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title: "Le cycle cellulaire et la mitose"
book: "Biologie du lycée"
subject: biology
language: fr
chapter: 12
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose
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# Chapitre 12 — Le cycle cellulaire et la mitose

Écrasez sous une lamelle l’extrémité d’une racine d’oignon, colorez-la et regardez : parmi des centaines de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tranquilles à [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) rond, quelques-unes montrent autre chose — des bâtonnets sombres en forme de X rassemblés au milieu de la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), ou deux lots de bâtonnets écartés vers les extrémités, ou deux petits [noyaux](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) avec une paroi qui se forme entre eux. Vous observez des divisions cellulaires saisies à des moments différents, dans un tissu qui croît d’un millimètre par jour. Chacune de ces divisions remet deux lots complets et identiques de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) à deux [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) filles. Ce chapitre suit une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) sur un cycle entier, et examine de près l’heure pendant laquelle les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) sont répartis.

## 12.1 Le cycle cellulaire

**Définition 12.1 (Cycle cellulaire).**

Le *cycle cellulaire* est la suite des événements qui vont de la naissance d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), par division, à sa propre division en deux. Il comprend l’*interphase*, pendant laquelle la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) croît et copie son [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), et la *phase M*, pendant laquelle le [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) se divise (la *mitose*) puis le [cytoplasme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) (la *cytodiérèse*). L’interphase compte trois parties : $\mathrm{G_1}$ (croissance), S ([réplication de l’ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/11-la-replication-de-ladn#def-g11-dna-replication-replication), [Chapitre 11](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/11-la-replication-de-ladn#ch-g11-dna-replication)) et $\mathrm{G_2}$ (préparation de la division).

![Le cycle cellulaire d’une cellule humaine en division ordinaire, environ 24 heures. L’interphase (G_1, S, G_2) en occupe 23 ; la division elle-même, une seule. Beaucoup de cellules quittent le cycle après G_1 et ne se divisent plus jamais.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cell-cycle-mitosis/fig-3e589fce0c0c.svg)

*Le [cycle cellulaire](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) humaine en division ordinaire, environ 24 heures. L’interphase ($\mathrm{G_1}$, S, $\mathrm{G_2}$) en occupe 23 ; la division elle-même, une seule. Beaucoup de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) quittent le cycle après $\mathrm{G_1}$ et ne se divisent plus jamais.*

**Proposition 12.2 (L’ADN au fil du cycle).**

Appelons $q$ la quantité d’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) d’un [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) juste après la division. Elle reste à $q$ pendant $\mathrm{G_1}$, monte régulièrement jusqu’à $2q$ pendant S à mesure que les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) sont copiés, reste à $2q$ pendant $\mathrm{G_2}$ et la première partie de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle), et retombe à $q$ dans chaque [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) fille à la fin de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle). Le nombre de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) ne change pas pendant S : chaque [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) est copié en deux *[chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome)* identiques réunies au niveau de leur *[centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome)*, et il ne se sépare en deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) que pendant la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle).

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![Quantité d’ADN d’un noyau au cours de deux cycles successifs de 24 heures. Elle double pendant S et se divise par deux à la fin de la mitose ; une cellule fille repart toujours de q.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cell-cycle-mitosis/fig-4851d2d0f885.svg)

*Quantité d’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) d’un [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) au cours de deux cycles successifs de 24 heures. Elle double pendant S et se divise par deux à la fin de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) ; une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille repart toujours de $q$.*

**Exemple 12.3 (Lire la courbe).**

Une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) mesurée à $2q$ peut être en $\mathrm{G_2}$ ou en début de [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) ; à $1.5q$, elle est certainement en S, à mi-chemin de la réplication ; à $q$, elle est en $\mathrm{G_1}$ — ou elle a quitté le cycle pour de bon, comme un neurone ou une fibre musculaire, qui restent à $q$ toute leur vie. Un tissu dont toutes les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) sont à $q$ est un tissu qui a cessé de se diviser.

## 12.2 Les chromosomes, vus

**Définition 12.4 (Chromosome, chromatide, caryotype).**

Un *chromosome* est une molécule d’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) avec ses [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) d’empaquetage. Entre deux divisions, c’est un fil lâche et invisible ; au début de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle), il s’enroule en un bâtonnet compact visible au microscope optique. Après réplication, chaque chromosome est fait de deux *chromatides* identiques, réunies au *centromère* : la forme en X bien connue. Le *caryotype* d’une [espèce](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/5-la-biodiversite-a-toutes-les-echelles#def-g10-biodiversity-scales-species) est l’ensemble complet de ses [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), photographiés en métaphase et rangés par paires selon leur taille : une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) humaine en a 46, en 23 paires, les membres d’une paire étant *homologues* — mêmes [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) aux mêmes positions, un de chaque parent.

