Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité SVT
Divisions cellulaires : cycle cellulaire, mitose et méiose
Chromosomes des eucaryotes (chromatides, centromère, homologues, condensation, caryotype), cycle cellulaire et quantité d’ADN, étapes de la mitose et fuseau de division, reproduction conforme et clone cellulaire, méiose et cellules haploïdes, durée des phases estimée par un comptage.
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Divisions cellulaires : cycle cellulaire, mitose et méiose
Durée : 120 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Spécialité SVT 1ʳᵉ
Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.
Exercice 1 – Mobiliser ses connaissances ★★
(6 pts)Répondez à chaque question par un texte structuré (introduction, développement organisé, conclusion). Un schéma légendé est attendu dans la première réponse.
- a)Expliquez comment, au cours d’un cycle cellulaire, une cellule eucaryote transmet la même information génétique à ses deux cellules filles. Appuyez-vous sur un schéma d’une cellule à 2n = 4 chromosomes en anaphase.
- b)Comparez la mitose et la méiose d’une cellule diploïde : nombre de divisions après la phase S, ce qui est séparé, cellules obtenues (nombre, ploïdie, information génétique) et rôle de chaque division.
Exercice 2 – Quatre cellules d’ail ★★
(6 pts)Document — L’ail a 2n = 16 chromosomes. Dans des préparations colorées de pointes de racine et d’anthères (partie de l’étamine qui produit le pollen), on observe quatre cellules.
| Cellule | Observation |
|---|---|
| W | deux lots de 16 chromosomes à une chromatide, qui s’écartent l’un de l’autre |
| X | 8 chromosomes condensés, à deux chromatides, tous différents, dispersés dans la cellule |
| Y | deux lots de 8 chromosomes à deux chromatides, qui s’écartent l’un de l’autre |
| Z | deux lots de 8 chromosomes à une chromatide, qui s’écartent l’un de l’autre |
- a)Identifiez la division et l’étape de la cellule W, en justifiant, et indiquez dans quel organe elle a pu être observée.
- b)Identifiez les cellules Y et Z en précisant, pour chacune, ce qui se sépare.
- c)Montrez que la cellule X est haploïde et situez-la dans la méiose ; comparez sa quantité d’ADN à celle d’une cellule en G1, notée Q.
- d)Rangez X, Y et Z dans l’ordre chronologique et indiquez le nombre, le nombre de chromosomes et la quantité d’ADN des cellules obtenues à la fin.
Exercice 3 – La racine d’un radis ★★★
(8 pts)Document 1 — Comptage dans une pointe de racine de radis, dont les cellules se divisent sans être synchronisées (valeurs choisies pour l’exercice).
| Interphase | Prophase | Métaphase | Anaphase | Télophase | Total |
|---|---|---|---|---|---|
| 920 | 44 | 12 | 8 | 16 | 1 000 |
Document 3 — Une cellule de cette racine est isolée et mise en culture ; elle et toutes ses descendantes se divisent toutes les 20 h.
Document 4 — Un élève affirme : « 92 % des cellules sont en interphase : la plupart des cellules de cette racine ne se divisent donc pas ».
- a)Calculez l’index mitotique de cette racine, puis la durée de la mitose. Énoncez l’hypothèse qui justifie ce calcul.
- b)Estimez la durée de la prophase et celle de l’anaphase, en minutes, puis expliquez pourquoi les cellules en anaphase sont les plus rares.
- c)Calculez le nombre de cellules obtenues au bout de 100 h de culture (document 3), puis justifiez qu’elles forment un clone.
- d)Calculez la durée de l’interphase, puis critiquez l’affirmation du document 4.
Bon courage !
