Biologie
Mitose et méiose : différences, phases et 7 exercices
La mitose donne 2 cellules identiques (2n), la méiose 4 cellules différentes (n). Tu as des tableaux comparatifs, les phases dans l'ordre et 7 exercices corrigés.
Recommandé pour: 3e · Seconde
La mitose et la méiose sont les deux façons dont une cellule eucaryote se divise. En bref : la mitose donne 2 cellules filles identiques à la cellule mère (2n → 2n), alors que la méiose donne 4 cellules haploïdes différentes entre elles (2n → n) : les gamètes. La première sert à grandir et à réparer, la seconde à la reproduction sexuée.
Mitose et méiose : tableau comparatif
| Caractéristique | Mitose | Méiose |
|---|---|---|
| Où ? | Cellules somatiques | Cellules germinales (gonades) |
| Divisions | 1 | 2 (méiose I et II) |
| Cellules filles | 2 | 4 |
| Nombre de chromosomes | 2n (inchangé) | n (divisé par deux) |
| Identiques à la cellule mère ? | Oui | Non, génétiquement différentes |
| Appariement des homologues et crossing-over | Non | Oui, en prophase I |
| Rôle | Croissance, réparation, reproduction asexuée | Production des gamètes, diversité |
Les phases de la mitose
Avant de se diviser, la cellule traverse l’interphase (G1, S, G2) et duplique son ADN : chaque chromosome est alors formé de 2 chromatides sœurs. La mitose se déroule ensuite en quatre phases.
| Phase | Ce qui se passe |
|---|---|
| Prophase | Les chromosomes se condensent, l’enveloppe nucléaire se fragmente, le fuseau se forme |
| Métaphase | Les chromosomes s’alignent sur le plan équatorial |
| Anaphase | Les chromatides sœurs se séparent et migrent vers les pôles opposés |
| Télophase | Les deux noyaux se reforment et la cytocinèse sépare la cellule |
Les phases de la méiose
La méiose I est la division réductionnelle. En prophase I, les homologues s’apparient et le crossing-over a lieu ; en métaphase I, ils s’alignent par paires (bivalents) ; en anaphase I, ce sont les homologues qui se séparent, pas les chromatides. Les 2 cellules obtenues sont haploïdes, mais leurs chromosomes ont encore 2 chromatides.
La méiose II ressemble à une mitose, sans nouvelle réplication de l’ADN : en anaphase II, les chromatides sœurs se séparent et l’on obtient 4 cellules haploïdes dont les chromosomes n’ont plus qu’1 chromatide.
Combien de chromosomes et de chromatides ?
| Étape (cellule à 2n = 8) | Chromosomes | Chromatides |
|---|---|---|
| G1 | 8 | 8 |
| G2 / prophase | 8 | 16 |
| Fin de la mitose (chaque fille) | 8 | 8 |
| Fin de la méiose I (chaque cellule) | 4 | 8 |
| Fin de la méiose II (chaque cellule) | 4 | 4 |
Les erreurs les plus fréquentes
- Dire que la méiose I sépare les chromatides : elle sépare les chromosomes homologues ; les chromatides se séparent en méiose II.
- Croire que la cellule est encore diploïde après la méiose I : elle est haploïde, mais son ADN est encore dupliqué.
- Confondre chromosomes et chromatides : après la phase S, le nombre de chromosomes est le même, seul le nombre de chromatides change.
- Penser que la mitose donne des cellules différentes : sauf mutation, elles sont identiques à la cellule mère.
- Oublier que le crossing-over a lieu en prophase I et uniquement en méiose.
Pour revoir les organites et le noyau, lis le guide sur la cellule : structure et fonctions ; pour voir comment les allèles se répartissent dans les gamètes, poursuis avec les exercices corrigés sur les lois de Mendel. Ci-dessous, teste-toi sur la mitose et la méiose avec 7 exercices du plus facile au plus difficile, tous corrigés pas à pas.
Exercices corrigés
1. Une cellule somatique humaine (2n = 46) entre en prophase de mitose. Combien a-t-elle de chromosomes et de chromatides ? Combien de chromosomes aura chaque cellule fille à la fin ? base
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- Avant la mitose, la cellule a déjà dupliqué son ADN en phase S : le nombre de chromosomes ne change pas, mais chacun est formé de 2 chromatides sœurs.
- Chromosomes en prophase : 46.
- Chromatides en prophase : 46 × 2 = 92.
