Mitose et méiose : exercices corrigés de SVT en Première

Situation A : la cellule donne deux cellules filles identiques à elle-même, ce qui caractérise la mitose. Un tissu en croissance ou en renouvellement se divise ainsi.²

Situation B : une cellule diploïde qui donne quatre cellules haploïdes dans un testicule, c'est la méiose, qui produit les gamètes dans les testicules et les ovaires.²³

Situation C : renouvellement de tissu et répartition identique des chromosomes entre les deux cellules filles, c'est la mitose.²

Situation D : des cellules filles qui ne contiennent chacune qu'une moitié du stock génétique de la cellule mère correspondent à la méiose.²

Écris la relation entre les deux notations : une cellule diploïde possède $2n$ chromosomes, une cellule haploïde en possède $n$.²

Ici $2n = 8$, donc $n = 8 \div 2 = 4$.

À la fin de la méiose, chaque cellule fille contient donc 4 chromosomes. Ce sont des cellules haploïdes, car leur stock chromosomique a été divisé par deux.²

Une méiose transforme une cellule diploïde en quatre cellules haploïdes.³

Dans un testicule, ces cellules haploïdes donnent les gamètes mâles, ou spermatozoïdes.²

Total : $25 \times 4 = 100$ cellules haploïdes.

Une mitose donne deux cellules filles à partir d'une cellule mère : le nombre de cellules est multiplié par 2 à chaque génération.²

Après 5 générations : $2^5 = 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 32$ cellules.

La mitose assure une répartition identique des chromosomes entre les deux cellules filles, qui ressemblent à la cellule mère, la taille mise à part. Les 32 cellules ont donc toutes la même information chromosomique.²

La réplication de l'ADN a lieu pendant l'interphase et double la quantité d'ADN : $2 \times 2 = 4$ u.a.³⁴

Mitose : une seule division répartit cette quantité entre deux cellules filles, qui reçoivent chacune $4 \div 2 = 2$ u.a., soit la quantité de départ. La cellule fille est identique à la cellule mère.²

Méiose : il n'y a qu'une seule réplication pour deux divisions successives.⁵

Après la première division, les deux cellules ont chacune $4 \div 2 = 2$ u.a.

Après la seconde division, on obtient quatre cellules qui ont chacune $2 \div 2 = 1$ u.a. La quantité d'ADN a été divisée par deux par rapport à la cellule de départ, comme le nombre de chromosomes.⁵

La cellule-œuf rassemble les chromosomes de l'ovule et ceux du spermatozoïde : $6 + 6 = 12$ chromosomes.³

Elle possède un jeu complet de chromosomes, soit $2n$ : elle est diploïde.³

Les cellules du corps de l'individu proviennent de cette cellule par mitoses, qui répartissent les chromosomes de façon identique entre cellules filles.²

Les cellules du corps ont donc elles aussi $2n = 12$ chromosomes.

Chez la femelle, après la première division un des deux noyaux est expulsé dans un globule polaire, et il en est de même pour un des noyaux de la seconde division : des quatre cellules produites, une seule subsiste pour devenir le gamète femelle.⁵

Gamètes femelles : $40 \times 1 = 40$.

Chez le mâle, chaque cellule diploïde forme quatre gamètes haploïdes : $40 \times 4 = 160$ gamètes mâles.³

Différence : $160 - 40 = 120$.

La mitose conduit à deux cellules filles qui reproduisent la cellule mère, la taille mise à part.² Un gamète produit par mitose posséderait donc 8 chromosomes.

La cellule-œuf de la première génération recevrait 8 chromosomes de chaque gamète : $8 + 8 = 16$ chromosomes.³

Les cellules de cet individu auraient donc 16 chromosomes. Ses gamètes, produits par mitose, en contiendraient 16, et la cellule-œuf suivante en aurait $16 + 16 = 32$.

À la troisième génération, le nombre serait $8 \times 2^3 = 64$ chromosomes : il doublerait à chaque génération.

Pour que le nombre de chromosomes reste constant, les gamètes doivent en contenir la moitié. C'est le rôle de la méiose, qui préserve le nombre de chromosomes de l'espèce, tandis que la fécondation le rétablit.⁵³

Affirmation 1 : « deux mitoses qui se suivent ». Cette image est une simplification : la méiose enchaîne bien deux divisions, mais la première, dite réductionnelle, divise par deux le nombre de chromosomes, ce qu'aucune mitose ne fait.³ De plus, la première prophase comprend l'appariement des chromosomes homologues et des échanges entre chromosomes, ce qui n'a pas d'équivalent dans la mitose.³

Affirmation 2 : « quatre cellules identiques à la cellule de départ ». Faux : les cellules obtenues sont haploïdes, avec la moitié du stock génétique de la cellule mère, alors que seule la mitose donne des cellules identiques à la cellule mère.²

Affirmation 3 : « l'ADN est répliqué avant chaque division ». Faux : les chromosomes ne subissent qu'une seule duplication pour les deux divisions de la méiose.⁵

Affirmation 4 : « une cellule haploïde peut faire une méiose ». Faux : seules les cellules diploïdes peuvent subir la méiose, les cellules haploïdes ne peuvent subir que la mitose.⁴

Bilan corrigé : « La méiose est un enchaînement de deux divisions avec une seule réplication de l'ADN. Elle transforme une cellule diploïde (2n) en quatre cellules haploïdes (n) qui ne sont pas identiques à la cellule de départ. Seules des cellules diploïdes peuvent la subir. »⁵