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Corrigé et barème – Divisions cellulaires : cycle cellulaire, mitose et méiose
Durée : 120 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Spécialité SVT 1ʳᵉ
Exercice 1 – Mobiliser ses connaissances ★★
(6 pts)- a)Une cellule qui se divise suit un cycle : interphase (G1, S, G2) puis mitose. En G1, chaque chromosome a une chromatide (une molécule d’ADN, quantité Q). Pendant la phase S, chaque molécule d’ADN est copiée : chaque chromosome a alors deux chromatides sœurs identiques reliées au centromère (2Q). En G2, la cellule se prépare. Pendant la mitose, les chromosomes se condensent (prophase), s’alignent sur le plan équatorial (métaphase), puis le fuseau de microtubules sépare les chromatides sœurs, qui gagnent les pôles opposés (anaphase) ; deux noyaux se reforment (télophase) et le cytoplasme se partage (cytodiérèse). Schéma attendu : une cellule, deux pôles, fuseau, deux lots de 4 chromosomes à une chromatide (deux paires d’homologues de tailles différentes), légendes. Chaque cellule fille reçoit une chromatide de chaque chromosome : même nombre et même forme de chromosomes (même caryotype), même information génétique que la cellule mère, sauf rare erreur de copie. Conclusion : la mitose est une reproduction conforme ; des mitoses successives produisent un clone. (3)
- b)Mitose : une seule division après la phase S ; elle sépare les chromatides sœurs ; elle donne 2 cellules diploïdes (2n chromosomes à une chromatide, quantité Q), génétiquement identiques à la cellule mère ; rôle : croissance, renouvellement des cellules, formation d’un clone. Méiose : deux divisions successives après une seule phase S ; la division I sépare les chromosomes homologues (2n → n chromosomes à deux chromatides, Q), la division II sépare les chromatides sœurs (n chromosomes à une chromatide, Q/2) ; elle donne 4 cellules haploïdes, différentes de la cellule mère et entre elles ; rôle : formation des gamètes. Conclusion : la fécondation réunit deux gamètes haploïdes et rétablit la diploïdie ; l’alternance méiose-fécondation maintient le nombre de chromosomes de l’espèce. (3)
Piège — Écrire que la mitose sépare les chromosomes homologues : elle sépare les chromatides sœurs ; seule la division I de méiose sépare les homologues.
Exercice 2 – Quatre cellules d’ail ★★
(6 pts)- a)W : chaque lot compte 16 chromosomes = 2n, à une chromatide : ce sont des chromatides sœurs qui se séparent. C’est une anaphase de mitose (la cellule contient momentanément 32 chromosomes à une chromatide). Elle peut venir d’une pointe de racine, où les cellules se multiplient par mitose. (1,5)
- b)Y : lots de 8 = n chromosomes, mais encore à deux chromatides : ce sont les chromosomes homologues qui se séparent, c’est une anaphase de division I de méiose (division réductionnelle). Z : lots de 8 chromosomes à une chromatide : les chromatides sœurs se séparent dans une cellule déjà haploïde, c’est une anaphase de division II. Ces deux cellules viennent d’une anthère. (1,5)
- c)X a 8 chromosomes tous différents : un seul exemplaire de chaque chromosome, aucune paire, donc n = 8 : haploïde. Ses chromosomes ont encore deux chromatides : la division I est faite, pas la division II ; X est entre les deux divisions de la méiose. Quantité d’ADN : 2Q après la phase S, divisée par deux par la division I : Q, comme en G1, mais avec deux fois moins de chromosomes. (1,5)
- d)Ordre : Y → X → Z (division I, cellule entre les deux divisions, division II). À la fin : 4 cellules à 8 chromosomes à une chromatide, haploïdes, contenant chacune Q/2 d’ADN ; elles sont à l’origine des grains de pollen. (1,5)
Méthode — Pour identifier une division : compter les chromosomes d’un lot, compter leurs chromatides, comparer à 2n.
