Comprendre le schéma de la mitose en 3ᵉ : cours, méthode et exercices pour le brevet

La mitose : une division qui conserve l’information génétique

La mitose est une division cellulaire qui permet à une cellule de donner naissance à deux cellules filles. Elle intervient notamment lors de la croissance d’un organisme, du renouvellement de certaines cellules et de la réparation de tissus. Son résultat essentiel est la conservation de l’information génétique : les deux cellules filles reçoivent la même information génétique que la cellule mère. Elles possèdent donc les mêmes chromosomes, en même nombre et de même nature, sauf si une anomalie ou une mutation survient. La mitose concerne les cellules eucaryotes, c’est-à-dire des cellules dont l’ADN est habituellement contenu dans un noyau. Les bactéries ne réalisent pas de mitose : elles se multiplient par division binaire, selon un mécanisme différent. Ne mélange jamais ces deux phénomènes. Une mitose ne crée pas de diversité génétique entre les deux cellules produites ; elle copie et répartit une information déjà présente. Voilà l’idée directrice à garder pendant toute l’analyse d’un document.

Le vocabulaire à verrouiller

Avant la division : ce qui se passe pendant l’interphase

• L’interphase est la période qui précède la mitose. La cellule y grandit, fonctionne et prépare sa division.
• Avant la mitose, l’ADN est copié. Chaque chromosome est alors constitué de deux chromatides identiques reliées par un centromère.
• Dans un schéma simplifié, un chromosome dupliqué peut être représenté sous la forme d’un X. Cette forme ne suffit pas à identifier une étape de mitose : en fin d’interphase, l’ADN est déjà dupliqué.
• Pendant l’interphase, l’ADN n’est généralement pas condensé en chromosomes nettement visibles au microscope optique ; il forme de la chromatine dans un noyau délimité par une membrane nucléaire.
• Le nombre de chromosomes ne double pas lors de la duplication de l’ADN. Un chromosome à une chromatide et un chromosome à deux chromatides comptent chacun comme un seul chromosome, car ils possèdent chacun un centromère.
• Reste concentré sur ce repère : la duplication double la quantité d’ADN, tandis que la mitose répartit cette quantité entre deux cellules.

Règle de lecture d’un chromosome

Les étapes visibles sur un schéma de mitose

La mitose est souvent découpée en quatre étapes. Lors de la prophase, les chromosomes se condensent et deviennent visibles. Chaque chromosome possède encore deux chromatides. La membrane nucléaire disparaît progressivement et un dispositif de fibres se met en place dans la cellule. Lors de la métaphase, les chromosomes doubles s’alignent au centre de la cellule, sur le plan équatorial. La membrane nucléaire n’est plus visible. C’est cette organisation très nette, et non la seule forme en X, qui permet de reconnaître la métaphase. Lors de l’anaphase, les chromatides sœurs se séparent au niveau du centromère. Elles migrent vers les deux pôles opposés de la cellule ; chaque chromatide séparée est désormais un chromosome. Enfin, lors de la télophase, deux noyaux se reconstituent autour des deux lots de chromosomes. Les chromosomes se décondensent progressivement. La séparation du cytoplasme, appelée cytodiérèse, conduit alors à deux cellules filles distinctes. Selon le dessin observé, la télophase et la cytodiérèse peuvent être représentées ensemble. Sur une photographie, les limites entre étapes ne sont pas toujours nettes : tu dois donc justifier ton choix avec les indices réellement visibles.

Ton plan de jeu pour analyser un document

• Commence par identifier l’objet observé : une cellule, un noyau, des chromosomes ou plusieurs cellules en division.
• Cherche la membrane nucléaire. Sa présence indique un noyau constitué ; son absence est un indice d’entrée dans la mitose, mais ne suffit pas seule à nommer une étape.
• Observe l’état des chromosomes : condensés ou décondensés, doubles ou séparés, regroupés au centre ou répartis vers les pôles.
• Repère leur position. Un alignement central indique la métaphase ; deux groupes qui s’éloignent indiquent l’anaphase ; deux noyaux en reconstitution indiquent la télophase.
• Compare les deux futurs lots chromosomiques. Ils doivent contenir la même information génétique et le même nombre de chromosomes.
• Rédige une conclusion complète : nomme l’étape, cite au moins deux indices observables et relie-les à la règle scientifique.

Ne confonds pas chromosome et chromatide

Construire un schéma scientifique clair

Un schéma de mitose ne doit pas être décoratif : il doit montrer le mécanisme. Trace des contours simples et réguliers, puis représente les chromosomes de manière cohérente. Utilise le même symbole ou la même couleur pour suivre un chromosome et sa copie dans les différentes étapes. En prophase et en métaphase, dessine des chromosomes doubles. En anaphase, sépare les chromatides et place un lot équivalent vers chaque pôle. En télophase, dessine deux noyaux contenant des chromosomes identiques en nombre. Ajoute un titre précis, par exemple « Étapes d’une mitose dans une cellule ». Place des légendes horizontales, reliées par des traits à la structure désignée : membrane cellulaire, chromosome, chromatide si elle est distinguée, noyau ou membrane nucléaire. Une légende ne remplace pas une explication. Dans une réponse rédigée, tu dois dire ce que montre le schéma : la duplication préalable de l’ADN permet à chaque cellule fille de recevoir une copie complète de l’information génétique. Vérifie enfin la cohérence : si la cellule mère comporte deux types de chromosomes, chacun doit se retrouver dans chacune des deux cellules filles. C’est la finale : un dessin juste et une conclusion justifiée.