![Un caryotype humain, schématiquement : les 22 paires de chromosomes ordinaires numérotées par taille décroissante, puis les chromosomes sexuels — X et Y ici, donc un homme. Chaque chromosome est dessiné avec ses deux chromatides, le centromère en rouge.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cell-cycle-mitosis/fig-69290c06c853.svg)

*Un [caryotype](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) humain, schématiquement : les 22 paires de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) ordinaires numérotées par taille décroissante, puis les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) sexuels — X et Y ici, donc un homme. Chaque [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) est dessiné avec ses deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome), le [centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) en rouge.*

![Un chromosome au fil du cycle. La réplication en fait deux chromatides réunies au centromère ; l’anaphase les sépare en deux chromosomes à une chromatide, un pour chaque cellule fille. Le nombre de chromosomes ne change qu’à l’anaphase.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cell-cycle-mitosis/fig-37e25ebb8208.svg)

*Un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) au fil du cycle. La réplication en fait deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) réunies au [centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ; l’anaphase les sépare en deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome), un pour chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille. Le nombre de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) ne change qu’à l’anaphase.*

## 12.3 La mitose, étape par étape

**Proposition 12.5 (Les quatre stades de la mitose).**

La [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) est un mouvement continu, que l’on décrit en quatre stades.

1. La *prophase* : les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) se condensent en bâtonnets visibles à deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ; l’enveloppe nucléaire se rompt ; un *fuseau* de fibres protéiques se forme entre les deux pôles de la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) .
2. La *métaphase* : les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , attachés aux fibres du fuseau par leur [centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) , s’alignent sur le plan équatorial de la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) .
3. L’ *anaphase* : les [centromères](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) se clivent ; les deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) de chaque [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) , devenues deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , sont tirées vers les pôles opposés par les fibres qui se raccourcissent.
4. La *télophase* : une enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot ; les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) se déroulent. La cytodiérèse partage ensuite le [cytoplasme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) — par étranglement chez les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) animales, par construction d’une paroi neuve chez les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) végétales.

Chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille reçoit une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) de chaque [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) : le même nombre de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) que la mère, portant le même [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information).

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![Mitose d’une cellule à deux chromosomes (2n = 2), chacun déjà fait de deux chromatides. Prophase : condensation, enveloppe disparue. Métaphase : alignement sur l’équateur, centromères attachés au fuseau. Anaphase : chromatides tirées vers les pôles. Télophase : deux noyaux se reforment et la cellule se divise.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cell-cycle-mitosis/fig-de09f53517f6.svg)

*[Mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) à deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) ($2n = 2$), chacun déjà fait de deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome). Prophase : condensation, enveloppe disparue. Métaphase : alignement sur l’équateur, [centromères](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) attachés au fuseau. Anaphase : [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) tirées vers les pôles. Télophase : deux [noyaux](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) se reforment et la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) se divise.*

![Un écrasement d’apex de racine d’oignon au microscope optique. La plupart des cellules sont en interphase ; quelques-unes montrent des chromosomes condensés à différents stades de la mitose. Compter la proportion de chaque stade mesure la durée de chacun.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cell-cycle-mitosis/img-bc7e1bcba8f5.jpg)

*Un écrasement d’apex de racine d’oignon au microscope optique. La plupart des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) sont en interphase ; quelques-unes montrent des [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) condensés à différents stades de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle). Compter la proportion de chaque stade mesure la durée de chacun.*

**Exemple 12.6 (Compter dans l’apex racinaire).**

Sur 600 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) comptées dans un apex de racine, 540 sont en interphase et 60 en [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) : un *index mitotique* de 10 %. Si le cycle dure 20 heures, la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) dure environ $0.10 \times 20 = 2\,\mathrm{h}$ ; et si 36 des 60 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en division sont en prophase, la prophase occupe $36/60$ de ces deux heures, soit quelque 72 minutes, tandis que l’anaphase, vue dans 4 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) seulement, dure environ 8 minutes. Le stade le plus rare est le plus rapide.

