Mitose et Méiose : Cours Complet
Première spécialité SVT — Cycle cellulaire, division, brassage génétique et formation des gamètes
8. Méiose : division II
2. L'interphase
9. Brassage intrachromosomique
3. La mitose : vue d'ensemble
10. Brassage interchromosomique
4. Les 4 phases de la mitose
11. Comparaison mitose / méiose
5. La cytocinèse
12. Exercices types bac
6. La méiose : vue d'ensemble
13. Questions fréquentes
7. Méiose : division I (réductionnelle)
Le cycle cellulaire
Le cycle cellulaire est l'ensemble des étapes que traverse une cellule entre sa formation et sa division en deux cellules filles. Il comprend l'interphase (croissance et réplication) et la phase M (mitose + cytocinèse).
| Phase | Événement principal | Quantité ADN |
|---|---|---|
| G1 (Gap 1) | Croissance, synthèse de protéines | 2n (Q d'ADN) |
| S (Synthèse) | Réplication de l'ADN | 2n → 4n (Q double) |
| G2 (Gap 2) | Préparation à la division | 4n (Q d'ADN) |
| M (Mitose) | Séparation des chromosomes | 4n → 2n + 2n |
L'interphase
Pendant la phase S, chaque molécule d'ADN est répliquée fidèlement (réplication semi-conservative). Chaque chromosome passe d'1 chromatide à 2 chromatides sœurs reliées par le centromère.
Après S : chromosome = 2 chromatides sœurs (2 molécules ADN identiques)
En G1 : 6,4 pg (picogrammes) d'ADN = 2n chromosomes à 1 chromatide.
En G2 : 12,8 pg = 2n chromosomes à 2 chromatides. La quantité d'ADN a doublé.
La mitose : vue d'ensemble
La mitose est la division d'une cellule mère en 2 cellules filles génétiquement identiques entre elles et à la cellule mère. Elle assure :
• La croissance de l'organisme.
• Le renouvellement des cellules (peau, sang, intestin…).
• La réparation des tissus (cicatrisation).
Les 4 phases de la mitose
| Phase | Événements | Mnémotechnique |
|---|---|---|
| Prophase | Condensation des chromosomes (visibles). Disparition de l'enveloppe nucléaire. Formation du fuseau mitotique (fibres de tubuline) | Préparation |
| Métaphase | Chromosomes alignés au plan équatorial (plaque métaphasique). Chaque chromosome est attaché au fuseau par son centromère | Milieu |
| Anaphase | Séparation des chromatides sœurs qui migrent vers les pôles opposés. Les centromères se clivent, les fibres raccourcissent | Aller (migration) |
| Télophase | Décondensation des chromosomes. Reformation de l'enveloppe nucléaire autour de chaque lot. Disparition du fuseau | Terminal |
Les cellules en mitose sont visibles dans les méristèmes (extrémités de racines de poireaux ou d'oignons). Coloration au carmin acétique ou à l'orcéine → chromosomes rouges/violets. On peut compter les cellules à chaque phase et calculer l'indice mitotique.
La cytocinèse
Après la mitose (division du noyau), la cytocinèse divise le cytoplasme en deux cellules filles distinctes.
| Cellule animale | Cellule végétale |
|---|---|
| Anneau contractile d'actine → sillon de division qui étrangle la cellule | Plaque cellulaire (phragmoplaste) qui se forme au centre et grandit vers la périphérie |
La méiose : vue d'ensemble
La méiose produit des gamètes (cellules sexuelles : spermatozoïdes et ovules). Elle comprend 2 divisions successives à partir d'une cellule diploïde, produisant 4 cellules haploïdes génétiquement différentes.
→ Division II (équationnelle) → 4 cellules (n)
Méiose : division I (réductionnelle)
La division I sépare les chromosomes homologues (et non les chromatides sœurs). C'est la division réductionnelle : on passe de 2n à n.
| Phase | Événements |
|---|---|
| Prophase I | Condensation. Appariement des homologues en bivalents (tétrades). Crossing-over (échange de segments entre chromatides non-sœurs). Chiasmas visibles. Disparition enveloppe nucléaire |
| Métaphase I | Bivalents alignés au plan équatorial. Orientation aléatoire des homologues de chaque côté |
| Anaphase I | Séparation des chromosomes homologues (pas des chromatides !). Chaque pôle reçoit n chromosomes à 2 chromatides |
| Télophase I | Décondensation partielle. 2 cellules haploïdes (n chromosomes à 2 chromatides) |
Méiose : division II (équationnelle)
La division II ressemble à une mitose classique : elle sépare les chromatides sœurs. Pas de réplication entre les deux divisions.
| Phase | Événements |
|---|---|
| Prophase II | Condensation rapide, formation du fuseau |
| Métaphase II | n chromosomes à 2 chromatides alignés au plan équatorial |
| Anaphase II | Séparation des chromatides sœurs |
| Télophase II | 4 cellules haploïdes (n chromosomes à 1 chromatide) |
Spermatogenèse : 1 spermatocyte → 4 spermatozoïdes (tous fonctionnels).
Ovogenèse : 1 ovocyte → 1 ovule + 3 globules polaires (dégénèrent). Division inégale du cytoplasme pour conserver les réserves dans l'ovule.
Brassage intrachromosomique (crossing-over)
Pendant la prophase I, des segments d'ADN sont échangés entre chromatides non-sœurs des chromosomes homologues appariés. Cela crée des chromatides recombinées portant de nouvelles combinaisons d'allèles.
Homologue 2 : a b | C D (chromatides sœurs)
Après crossing-over :
A B | c D ← recombinée
a b | C d ← non recombinée… ou inversement
Brassage interchromosomique
En métaphase I, l'orientation des chromosomes homologues de chaque paire de part et d'autre du plan équatorial est aléatoire et indépendante d'une paire à l'autre.
Humain (n=23) : 2²³ = 8 388 608 combinaisons !
Paire 1 : chromosome A ou a. Paire 2 : chromosome B ou b.
4 combinaisons possibles : AB, Ab, aB, ab → 2² = 4 types de gamètes.
Comparaison mitose / méiose
| Critère | Mitose | Méiose |
|---|---|---|
| Nombre de divisions | 1 | 2 (I + II) |
| Cellules produites | 2 | 4 |
| Ploïdie des filles | 2n (diploïde) | n (haploïde) |
| Identité génétique | Identiques à la mère | Toutes différentes |
| Crossing-over | Non (rare et non fonctionnel) | Oui (prophase I) |
| Appariement des homologues | Non | Oui (prophase I) |
| Anaphase | Séparation des chromatides sœurs | I : homologues. II : chromatides |
| Rôle | Croissance, réparation | Formation des gamètes |
| Cellules concernées | Toutes les cellules somatiques | Cellules germinales uniquement |
| Brassage génétique | Non | Oui (inter + intrachromosomique) |
