Notes de Biologie SBI3UA - Unité 1 (PDF)

SBI3UA Unité 1 : Fonctions cellulaires et continuité génétique 1.0 – La cellule 1.0.1. Représentation de la cellule animale 1.0.2. Représentation de la cellule végétale 1 SBI3UA 1.0.3. Les...

SBI3UA Unité 1 : Fonctions cellulaires et continuité génétique 1.0 – La cellule 1.0.1. Représentation de la cellule animale 1.0.2. Représentation de la cellule végétale 1 SBI3UA 1.0.3. Les organites et leurs fonctions La membrane cellulaire : Elle donne une structure à la cellule et contrôle l’entrée et la sortie de substanes. Le noyau : Il protège l’ADN et puisque cet ADN contrôle l’activité de la cellule, on dit que le noyau est le centre de commande de la cellule. La chromatine : C’est l’information génétique, ou l’ADN, qui est sous la forme d’un fil. Le nucléole : Il produit les ribosomes. Les ribosomes : Ils participent à la synthèse des protéines. Le réticulum endoplasmique (RE) : C’est une membrane qui origine de la membrane nucléaire et qui forme un réseau de sacs et tubes empilés. o Le RE lisse (fabrique des phospholipides et des vésicules) o Le RE rugueux (fabrique des protéines avec les ribosomes) L’appareil de Golgi : Il ressemble à un paquet de sacs aplatis mais n’est pas en continuité avec le noyau. Il est impliqué dans la modification des protéines et il produit les lysosomes. Les lysosomes : Il s’agit d’une vésicule contenant des enzymes digestives qui dégrade le matériel usé de la cellule. Présents seulement dans la cellule animale. Les mitochondries : Organite qui oxyde les sucres pour fournir de l’énergie à la cellule sous forme d’ATP (énergie). Les centrioles : Ils participent à la division cellulaire chez les cellules animales. Le cytoplasme : Ce n’est pas vraiment un organite mais plutôt une région, un espace à l’intérieur de la cellule (mais à l’extérieur du noyau) qui contient les organites. Différences entre la cellule végétale et animale Pour ce qui est de la cellule végétale, on observe quelques différences avec la cellule animale. En effet, la cellule végétale ne possède pas __________________ et de ________________ mais elle a toutefois… -La paroi cellulaire : Elle donne une rigidité à la cellule et possède des pores pour permettre les échanges de substances. -Les chloroplastes : Ils sont impliqués dans la photosynthèse (ils contiennent de la chlorophylle) et ils entreposent des sucres. 2 SBI3UA 1.1 – La mitose 1.1.1. À quoi sert la mitose? La mitose permet à un organisme de : ______________________________ (la mitose produit deux nouvelles cellules) _______________________________________________ (ex. : globules rouges) _______________________________________________ (ex. : coupure) 1.1.2. Définition de la mitose Transformation d'une cellule mère (via une simple division) en deux cellules filles ayant les mêmes chromosomes que la cellule mère. La mitose n’introduit pas de variabilité génétique chez les cellules descendantes. Elles sont des ___________________. La mitose est donc une _________________________ : les cellules filles sont égales à la cellule mère, du point de vue génétique. Un chromosome simple, dans une cellule en interphase Le même chromosome, double (répliqué) à l’interphase, avant la mitose Un chromosome simple à la fin de la division et au début de l’interphase suivante. 1.1.3. Le cycle cellulaire Le cycle cellulaire comprend essentiellement 3 étapes. Explique-les. (Haut de la p.163) 1. L’interphase : Cycle cellulaire 2. La mitose : interphase mitose 3. La cytocinèse : cytocinèse 3 SBI3UA Étape I : L’interphase L’interphase est une période active de la vie d’une cellule. i) Elle produit plusieurs réactions biochimiques ii) C’est la période la plus longue de la vie d’une cellule iii) Elle est en pleine croissance iv) Elle transcrit et réplique son ADN Chaque chromosome est répliqué en deux copies identiques qu’on appelle : ___________________________________. Les chromatides demeurent liées par le _______________________. Les copies se sépareront pendant la mitose et chaque copie migrera dans une cellule. Étape II : La mitose Après l’interphase, la cellule passe en mitose. Celle-ci se divise en 4 étapes : 1. La prophase 2. La métaphase 3. L’anaphase 4. La télophase 1: Prophase i) La chromatine se condense en ____________________ «visibles». ii) Les chromosomes sont déjà répliqués. iii) Les nucléoles et la membrane nucléaire disparaissent. iv) les centrioles se dirigent vers des pôles opposés et produisent des ___________________________________ entre eux. 2: Métaphase i) les chromosomes s’attachent aux fibres fusoriales par le _____________________. ii) les chromatides se déplacent au________________ de la cellule. iii) chaque chromatide est reliée par des fibres fusoriales à des pôles opposés. 4 SBI3UA 3: Anaphase i) les microtubules (fibres fusoriales) se contractent. ii) Chaque centromère se __________________________ iii) Chaque chromatide sœur se ______________________ (les chromatides se dirigent vers les pôles opposés) 4: Télophase i) les chromatides deviennent des chromosomes non dupliqués. ii) les chromosomes redeviennent de la ______________________. iii) les fibres fusoriales se _________________________________. iv) Formation de __________________________ autour de chaque nouvel ensemble de chromosomes; et un nucléole se forme dans chaque nouveau noyau. **Voir la p.164-165 pour des explications supplémentaires au besoin Étape III : La cytocinèse (division du cytoplasme) Le cytoplasme, et ses organites, se divise en deux parties à peu près égales. Nous nous retrouvons avec 2 cellules génétiquement __________________________! Du pourtour vers le centre grâce à un anneau de Du centre vers la périphérie grâce à une plaque filaments contractiles. cellulaire issue de vésicules Golgiennes. 