Exercice 3 – La racine d’un radis ★★★
(8 pts)- a)Cellules en mitose : 44 + 12 + 8 + 16 = 80 ; index mitotique : 80 ÷ 1 000 = 0,08, soit 8 %. Durée de la mitose ≈ 0,08 × 20 = 1,6 h, soit 1 h 36 min. Hypothèse : les cellules sont non synchronisées ; à un instant donné, la proportion de cellules dans une étape est à peu près égale à la fraction du cycle qu’occupe cette étape. (2)
- b)Prophase : 44 ÷ 1 000 × 20 = 0,88 h ; 0,88 × 60 = 52,8, soit environ 53 min. Anaphase : 8 ÷ 1 000 × 20 = 0,16 h ; 0,16 × 60 = 9,6, soit environ 10 min. L’anaphase est l’étape la plus brève de la mitose : comme le nombre de cellules observées dans une étape est proportionnel à sa durée, ce sont les cellules les plus rares. (2)
- c)100 ÷ 20 = 5 cycles ; l’effectif double à chaque cycle : 32 cellules. Elles sont toutes issues d’une même cellule par mitoses successives ; chaque mitose est précédée de la copie de l’ADN et donne à chaque cellule fille une chromatide de chaque chromosome : même caryotype, même information génétique. Ces cellules forment un clone (sauf rares mutations). (2)
- d)Interphase : 0,92 × 20 = 18,4 h (ou 20 − 1,6 = 18,4 h). L’affirmation est fausse : une cellule en interphase n’est pas forcément une cellule qui ne se divise pas ; elle peut être en G1, en S ou en G2 d’un cycle qui dure 20 h. Si 92 % des cellules sont en interphase, c’est parce que l’interphase occupe 92 % de la durée du cycle (18,4 h sur 20 h), alors que la mitose est brève. Le comptage ne permet donc pas de conclure que la plupart des cellules ne se divisent pas. (2)
Piège — Lire 0,16 h comme 16 min : on multiplie par 60, ce qui donne 9,6 min.
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Ce contrôle de spécialité SVT 1ʳᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Divisions cellulaires : cycle cellulaire, mitose et méiose » : 3 exercices, 120 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Mobiliser ses connaissances ★★/ 6 pts
- Exercice 2 — Quatre cellules d’ail ★★/ 6 pts
- Exercice 3 — La racine d’un radis ★★★/ 8 pts
Notions évaluées
Eucaryote, chromosome, ADN, histones, chromatide, chromatides sœurs, centromère, condensation, décondensation, chromatine, chromosomes homologues, diploïde, haploïde, 2n, n, caryotype, cycle cellulaire, interphase, phase G1, phase S, phase G2, mitose, quantité d’ADN, prophase, métaphase, plaque équatoriale, anaphase, télophase, cytodiérèse, fuseau de division, microtubules, colchicine, méristème, reproduction conforme, clone cellulaire, méiose, division réductionnelle, division I, division II, gamète, fécondation, culture synchronisée, cellules non synchronisées, index mitotique.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés.
- Se tester avec le QCM (24 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 120 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Divisions cellulaires : cycle cellulaire, mitose et méiose » ?
- 120 minutes pour 3 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 120 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de spécialité SVT de première ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Divisions cellulaires : cycle cellulaire, mitose et méiose » du programme officiel de spécialité SVT en première, soit : chromosomes, structures universelles des cellules eucaryotes ; chromosome à une ou deux chromatides, centromère ; alternance de condensation et de décondensation au cours du cycle ; cellules diploïdes et haploïdes, chromosomes homologues ; caryotype réalisé à l’aide d’un logiciel ; phases du cycle cellulaire G1, S, G2 et mitose ; duplication de chaque chromosome et quantité d’ADN ; mitose, ses étapes et le fuseau mitotique ; reproduction conforme et conservation du caryotype ; clone cellulaire ; méiose, deux divisions et quatre cellules haploïdes, fuseau méiotique ; observation de cellules en division au microscope ; exploitation de données pour caractériser les phases du cycle.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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