- En anaphase, les chromatides sœurs se séparent et chacune devient un chromosome à part entière : chaque pôle reçoit 46 chromosomes.
Réponse: En prophase : 46 chromosomes et 92 chromatides. Chaque cellule fille a 46 chromosomes (2n = 46), identiques à ceux de la cellule mère.
2. Remets dans l'ordre ces quatre observations au microscope et nomme la phase : (A) les chromosomes sont alignés sur le plan équatorial ; (B) l'enveloppe nucléaire se fragmente et le fuseau se forme ; (C) les chromatides sœurs migrent vers des pôles opposés ; (D) deux nouveaux noyaux se forment et la cellule s'étrangle en son milieu. base
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- La mitose suit toujours l'ordre prophase, métaphase, anaphase, télophase.
- (B) est la prophase : l'enveloppe nucléaire disparaît et le fuseau s'organise.
- (A) est la métaphase : les chromosomes s'alignent sur le plan équatorial.
- (C) est l'anaphase : les chromatides sœurs se séparent et sont tirées vers les pôles.
- (D) est la télophase avec cytocinèse : les noyaux se reforment et la cellule se divise en deux.
Réponse: Ordre B → A → C → D : prophase, métaphase, anaphase, télophase (avec cytocinèse).
3. Une cellule a 2n = 8 chromosomes. Pour chaque étape, donne le nombre de chromosomes et de chromatides : (a) phase G1 ; (b) phase G2 ; (c) chaque cellule fille à la fin de la mitose ; (d) chaque cellule à la fin de la méiose I ; (e) chaque cellule à la fin de la méiose II. intermedio
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- (a) En G1, l'ADN n'est pas encore dupliqué : 8 chromosomes à 1 chromatide, soit 8 chromatides.
- (b) En G2, l'ADN est dupliqué : toujours 8 chromosomes, mais à 2 chromatides, soit 16 chromatides.
- (c) La mitose sépare les chromatides sœurs : chaque fille a 8 chromosomes à 1 chromatide, soit 8 chromatides.
- (d) La méiose I sépare les chromosomes homologues (pas les chromatides) : chaque cellule a 4 chromosomes, encore à 2 chromatides, soit 8 chromatides.
- (e) La méiose II sépare les chromatides sœurs : chaque cellule finale a 4 chromosomes à 1 chromatide, soit 4 chromatides (n = 4).
Réponse: (a) 8 chromosomes / 8 chromatides ; (b) 8 / 16 ; (c) 8 / 8 ; (d) 4 / 8 ; (e) 4 / 4.
4. Un œuf fécondé subit 5 mitoses consécutives, toutes les cellules se divisant à chaque fois. (a) Combien de cellules obtient-on à la fin ? (b) Combien de spermatozoïdes se forment à partir de 50 spermatocytes I ? (c) Combien d'ovules matures se forment à partir de 50 ovocytes I ? intermedio
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- (a) Chaque mitose double le nombre de cellules : après 5 divisions, il y a 2⁵ = 32 cellules.
- (b) Chaque spermatocyte I achève la méiose et donne 4 spermatozoïdes : 50 × 4 = 200.
- (c) Chaque ovocyte I ne donne qu'un seul ovule fonctionnel : le cytoplasme se partage de façon très inégale et les autres cellules, les globules polaires, dégénèrent.
- Donc 50 ovocytes I produisent 50 ovules matures.
Réponse: (a) 32 cellules ; (b) 200 spermatozoïdes ; (c) 50 ovules (plus les globules polaires, qui dégénèrent).
5. Dans une cellule à 2n = 4, tu observes trois métaphases : (A) 4 chromosomes en file unique sur le plan équatorial ; (B) 2 paires de chromosomes homologues appariés sur le plan équatorial ; (C) 2 chromosomes en file unique sur le plan équatorial, chacun à deux chromatides. Identifie le type de division pour chacune. intermedio
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- Je compte d'abord les chromosomes : 2n = 4, donc une cellule diploïde en a 4 et une cellule haploïde en a 2.
- (A) 4 chromosomes en file unique : la cellule est diploïde et les chromosomes ne sont pas appariés, c'est donc la métaphase de la mitose.
- (B) les chromosomes homologues sont appariés (bivalents) : cela n'arrive qu'en métaphase I de la méiose.
- (C) seulement 2 chromosomes en file unique : la cellule est déjà haploïde (n = 2), c'est donc la métaphase II de la méiose.
