
Points
Notes
Activité 1 : Les différentes étapes de la division cellulaire par mitose
/10
Q1- Explication du protocole
- Mise en évidence des figures de division
Q3- Dessin d’observation de chacun des stades de la division
Q4- Caractéristiques de chaque étapes de la mitose
- Ordre des différents stades
Q5- Schéma-bilan du cycle cellulaire complet.
1
0,5
4
2
0,5
2
Activité 2 : La réplication de l’ADN
/ 7
Q1– Etude de documents :
o Rappel du type de document
o Observation
o Interprétation
o Conclusion
Q2- Schéma-bilan de la réplication de l’ADN au niveau d’un œil de
réplication
1
1,5
1,5
1
2
Bilan :
/ 2
Présentation :
(Fautes d’orthographe, soin du CR, Phrases rédigées et précises)
/ 1
TOTAL :
/20
Thème : La morphogénèse d’un végétal et l’établissement du phénotype
Chap : La mitose