Interphase, réplication de l’ADN, mitose : le cycle qui permet de grandir, de cicatriser et de bouturer le manioc.
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Le cycle cellulaire et les rôles de la mitose
Module I : Le monde vivantSéquence 1 : Identité biologique des organismesSéance 6 : Cycle cellulaire et rôles de la mitose
💡 Idée principale : une cellule qui se divise alterne interphase (G1, S, G2) et mitose (M) : c’est le cycle cellulaire. Pendant la phase S, l’ADN se copie par réplication semi-conservative, ce qui permet à la mitose de donner deux cellules génétiquement identiques. La mitose assure la croissance, le renouvellement des tissus et le maintien de l’identité biologique.
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Étapes résumées
Le cycle cellulaire : G1 → S → G2 → M, puis de nouveau G1.
En phase S, la quantité d’ADN double (Q → 2Q) : chaque chromosome acquiert 2 chromatides.
La réplication est semi-conservative : chaque ADN fille garde un brin ancien.
En mitose, la quantité d’ADN est partagée (2Q → Q dans chaque cellule fille).
Paul s’est blessé au genou en jouant au football à Ébolowa. Une semaine plus tard, la plaie est fermée et la nouvelle peau a la même couleur que l’ancienne. Au même moment, sa grand-mère plante des boutures de manioc qui donnent des plants identiques à la plante mère. Paul se demande quel lien il peut y avoir entre sa peau et le champ de manioc.
Consignes :
Relève le problème posé.
Quel phénomène cellulaire explique la fermeture de la plaie et la pousse des boutures ?
Pourquoi les nouvelles cellules sont-elles identiques aux anciennes ?
le problèmeles végétauxl’ADN
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Compétence visée
Sensibiliser sur la nécessité de la mitose pour le maintien de l’identité biologique des organismes.
Objectifs de la leçon
Décrire les étapes du cycle cellulaire.
Interpréter la variation de la quantité d’ADN au cours du cycle.
Expliquer le mécanisme de la réplication et les rôles de la mitose.
Le cycle cellulaire
1. Les phases du cycle cellulaire
Document 1 : le cycle d’une cellule qui se divise.
2. Interphase et mitose
L’interphase est la période entre deux mitoses : la cellule grandit, fabrique ses molécules et copie son ADN. Elle occupe environ 90 % du cycle. Les cellules qui ne se divisent plus (neurones, fibres musculaires) restent dans un état de repos appelé G0.
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La quantité d’ADN au cours du cycle
Activité 1 : interpréter une courbe
On mesure la quantité d’ADN contenue dans le noyau de cellules de moelle osseuse au cours de deux cycles successifs.
Document 2 : variation de la quantité d’ADN par cellule (Q = quantité en G1).
Pendant quelle phase la quantité d’ADN double-t-elle ?
Que se passe-t-il pendant la mitose ?
Relie ces variations au nombre de chromatides par chromosome.
Ce qu’il faut comprendre : en phase S, la quantité d’ADN passe de Q à 2Q : l’ADN se réplique et chaque chromosome possède alors deux chromatides. À l’anaphase-télophase, la quantité revient à Q dans chaque cellule fille : les chromatides ont été partagées.
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La réplication de l’ADN
Activité 2 : un mécanisme semi-conservatif
Le document 3 schématise la copie d’une molécule d’ADN pendant la phase S.
Document 3 : la réplication semi-conservative de l’ADN.
Que font les deux brins de la molécule mère ?
Pourquoi les deux molécules filles sont-elles identiques ?
Ce qu’il faut comprendre : une enzyme (hélicase) sépare les deux brins en rompant les liaisons hydrogène. Chaque brin sert de modèle : l’ADN polymérase place en face de chaque base la base complémentaire (A–T, C–G). Chaque molécule fille comprend un brin ancien et un brin nouveau : la réplication est semi-conservative et les copies sont identiques.
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Exemple guidé : répliquer un fragment
Un fragment d’ADN a les brins 5’ ATGCTA 3’ et 3’ TACGAT 5’. Écris les deux molécules filles.
Solution : On sépare les brins : ATGCTA et TACGAT. Face à ATGCTA, la polymérase place TACGAT ; face à TACGAT, elle place ATGCTA. On obtient deux molécules ATGCTA / TACGAT, identiques à la molécule mère.
Les rôles de la mitose
Pourquoi la mitose est indispensable
Croissance
Du zygote (1 cellule) à l’adulte (des milliards de cellules), par mitoses successives.
Renouvellement
Les globules rouges, la peau, l’intestin sont remplacés en permanence ; cicatrisation des plaies.
Multiplication végétative
Bouturage du manioc, marcottage, culture de tissus : des plantes identiques à la plante mère.
Identité biologique
Toutes les cellules d’un individu ont le même caryotype et les mêmes gènes.
la division cellulairela cellulel’hygiène
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Quand la mitose se dérègle : le cancer
Des cellules se divisent sans contrôle et forment une tumeur.
Facteurs de risque : tabac, alcool, certains virus (hépatite B, papillomavirus), rayons UV, produits chimiques.
Prévention : éviter le tabac, se faire vacciner contre l’hépatite B, consulter tôt.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Le cycle cellulaire comprend l’interphase (G1, S, G2) et la mitose (M).
En phase S, l’ADN se réplique : sa quantité passe de Q à 2Q.
La réplication est semi-conservative : chaque molécule fille garde un brin de la molécule mère.
La mitose partage l’ADN : chaque cellule fille reçoit la quantité Q et les mêmes gènes.
La mitose assure la croissance, le renouvellement des cellules et le maintien de l’identité biologique.
je retiensnon aux droguesles microbes
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Vocabulaire à connaître
Cycle cellulairesuccession de l’interphase et de la mitose.Réplicationcopie à l’identique d’une molécule d’ADN.Semi-conservativechaque ADN fille contient un brin ancien et un brin nouveau.ADN polyméraseenzyme qui assemble les nucléotides du nouveau brin.Cloneensemble de cellules ou d’individus génétiquement identiques.
Je m’évalue
1. Cite les phases du cycle cellulaire.
2. Pendant quelle phase la quantité d’ADN double-t-elle ?
3. Pourquoi dit-on que la réplication est semi-conservative ?
4. Pourquoi les boutures de manioc sont-elles identiques à la plante mère ?
Réponses : G1, S, G2 et M · la phase S · chaque ADN fille garde un brin ancien · elles se forment par mitoses. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisla tiquele cortex
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Erreurs fréquentes
Placer la réplication de l’ADN pendant la mitose : elle a lieu en phase S de l’interphase.
Croire que l’interphase est une phase de repos : la cellule y est très active.
Oublier que la quantité d’ADN est divisée par deux à la fin de la mitose (2Q → Q).
Méthode
Pour analyser une courbe de quantité d’ADN : découpe la courbe en paliers et en pentes ; un palier bas = G1 (Q), une montée = phase S, un palier haut = G2 et début de mitose (2Q), une chute brutale = séparation des chromatides (fin de mitose). Nomme chaque partie sur la courbe.
Activité d’intégration
Dans une pépinière de Njombé, un technicien multiplie des bananiers par culture de tissus : à partir d’un petit fragment de bourgeon, il obtient des centaines de plants tous identiques. Il observe au microscope que les cellules du fragment ont toutes 2n = 33 chromosomes.
Nomme le type de division cellulaire qui permet cette multiplication.
Explique, à l’aide de la réplication de l’ADN, pourquoi tous les plants ont les mêmes gènes.
Donne deux autres rôles de la mitose dans le corps humain.