5 SBI3UA QUESTIONS DE DEVOIRS 1.1: (Rappel : celles-ci sont à faire dans un cahier de devoirs que je ramasserai à l’évaluation sommative) p.166. N1, 2, 6 + 1. Comment les cellules filles formées à la suite de la division cellulaire se comparent-elles génétiquement à la cellule mère? 2. Quel est le lien entre le cancer et le cycle cellulaire? 3. D’après toi, le rythme de la division cellulaire est-il plus élevé chez un adulte ou un enfant? Explique. 4. Tu es un chromosome dans une cellule en processus de mitose. Décris les événements que tu vis. 5. Nomme 3 exemples de fonctions de la mitose. 1.2 – Méiose 1.2.1. La méiose est une division cellulaire réductionnelle. Ø Chaque cellule somatique de l’humain possède _____ chromosomes, ou ____ paires de chromosomes homologues. On dit qu’il s’agit du nombre diploïde de chromosomes (2n). Ø Après la méiose, on obtient des cellules sexuelles de _____ chromosomes non appariés. On dit qu’il s’agit du nombre haploïde de chromosomes (n) Ø Donc si n = 23, 2n = _____ Ø Le nombre de chromosomes a diminué dans les cellules. C’est en ce sens qu’on dit que la division est réductionnelle. Chez… Les animaux : La méiose a lieu dans les gonades mâles (testicules) et gonades femelles (ovaires). Les cellules produites sont les _______________ (spermatozoïdes et ovules) ou cellules sexuelles ou cellules reproductrices. Les végétaux : La méiose a lieu dans les fleurs mâle (étamine) et femelle (pistil). Les cellules produites sont les ______________. Elles se développeront par mitose et produiront les gamètes mâles et femelles. 6 SBI3UA 1.2.2. La méiose La méiose est un long processus (plusieurs jours plutôt que quelques heures pour la mitose). Elle se fait en deux étapes : la division 1 et la division 2 (voir schéma de la p.173) Division 1 Division 2 Ø Prophase 1 Ø Prophase 2 Ø Métaphase 1 Ø Métaphase 2 Ø Anaphase 1 Ø Anaphase 2 Ø Télophase 1 Ø Télophase 2 Interphase Durant l’interphase, le centrosome, les centrioles et les chromosomes se _____________________________. Le matériel génétique apparaît sous forme de __________________, même lorsque les chromosomes se sont répliqués en chromatides sœurs. Division 1 Prophase 1 i. Les chromosomes dupliqués se condensent. ii. Disparition de la membrane nucléaire et du nucléole. iii. Les chromosomes homologues s’associent pour former des ______________________________. iv. Phénomène d’enjambement (p.177): _________________________ ________________________________________________________. v. Déplacement des centrioles et apparition des fibres de microtubules. Métaphase 1 i. Les tétrades (paire de chromosome homologues) s’alignent au centre de la cellule (plaque équatorial) guidés par les fibres de microtubules qui sont attachées aux centromères. ii. C’est le hasard qui détermine lequel des deux chromosomes homologues se place d’un côté ou l’autre du centre de la cellule. Anaphase 1 i. Les paires homologues de chaque tétrade se séparent et se déplacent vers les côtés opposés de la cellule. ii. Contrairement à ce qui se passe pendant la mitose, le centromère ne se divise pas: les chromatides sœurs restent attachées. 7 SBI3UA Télophase 1 i. Reformation des enveloppes nucléaires et réapparition de la chromatine. ii. À la fin de cette étape, il y a cytocinèse. Il n’y a toutefois pas de réplication de l’ADN entre les deux divisions de la méiose. Division 2 Prophase 2 i. Chez les organismes ayant eu une cytocinèse et une interphase, les chromosomes doivent se condenser à nouveau. ii. Les deux centrioles de chacune des nouvelles cellules s’écartent l’un de l’autre et les fibres de microtubules se forment. Métaphase 2 i. Les chromosomes se déplacent vers l’équateur de la cellule. ii. Les fibres de microtubules s’attachent aux chromosomes. Anaphase 2 i. Les centromères se _______________ (comme anaphase de la mitose). ii. Les chromatides sœurs deviennent des chromosomes distincts. iii. Ces chromosomes se déplacent vers des côtés opposés du fuseau. Télophase 2 i. Quatre noyaux haploïdes (n) sont formés. ii. On prépare la cytocinèse. iii. Les chromosomes redeviennent de la ________________________. iv. Nous nous retrouvons avec 4 cellules sexuelles génétiquement _______________________! 8 SBI3UA 1.2.3. - Comparaison de la mitose et de la méiose *Voir la p.174 pour un tableau surplus Mitose Cellules filles sont génétiquement _____________________ à la cellule mère Produit 2 cellules __________________ (2n) Pas d’enjambement, pas de tétrades. À l’anaphase, les chromatides sœurs vont aux pôles pour former un chromosome. Processus qui a lieu dans la division des cellules somatiques Méiose Cellules-filles ne sont __________________________ à la cellule-mère Produit 4 cellules ___________________ (n) Formation de tétrade et enjambement pour créer une ______________ dans les cellules produites. À l’anaphase 1, les chromosomes homologues vont aux pôles. À l’anaphase II, les __________________________________vont aux pôles. Processus pour produire des cellules sexuelles. 1.2.4. La formation des gamètes chez les animaux. (p.175-176) QUESTIONS DE DEVOIRS 1.2 (Rappel : celles-ci sont à faire dans un cahier de devoirs que je ramasserai à l’évaluation sommative) p.174 N7, 8, 9, 10, 11 p.178 N13, 16 p.183 N1, 2, 3, 5, 6, 9