**Méthode 12.7 (Compter chromosomes et chromatides).**

Pour une [espèce](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/5-la-biodiversite-a-toutes-les-echelles#def-g10-biodiversity-scales-species) à $2n$ [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) :

1. en $\mathrm{G_1}$ : $2n$ [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) chacun, [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) $q$ ;
2. après S, pendant $\mathrm{G_2}$ , la prophase et la métaphase : $2n$ [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , à deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) chacun ( $4n$ [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ), [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) $2q$ ;
3. à partir de l’anaphase : $4n$ [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) dans la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) , $2n$ allant vers chaque pôle ;
4. dans chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille : $2n$ [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) chacun, [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) $q$ .

Une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) devient un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) à l’instant où son [centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) se clive.

**Exemple 12.8 (Les nombres humains).**

Une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) humaine en métaphase détient 46 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) et 92 [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ; en anaphase, 92 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), dont 46 vers chaque pôle ; chaque fille, 46 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) chacun, contenant exactement l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) que la mère avait au début de son cycle.

## 12.4 À quoi sert la mitose

**Proposition 12.9 (La conformité et ses usages).**

Parce que la réplication est fidèle et que la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) répartit exactement les [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome), chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’un corps pluricellulaire porte la même [information génétique](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) que la cellule-œuf dont elle descend. La [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) est le mécanisme de la croissance (l’embryon, l’apex racinaire), du renouvellement (peau, paroi intestinale, sang : la seule moelle osseuse fabrique quelque $2 \times 10^{11}$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) par jour) et de la réparation (la cicatrisation) ; chez les eucaryotes unicellulaires, c’est la reproduction elle-même. Son contrôle — la décision d’entrer dans le cycle, les vérifications avant S et avant l’anaphase — fait l’objet du [Chapitre 17](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/17-atteintes-du-genome-et-cancer#ch-g11-cancer).

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

**Remarque 12.10 (Tout ne se divise pas).**

La plupart des neurones et des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du muscle cardiaque quittent le cycle dans la petite enfance et n’y rentrent jamais : les dommages qu’ils subissent ne sont pas réparés par division, et c’est pourquoi une lésion de la moelle épinière ou un infarctus laisse une perte durable. Les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du foie se reposent en $\mathrm{G_1}$ pendant des mois mais rentrent dans le cycle quand on retire une partie du foie, et font repousser l’organe en quelques semaines. Quelles [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) ont le droit de se diviser, et quand, est l’une des régulations les plus strictes du corps.

## 12.5 Exercices

**Exercice 12.1 ★.**

Nommer les quatre phases du [cycle cellulaire](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) et dire ce qui se passe dans chacune.

**Solution de Exercice 12.1.**

$\mathrm{G_1}$ : croissance ; S : [réplication de l’ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/11-la-replication-de-ladn#def-g11-dna-replication-replication) ; $\mathrm{G_2}$ : préparation de la division ; M : [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) (division du [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle)) et cytodiérèse (division du [cytoplasme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell)).

**Exercice 12.2 ★.**

Définir [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) et [centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome). Quand un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) a-t-il deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ?

**Solution de Exercice 12.2.**

Une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) est l’une des deux copies identiques d’un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) répliqué ; le [centromère](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) est la région où les deux sont maintenues ensemble. Un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) a deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) de la fin de la phase S jusqu’à l’anaphase.

**Exercice 12.3 ★.**

Citer les quatre stades de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) avec un événement clé pour chacun.

**Solution de Exercice 12.3.**

Prophase : les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) se condensent, l’enveloppe nucléaire se rompt. Métaphase : les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) s’alignent sur l’équateur. Anaphase : les [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) se séparent et gagnent les pôles. Télophase : les enveloppes nucléaires se reforment, puis vient la cytodiérèse.

**Exercice 12.4 ★.**

Un [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) contient $1.5q$ d’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information). Dans quelle phase la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) est-elle ?

**Solution de Exercice 12.4.**

En phase S, à mi-chemin de la réplication.

**Exercice 12.5 ★.**

Combien de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), et combien de [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome), une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) humaine a-t-elle en $\mathrm{G_2}$ ?

**Solution de Exercice 12.5.**

46 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), 92 [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome).

**Exercice 12.6 ★★.**

D’après la figure de la quantité d’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), donner la durée de chaque phase et dire dans quelles phases on trouverait une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) à $2q$.

**Solution de Exercice 12.6.**

$\mathrm{G_1}$ $11\,\mathrm{h}$, S $8\,\mathrm{h}$, $\mathrm{G_2}$ $4\,\mathrm{h}$, M $1\,\mathrm{h}$. Une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) à $2q$ est en $\mathrm{G_2}$ ou en [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) avant la fin de l’anaphase.

