Chapitre 8 : La division cellulaire et la formation des gamètes

Introduction :
Poly caryotype de différentes cellules.
Ce document nous indique que toutes les cellules du corps contiennent 46 chromosomes.
Ainsi avant division une cellule contient 46 chromosomes, si celle-ci se divise en 2 cellules, les cellules filles ainsi obtenues contiennent encore 46 chromosomes.

Problème : Comment la quantité de chromosomes dans les cellules issues d'une division peut-elle être conservée ?

1- La transmission des chromosomes lors de la division cellulaire : La mitose.

Hypothèses :
- La quantité de chromosomes est multipliée par 2 avant la division.

Vérification :
Poly : Graphique quantité de matériel génétique avant pendant et après une division. (77 Ko en pdf)

Avec ce graphique on observe que la quantité de matériel génétique est doublée dans une cellule avant sa division.De plus on observe que les chromosomes changent d'aspect, en effet avant la division il ne possède qu'un filament ( une chromatide ), puis 2 filaments juste avant la division.

Photo légendée d'un chromosome avant la division

Conclusion partielle : l'hypothèse est partiellement vérifiée, la quantité de matériel génétique est multipliée par 2 avant la division, on passe d'un chromosome à une chromatide, à un chromosome à 2 chromatides.

Remarque : Dans les caryotypes, on observe des chromosomes à 2 chromatides. En effet on les obtient en photographiant les chromosomes avant la division.

Vérification : Poly photos de chromosomes avant, pendant et après la division (136 Ko en pdf)

Sous la photo B, on observe 1 lot de chromosomes à 2 chromatides, sur la photo C, on observe 2 lots de chromosomes à 1 chromatide. Entre ces 2 photos, les chromatides se sont séparées au niveau du centromère.

Animation flash dessin d'une division en partant d'une cellule en interphase à 2 paires de chromosomes (64 Ko)

Conclusion : la division d'une cellule se caractérise par la duplication (multiplication par 2) des chromatides de chacun des 46 chromosomes, on observe alors des chromosomes à 2 chromatides. Avant la division, ceux-ci se réunissent sur le plan équatoriale de la cellule, puis on observe la séparation de ces chromatides au niveau des centromères dans chacune des cellules filles formées. Celles-ci recevant donc 23 paires de chromosomes identiques à ceux de la cellule initiale.

Observation :poly caryotype de gamètes. (65 Ko en pdf)

Dans ces caryotypes il n'y a que 23 chromosomes, soit 2 fois moins que dans les autres cellules, néanmoins on remarque que ce n'est pas une répartition hasardeuse, en effet on trouve dans ces caryotypes un représentant de chacune des paires de chromosomes.
Cette quantité de chromosome est normale,en effet un spermatozoïde et un ovule apporte chacun un lot de 23 chromosomes, la fécondation rétablit donc la bonne quantité de chromosomes.

Bilan : Les gamètes contiennent 23 chromosomes, la fécondation rétablit le nombre de chromosome de l'espèce.

Problème : Comment obtient-on des gamètes à 23 chromosomes ?

2- La formation des gamètes ,une 1ère loterie génétique : La méiose.

Hypothèses :
- Les chromosomes d'une même paire se séparent dans 2 cellules différentes.

Vérification :
Document mécanisme de division à l'origine des gamètes : La méiose

On observe que ce mécanisme présente des similitudes avec la mitose. Le démarrage reste le même, les chromosomes se dupliquent, mais ensuite on observe 2 étapes. Dans un premier temps, les paires de chromosomes se séparent, et la cellule se divise en 2, chacune des cellules formées contiennent donc alors 23 chromosomes à 2 chromatides. Dans un second temps, ce sont les chromatides qui se séparent dans des cellules distinctes ( comme dans la mitose ). On obtient donc en fin de division 4 cellules contenant 23 chromosomes à 1 chromatide.

-Essayons de dessinez la division à l'origine des gamètes, en prenant une cellule contenant 4 chromosomes (2 paires), et 4 allèles différents.

Animation flash la méiose (76 Ko)

Conclusion : Au cours de sa formation, chaque gamète reçoit au hasard un chromosome de chaque paire soit 23 chromosomes. Les gamètes produits par un individu sont génétiquement différents.