Réponse: (A) métaphase de la mitose ; (B) métaphase I (méiose I) ; (C) métaphase II (méiose II).
6. Combien de combinaisons différentes de chromosomes un gamète humain (n = 23) peut-il avoir par le seul brassage interchromosomique, c'est-à-dire sans crossing-over ? Et combien de zygotes différents deux parents peuvent-ils produire ? avanzato
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- Chacune des 23 paires d'homologues s'oriente en métaphase I de deux façons équivalentes : chaque homologue peut aller à l'un ou l'autre pôle.
- Les choix sont indépendants, donc ils se multiplient : 2 × 2 × ... (23 fois) = 2²³.
- 2²³ = 8 388 608 gamètes différents par parent.
- Le zygote provient de deux gamètes : 2²³ × 2²³ = 2⁴⁶, soit environ 7,04 × 10¹³ combinaisons (plus de 70 000 milliards).
- Le crossing-over échange des segments entre homologues et augmente encore la diversité.
Réponse: Environ 8,4 millions de gamètes différents par parent (2²³ = 8 388 608) et environ 7,04 × 10¹³ zygotes possibles (2⁴⁶), sans compter le crossing-over.
7. Lors d'une méiose humaine, une non-disjonction de la paire de chromosomes 21 se produit. Combien de chromosomes ont les quatre gamètes si l'erreur survient (a) en méiose I ? (b) en méiose II, dans une seule des deux cellules ? Et que se passe-t-il si un gamète à 24 chromosomes est fécondé par un gamète normal ? avanzato
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- Non-disjonction = une paire ne se sépare pas. Un gamète normal a 23 chromosomes.
- (a) Erreur en méiose I : les deux homologues du 21 vont dans la même cellule. Cette cellule donnera 2 gamètes à 24 chromosomes ; l'autre, sans chromosome 21, donnera 2 gamètes à 22. Les 4 gamètes sont anormaux.
- (b) Erreur en méiose II dans une seule cellule : la cellule normale donne 2 gamètes à 23 ; l'autre donne 1 gamète à 24 (deux copies du 21) et 1 gamète à 22. Soit 2 normaux, 1 à 24 et 1 à 22.
- Un gamète à 24 plus un gamète normal à 23 donnent un zygote à 24 + 23 = 47 chromosomes, avec trois copies du chromosome 21.
Réponse: (a) 24, 24, 22, 22 ; (b) 23, 23, 24, 22. Gamète à 24 + gamète normal = 47 chromosomes : trisomie 21.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre la mitose et la méiose ?
La mitose est une seule division qui, à partir d'une cellule diploïde (2n), donne 2 cellules filles diploïdes et identiques : elle sert à la croissance et au renouvellement des tissus. La méiose comprend 2 divisions successives et donne, à partir d'une cellule diploïde, 4 cellules haploïdes (n) génétiquement différentes les unes des autres : les gamètes, c'est-à-dire spermatozoïdes et ovules. Seule la méiose présente l'appariement des homologues et le crossing-over.
Pourquoi la méiose divise-t-elle par deux le nombre de chromosomes ?
Parce qu'une seule réplication de l'ADN est suivie de deux divisions. En méiose I, les chromosomes homologues se séparent : on passe de 2n à n ; en méiose II, les chromatides sœurs se séparent, sans nouvelle réplication. À la fécondation, les deux gamètes (n + n) rétablissent le nombre 2n de l'espèce.
Quand a lieu le crossing-over ?
En prophase I de la méiose. Les chromosomes homologues s'apparient (synapse) et échangent des segments d'ADN au niveau des chiasmas. Il en résulte des chromosomes recombinés, qui mélangent les allèles reçus du père et de la mère.
La cellule est-elle haploïde ou diploïde après la méiose I ?
Elle est haploïde, car elle a n chromosomes. Cependant, chaque chromosome est encore formé de 2 chromatides sœurs, puisque les chromatides ne se séparent qu'en méiose II. Sa quantité d'ADN reste donc le double de celle d'un gamète.
Combien de cellules obtient-on avec la mitose et avec la méiose ?
La mitose donne 2 cellules et la méiose en donne 4. Lors de la spermatogenèse, les 4 deviennent des spermatozoïdes ; lors de l'ovogenèse, il ne se forme qu'un seul ovule fonctionnel, accompagné de globules polaires qui dégénèrent.