**Exercice 12.7 ★★.**

Une souris a $2n = 40$. Donner le nombre de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) et de [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en métaphase, en anaphase ([cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) entière), et dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille.

**Solution de Exercice 12.7.**

Métaphase : 40 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), 80 [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome). Anaphase : 80 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) (à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome)), 40 vers chaque pôle. [Cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille : 40 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), 40 [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome).

**Exercice 12.8 ★★.**

Dans un apex racinaire, on compte 800 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) : 720 en interphase, 48 en prophase, 16 en métaphase, 6 en anaphase, 10 en télophase. Calculer l’index mitotique et, pour un cycle de 24 heures, la durée de chaque stade.

**Solution de Exercice 12.8.**

Index mitotique $80/800 = 10\%$ ; [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) $2.4\,\mathrm{h}$. Prophase $48/800 \times 24 = 1.44\,\mathrm{h}$ ; métaphase $0.48\,\mathrm{h}$ (29 min) ; anaphase $0.18\,\mathrm{h}$ (11 min) ; télophase $0.3\,\mathrm{h}$ (18 min).

**Exercice 12.9 ★★.**

La colchicine, substance extraite du colchique, empêche le fuseau de se former. Prévoir ce qui arrive à une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en division qui en est traitée, et pourquoi les biologistes l’emploient pour préparer des [caryotypes](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome).

**Solution de Exercice 12.9.**

Sans fuseau, les [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ne peuvent pas être écartées : la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) reste bloquée en métaphase, ses [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) condensés et parfaitement visibles, chacun avec ses deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome). C’est exactement l’état dans lequel on photographie les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) pour un [caryotype](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome).

**Exercice 12.10 ★★.**

Expliquer pourquoi les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) doivent se condenser avant d’être déplacés, et pourquoi ils se déroulent ensuite.

**Solution de Exercice 12.10.**

Deux mètres de fil emmêlé ne peuvent pas être triés ; condensés en bâtonnets de quelques micromètres, les 46 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) peuvent être alignés et écartés sans se rompre ni se nouer. Ils se déroulent ensuite parce que les [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ne peuvent être lus que sous la forme relâchée.

**Exercice 12.11 ★★.**

Une cellule-œuf se divise toutes les 12 heures les premiers jours. Combien y a-t-il de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) après 5 jours ? Chaque division aurait-elle besoin d’une phase $\mathrm{G_1}$ complète ?

**Solution de Exercice 12.11.**

Dix divisions : $2^{10} = 1024$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell). Non : l’embryon précoce ne croît pas entre deux divisions, et ses cycles sont presque uniquement faits de S et de M, avec quasiment pas de $\mathrm{G_1}$.

**Exercice 12.12 ★★★.**

À l’anaphase, les deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) d’un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ne se séparent pas et partent toutes deux vers le même pôle. Décrire les deux [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) filles (nombre de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information)) et expliquer pourquoi une telle erreur, dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du corps, est généralement sans conséquence mais parfois grave.

**Solution de Exercice 12.12.**

Une fille a 47 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) (un de trop), l’autre 45 (un de moins) ; leur [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) vaut $q$ plus ou moins la valeur d’un [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome). Dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du corps, l’erreur ne touche qu’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) parmi des milliers de milliards, qui d’ordinaire meurt ou est éliminée ; mais si la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) survit et se divise, et que le [chromosome](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) perdu ou gagné dérègle sa croissance, une tumeur peut démarrer.

**Exercice 12.13 ★★★.**

La moelle osseuse fabrique $2 \times 10^{11}$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) sanguines par jour. Si une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) précurseur de la moelle boucle son cycle en 24 heures, estimer combien de précurseurs se divisent à un instant donné, et commenter l’effet, sur le sang, d’un médicament bloquant la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) au bout d’une semaine.

**Solution de Exercice 12.13.**

Environ $2 \times 10^{11}$ divisions par jour, soit $2 \times 10^{11}$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans le cycle à un instant donné (chacune rendant une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) neuve par jour). Bloquer la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) coupe l’approvisionnement ; les globules rouges vivent 120 jours, mais certains globules blancs quelques jours seulement, si bien qu’en une semaine le nombre de globules blancs s’effondre et que les infections suivent — l’effet secondaire classique des médicaments anticancéreux.

**Exercice 12.14 ★★★.**

Expliquer pourquoi un [caryotype](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) est préparé à partir de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) bloquées en métaphase plutôt qu’en interphase ou en anaphase.

