Activité 1 Élève Thème 1A Le matériel génétique au cours du cycle

Thème 1A
Activité 1 : Le matériel génétique au cours du cycle cellulaire
Capacités
Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de caractériser le cycle cellulaire et
ses phases, dans différents types cellulaires.
Effectuer un geste technique en observant au microscope des divisions de cellules eucaryotes.
Construire un graphique avec un tableur
Attitudes
Manifester du sens de l’observation, de la curiosité, de
l’esprit critique
Faire preuve d’autonomie
Respecter le matériel et les consignes de sécurité
Toutes les cellules de l’organisme proviennent des divisions successives d’une cellule œuf appelées mitoses. Toutes les cellules de
l’organisme possèdent l’ensemble du programme génétique identique à la cellule œuf.
A partir des documents proposés, de vos observations et vos connaissances, expliquer la transmission conforme et globale de
l’information génétique de cellule à cellule au sein de l’organisme.
Production attendue :
- Documents 1 et 3 légendés
- Document composite de microphotographies titrées et légendées de deux stades de la mitose de cellules de méristème racinaire
- Graphique titré et légendé de la quantité d’ADN dans une cellule au cours du cycle cellulaire
Document 1 Les différents aspects du matériel génétique au cours d’un cycle cellulaire (livre p 21)
L’ADN, constituant des chromosomes est le support moléculaire de l’information génétique contenue dans le noyau. Cette molécule,
selon le moment du cycle de vie d’une cellule peut se présenter sous différents degrés de condensation (d’enroulement). Tantôt
décondensé en dehors des périodes de mitose, l’ADN associé avec des protéines appelées histones forme des nucléofilaments :
l’ensemble des nucléofilaments forme la chromatine diffuse ; tantôt condensé au moment des divisions cellulaires (très enroulé autour
des histones) il forme un chromosome visible au microscope.
En début de division, chaque chromosome visible est constitue de deux chromatides unies entre-elles au niveau du centromère. Chaque
chromatide est constituée d’une molécule d’ADN.
1
Document 2 : Réalisation d’une préparation microscopique colorée de cellules de racines d’ail, de jacinthe ou d’oignon (Livre p 18)
Pour observer la mitose on choisit un organe en croissance rapide, par exemple dans une racine où des mitoses sont observables.
Fixation (réalisée au préalable)
Fixer des racines de 5 mm de long 24 h à température ambiante. Fixateur: alcool absolu ou à 95% - 3 volumes - acide acétique pur - 1
volume et quelques gouttes de carmin acétique.
Coloration au carmin acétique
Placer les extrémités de racine dans une solution de Carmin acétique et porter à ébullition pendant 1 à 2 minutes.
Couper en deux dans le sens de la longueur et monter entre lame et lamelle dans une goutte de carmin acétique froide
Document 3 : Photographies microscopiques de cellules végétales aux différents stades de mitose par coloration argentée
(x1000)Livre p 18 et 19
On distingue différentes étapes au cours desquelles le matériel nucléaire subit des modifications.
On délimite arbitrairement 4 phases de la mitose pour en faciliter la description et on leur donne un nom. Chaque phase est caractérisée
par un état nucléaire particulier…
La prophase : Les nucléofilaments se condensent pour constituer les chromosomes. A ce stade chaque chromosome correspond a deux
chromatides unies au niveau du centromère.
La métaphase (quelques minutes) : Les chromosomes se rassemblent au centre de la cellule, au niveau du plan equatorial de la cellule,
c’est-a-dire a égale distance des deux pôles de la cellule.
L’anaphase (2 à 3 minutes) : Il y a clivage au centromère (chaque centromère se scinde en deux) et les deux chromatides de chaque
chromosome se séparent.
La télophase (15 à 60 minutes) : A la fin de l’anaphase, un lot complet de chromosomes a une chromatide se trouve a chacun des deux
pôles de la cellule. L’ADN se décondense, ce qui entraine la « disparition »progressive des chromosomes et la reconstitution de la
chromatine diffuse.
Document 4 : Quantité d’ADN dans une cellule au cours d’un cycle cellulaire (Livre p 20)
Temps ( en heures)
Quantité d’ADN ( en picogrammes)
0
6.6
3
6.6
4
6.6
6
10
8
13.2
10
13.2
11
13.2
12
6.6
13
6.6
14
6.6
Un cycle cellulaire comporte deux phases distinctes : l’interphase et la mitose. L’interphase est elle-même divisée en 3 étapes : G1, S et
G2.
En interphase, le contenu nucléaire se présente sous forme de chromatine diffuse et lors de la mitose (du grec mitosis = bâton), le
matériel nucléaire devient visible sous forme de chromosomes. L’étape S (S Synthèse) qui se déroule en quelques heures se caractérise
par la duplication de l’ADN de chaque nucléofilament.
Les deux autres étapes de l’interphase, G1 et G2, représentent des intervalles (Gap) : au cours de la phase G1, la cellule effectue sa
croissance, se prépare pour effectuer correctement la phase S ; au cours de la phase G2, la cellule se prépare pour la phase M de mitose.
2