RÉALISATION ET ÉTUDE DE PRÉPARATIONS MICROSCOPIQUES DE MITOSE

L’identité biologique de tout organisme est acquise lors de la formation du zygote. Elle résulte de la combinaison de l’information génétique apportée par les gamètes mâle et femelle lors de la fécondation. Depuis l’oeuf elle est transmise inchangée à toutes les cellules de l’organisme au cours des générations cellulaires qui se succèdent : chaque cellule qui se divise transmet aux deux cellules filles l’intégralité de son information génétique.

Problèmes
Par quels mécanismes une cellule mère se divise-t-elle en deux cellules filles ?
Que devient l’information génétique d’une cellule au cours de ce processus ?

Pour résoudre le premier problème, on commencera par observer et décrire la mitose.

Pour cela, on choisit un organe en croissance rapide, de petite taille pour faciliter l’observation microscopique. Le matériel biologique choisi est constitué par de jeunes racines obtenues à la base de bulbes de Jacinthe lorsqu’ils sont placés dans l’eau. La croissance est rapide (quelques mm par jour). Elle résulte des mitoses se produisant dans une zone de croissance sub-apicale (= juste en dessous de l’extrémité). La zone de croissance, appelée méristème est reconnaissable sous forme d’une petite tâche jaune.

I- Réalisation de préparations microscopiques de mitose par la technique du squash

Protocole

1. Prélever avec des ciseaux une jeune racine en croissance sur un bulbe de Jacinthe. Couper le segment terminal à environ 0.5 cm de l'extrêmité et le déposer sur une lame porte-objet. On doit observer une petite tache jaune près de l'extrêmité. C'est le méristème ou zone de croissance.
2. Recouvrir l'échantillon d'acide chlorhydrique à 1 mol/l. Laisser agir 5 mn. L'acide hydrolyse le ciment pectique qui relie les parois cellulaires ce qui facilitera ensuite la dissociation des cellules.
3. Enlever l'acide avec un essuie-tout utilisé comme papier buvard en faisant attention de ne pas coller l’échantillon sur le papier.
4. Recouvrir l'échantillon d'une solution d'orcéine et laisser agir pendant 20 minutes.
5. Eliminer le colorant avec un essuie-tout en faisant attention de ne pas entraîner l'échantillon.
6. Recouvrir d'une goutte d'acide acétique et poser une lamelle couvre-objet. Appuyer doucement sur la lamelle (attention, très fragile !) pour aplatir l'échantillon. Déplacer légèrement la lamelle tout en appuyant pour provoquer la dissociation des cellules.
7. Observer au microscope en commençant par le faible grossissement pour placer l’échantillon au centre du champ de vision.

II- Etude de la préparation au microscope optique

Parcourir la préparation en déplaçant très lentement la lame sur la platine du microscope au grossissement faible ou moyen. Chercher des figures de mitose (en général les cellules du méristème restent groupées si la dissociation n’a pas été excessive).
Lorsqu’elles sont trouvées, chercher plusieurs stades différents de la mitose reconnaissables à l’aspect et à la disposition différents des chromosomes. Observer attentivement les cellules en mitose.
Si votre préparation n'est pas exploitable, continuer avec une lame du commerce.

1. Quel(s) critère(s) vous permet(tent) de détecter les cellules en mitose ?

On appelle cycle cellulaire la période allant d’une division à la division suivante. Il est divisé en deux phases. Une phase de mitose, au cours de laquelle une cellule se divise et une interphase au cours de laquelle la cellule exerce son activité spécialisée. Dans la vie de chaque cellule, interphase et mitose se succèdent régulièrement. Le nombre de cycles cellulaires est fixe pour un type cellulaire donné. C’est un caractère génétique. Le dernier cycle est suivi à plus ou moins longue échéance de la mort de la cellule, le plus souvent programmée.

2. Quelle est la phase du cycle cellulaire dans laquelle se trouvent la majorité des cellules dans la zone de croissance de votre préparation microscopique ? Quelle indication cela apporte-t-il sur les durées respectives de la mitose et de l'interphase ?

3. Faire un dessin d'observation détaillé des différentes phases du cycle cellulaire.

On divise la mitose en 4 phases qui sont dans l’ordre : prophase, métaphase, anaphase, télophase.
4. Déterminez l’ordre de succession des événements représentés par vos dessins en utilisant des arguments logiques. Noter pour cela qu’au cours de la mitose, les chromosomes deviennent de plus en plus visibles avant de se séparer en deux lots égaux.

5. Comparer l’aspect d’une cellule en mitose avec celui d’une cellule périphérique de la racine (forme, taille, épaisseur de la paroi, cytoplasme, noyau, coloration).