**Solution de Exercice 12.14.**

En interphase, les [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) sont déroulés et invisibles ; en anaphase, ils sont en mouvement et mêlés. En métaphase, ils sont entièrement condensés, séparés, encore faits de deux [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) et disposés dans un même plan : chacun peut être identifié par sa taille et sa forme.

**Exercice 12.15 ★★★.**

On retire les deux tiers d’un foie ; en trois semaines, il a repoussé. À l’aide du [cycle cellulaire](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle), décrire ce qu’ont fait ses [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), et dire de quoi avait l’air la teneur en [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) hépatiques au troisième jour par rapport au jour zéro.

**Solution de Exercice 12.15.**

Des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) hépatiques au repos en $\mathrm{G_1}$ sont rentrées dans le cycle, ont traversé S, $\mathrm{G_2}$ et la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) à plusieurs reprises jusqu’à ce que la masse soit rétablie, puis sont retournées au repos. Au jour 0, presque toutes les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) détenaient $q$ ; au jour 3, beaucoup détenaient entre $q$ et $2q$ (en S) ou $2q$ (en $\mathrm{G_2}$, en [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle)).

## 12.6 Problème : l’emploi du temps d’un apex racinaire

**Problème 12.1.**

Problème du week-end — un apex racinaire compté cellule par cellule : la durée de chaque stade du cycle, l’ADN à chaque instant, les cellules qu’une racine fabrique en un jour, et les huit minutes de l’anaphase

Une classe écrase et colore un apex de racine d’ail ($2n = 16$) et compte 1000 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans la zone de croissance : 900 en interphase, 60 en prophase, 18 en métaphase, 8 en anaphase, 14 en télophase. Des mesures indépendantes donnent 20 heures pour le cycle de ces [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell). On admettra que la zone de croissance contient 20 000 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell).

**Partie I — L’index mitotique.**

1. Calculer l’index mitotique du tissu.
2. En admettant que la fraction de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) à un stade donné est égale à la fraction du cycle passée à ce stade, calculer la durée de la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) .
3. Calculer la durée de chacun des quatre stades.
4. Quel stade est le plus court ? Proposer pourquoi il peut être aussi rapide.
5. Pourquoi la méthode exige-t-elle de compter beaucoup de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) , et pourquoi doivent-elles provenir de la seule zone de croissance ?

**Partie II — [Chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) et [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information).**

6. Combien de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , et combien de [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) , une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’ail détient-elle en métaphase ?
7. Combien de [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) se déplacent dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en anaphase, et combien atteignent chaque pôle ?
8. En appelant $q$ l’ [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille, donner la teneur en [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en prophase, en anaphase ( [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) entière) et en télophase (chaque [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) ).
9. Sur les 900 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en interphase, combien environ sont en S, si $\mathrm{G_1}$ , S et $\mathrm{G_2}$ durent 8, 7 et 4 heures ?
10. Un élève trouve une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) à 32 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) à une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) répartis dans le [cytoplasme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) . À quel stade est-elle, et que vient-il de se passer ?

**Partie III — La production de la racine.**

11. Si chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la zone de croissance boucle son cycle en 20 heures, combien de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) neuves la zone produit-elle par heure ?
12. Chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) neuve, une fois sortie de la zone de croissance, s’allonge jusqu’à environ $100\,\text{µ}\mathrm{m}$ . Dans une file de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’une seule [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de large, de combien la racine s’allonge-t-elle par jour ? Comparer au $1\,\mathrm{mm}$ par jour observé et expliquer l’écart.
13. Chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fille doit copier $2n = 16$ [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) , soit quelque $1.6 \times 10^{10}$ paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) en tout. Avec des fourches à 50 [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) par seconde, combien d’origines faut-il pour finir dans les 7 heures de la phase S ?
14. La racine est mise au froid ( $4\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ) pendant un jour. Prévoir le changement des comptages, et celui de l’index mitotique si le froid ralentit toutes les phases également.
15. Un herbicide bloque l’ [ADN polymérase](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/11-la-replication-de-ladn#prop-g11-dna-replication-forks) . Au bout d’un jour, quels stades verrait-on encore dans l’écrasement, et lesquels auraient disparu ? Expliquer.

**Partie IV — Le verdict des comptages.**

16. Une seconde classe compte le même tissu et trouve 4 anaphases sur 1000 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) . Quelle durée calcule-t-elle ? Le désaccord est-il surprenant pour un stade vu dans une poignée de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) ?
17. En réunissant les deux classes (2000 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) , 12 anaphases), recalculer la durée de l’anaphase.
18. Des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) humaines en culture ont un index mitotique de 4 % et un cycle de 24 heures. Comparer la durée de leur [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) à celle de l’ail.
19. Expliquer pourquoi l’index mitotique d’une tumeur vaut souvent plusieurs fois celui du tissu dont elle est issue, et ce que cela signifie pour un médicament qui agit sur le fuseau.
20. Énoncer le résultat : l’emploi du temps du cycle d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de racine d’ail, stade par stade, et le stade dont les huit minutes décident que chaque fille reçoit seize [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) .

**Solution de Problème 12.1.**

**1.** $100/1000 = 10\%$.

**2.** $0.10 \times 20 = 2\,\mathrm{h}$.

**3.** Prophase $60/1000 \times 20 = 1.2\,\mathrm{h}$ (72 min) ; métaphase $0.36$ h (22 min) ; anaphase $0.16$ h (environ 10 min) ; télophase $0.28$ h (17 min).

**4.** L’anaphase. Les [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) sont déjà condensées et attachées ; le mouvement est une traction de quelques micromètres par des fibres qui se raccourcissent en quelques minutes.

**5.** Les stades rares ne sont vus que dans peu de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), et un petit effectif donne une grande erreur ; et seule la zone de croissance boucle des cycles — ailleurs l’index serait nul et diluerait les chiffres.

**6.** 16 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), 32 [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome).

**7.** 32 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) en mouvement, 16 vers chaque pôle.

**8.** Prophase $2q$ ; anaphase $2q$ pour la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) entière ; télophase $q$ par [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle).

**9.** S occupe $7/19$ de l’interphase : environ $900 \times 7/19 \approx
330$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell).

**10.** L’anaphase : les [centromères](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) viennent de se cliver et les 32 [chromatides](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) des 16 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) sont devenues 32 [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) en route vers les pôles.

**11.** $20\,000/20 = 1000$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) neuves par heure.

**12.** 1000 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) par heure sur toute la zone ; en file, la zone fait peut-être une centaine de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de large dans chaque direction, soit à peu près $24\,000/(100 \times 100) \approx 2$–3 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) par file et par jour, de $100\,\text{µ}\mathrm{m}$ chacune : quelques dixièmes de millimètre. Le $1\,\mathrm{mm}$ observé signifie que la zone est plus étroite qu’on ne l’a supposé, ou que les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) s’allongent davantage ; l’ordre de grandeur est le bon.

**13.** Une origine copie $2 \times 50 \times 7 \times 3600 =
2.5 \times 10^{6}$ paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) ; $1.6 \times 10^{10}/2.5 \times 10^{6} \approx 6400$ origines au minimum.

**14.** Chaque stade dure plus longtemps, de sorte que moins de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) bouclent le cycle par jour ; si toutes les phases ralentissent également, les proportions, et donc l’index mitotique, ne changent pas.

**15.** Les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) déjà sorties de S achèveraient $\mathrm{G_2}$ et la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) dans les premières heures ; au bout d’un jour, aucune [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) ne peut plus atteindre la [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle), si bien que de la prophase à la télophase tout a disparu et qu’il ne reste que des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en interphase, bloquées en $\mathrm{G_1}$ ou au début de S.

**16.** $4/1000 \times 20 = 0.08\,\mathrm{h}$, soit environ 5 minutes, contre 10. Rien de surprenant : avec 4 ou 8 [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), le comptage est dominé par le hasard.

**17.** $12/2000 \times 20 = 0.12\,\mathrm{h}$, soit environ 7 minutes.

**18.** Humain : $0.04 \times 24 \approx 1\,\mathrm{h}$ ; ail $2\,\mathrm{h}$. Ordre de grandeur voisin, les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) végétales étant un peu plus lentes.

**19.** Les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tumorales bouclent des cycles en continu alors que la plupart des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) normales se reposent en $\mathrm{G_1}$, si bien qu’une fraction plus grande d’entre elles est en [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) à un instant donné. Un médicament qui bloque le fuseau touche donc les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tumorales plus souvent que les normales — mais aussi les tissus sains qui se divisent vite.

**20.** Cycle de 20 heures : $\mathrm{G_1}$ 8, S 7, $\mathrm{G_2}$ 4, [mitose](#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) environ 2 (prophase 72 min, métaphase 22, anaphase 7–10, télophase 17). L’anaphase, la plus courte, est le moment où les [centromères](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) se clivent et où chaque pôle reçoit une [chromatide](#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) de chacun des seize [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information).