La division cellulaire et la mitose

Les élèves retiennent mieux la mitose en manipulant et en observant des modèles concrets plutôt qu’en écoutant une explication magistrale. Cette approche active transforme une notion abstraite en phénomène visible et tangible, ce qui est essentiel pour comprendre comment les chromosomes se répartissent avec précision.

• 3ème
• Comprendre le Vivant et la Planète : Enjeux et Responsabilités
• 3 activités
• 20 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Expliquer la séquence des phases de la mitose (prophase, métaphase, anaphase, télophase) en identifiant les événements clés de chaque étape.
2. Comparer le caryotype de la cellule mère et des cellules filles après une mitose réussie.
3. Démontrer, par la modélisation, comment les chromosomes se séparent pour assurer une distribution égale du matériel génétique.
4. Analyser le rôle de la réplication de l'ADN dans le maintien de l'intégrité du caryotype lors de la division cellulaire.

Cercle de recherche

⏱ 50 min·Petits groupes

Modélisation : Le ballet des chromatides en pâte à modeler

En petits groupes, les élèves fabriquent des chromosomes à une puis deux chromatides avec de la pâte à modeler bicolore. Ils miment chaque phase de la mitose sur une feuille A3, prennent des photos et annotent les étapes pour construire un schéma-bilan collectif.

Préparation et détails

Expliquez comment une cellule mère transmet l'intégralité de son ADN à deux cellules filles.

Conseil de facilitation: Pendant l’activité de modélisation avec la pâte à modeler, circulez entre les groupes pour vérifier que les élèves distinguent bien la chromatine décondensée de la forme condensée des chromosomes.

Setup: Groupes en îlots avec accès aux ressources documentaires

Materials: Corpus de documents sources, Fiche de suivi du cycle de recherche, Protocole de formulation de questions, Canevas de présentation des résultats

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Galerie marchande

⏱ 40 min·Petits groupes

Galerie marchande: Cellules en division au microscope

Des microphotographies de cellules de racine d'oignon aux différentes phases de la mitose sont affichées dans la salle. Les élèves circulent et doivent associer chaque image à la phase correspondante en justifiant leurs observations sur une fiche de parcours.

Préparation et détails

Justifiez l'importance de la réplication de l'ADN avant la division.

Conseil de facilitation: Lors de la Gallery Walk, demandez aux élèves de noter sur une feuille les caractéristiques visibles qui leur permettent de reconnaître chaque phase de la mitose.

Setup: Espace mural dégagé ou tables disposées en périphérie de la salle

Materials: Papier grand format ou panneaux d'affichage, Feutres et marqueurs, Post-it pour les retours critiques

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Penser-Partager-Présenter

⏱ 20 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Pourquoi la mitose doit-elle être parfaite ?

L'enseignant pose la question des conséquences d'une répartition inégale des chromosomes. Individuellement, puis en binômes, les élèves formulent des hypothèses avant de les confronter à des exemples réels de dysfonctionnements cellulaires lors de la mise en commun.

Préparation et détails

Prédisez les conséquences d'une erreur lors de la division cellulaire.

Conseil de facilitation: Pendant le Think-Pair-Share, intervenez pour relancer les échanges en posant des questions ciblées comme : ‘Qu’arriverait-il si les chromatides sœurs ne se séparaient pas correctement ?’.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Enseigner ce sujet

Commencez par une courte démonstration au tableau pour montrer comment les chromosomes passent d’une forme filamenteuse à une forme condensée. Évitez de donner trop d’informations d’un coup : les élèves doivent construire leur compréhension étape par étape. Utilisez des analogies simples comme celle d’un fil de laine qui s’enroule pour devenir compact et visible. Insistez sur le fait que la mitose n’est pas un événement isolé, mais un processus continu intégré dans le cycle cellulaire.

À quoi s’attendre

Les élèves distinguent clairement les étapes de la mitose, expliquent le rôle des chromatides sœurs et savent justifier pourquoi le processus doit être fidèle. Ils identifient aussi les différences entre mitose et méiose lors d’une comparaison structurée.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During l’activité de modélisation : Le ballet des chromatides en pâte à modeler, watch for students who think chromosomes only appear during division.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant cette activité, utilisez des fils de laine pour représenter la chromatine décondensée et montrez comment elle s’enroule pour former des chromosomes visibles. Demandez aux élèves de comparer les deux formes et d’expliquer pourquoi la forme condensée est nécessaire pour la séparation des chromatides.

Idée reçue courante

During le tableau comparatif mitose/méiose rempli en binôme, watch for students who believe mitosis reduces the chromosome number by half.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Lors de cette activité, guidez les élèves pour qu’ils remplissent un tableau avec des critères précis (nombre de divisions, nombre de cellules filles, nombre de chromosomes). Utilisez un exemple concret comme une cellule humaine (2n=46) pour montrer que la mitose conserve ce nombre.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

After l’activité de modélisation : Le ballet des chromatides en pâte à modeler, distribuez une image montrant des chromosomes à différentes étapes de la mitose. Demandez aux élèves d’identifier l’étape représentée et d’écrire une phrase expliquant ce qui se passe avec les chromosomes à cette phase.

Question de discussion

During le Think-Pair-Share : Pourquoi la mitose doit-elle être parfaite ?, posez la question : ‘Imaginez qu’une erreur se produise pendant la séparation des chromatides sœurs. Quelles pourraient être les conséquences pour les cellules filles et pour l’organisme ?’ Laissez les élèves échanger en petits groupes avant une mise en commun.

Billet de sortie

After le Think-Pair-Share : Pourquoi la mitose doit-elle être parfaite ?, sur un post-it, demandez aux élèves de dessiner schématiquement la séparation des chromatides sœurs lors de l’anaphase et d’écrire une légende expliquant le résultat de cette séparation pour les deux futures cellules.

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves de créer une animation courte (sur papier ou avec une appli comme Stop Motion) montrant la mitose en accéléré, avec des légendes pour chaque phase.
• Scaffolding : Pour les élèves qui confondent les phases, donnez-leur une liste de mots-clés à associer à chaque étape (ex : ‘enveloppe nucléaire disparaît’ pour la prométaphase).
• Deeper exploration : Demandez aux élèves de rechercher des exemples de maladies liées à des erreurs de mitose (comme le cancer) et d’expliquer le lien avec leur cours.

Vocabulaire clé

Chromatides sœurs	Deux copies identiques d'un chromosome, attachées au niveau du centromère, qui se séparent pendant l'anaphase de la mitose.
Caryotype	Ensemble complet des chromosomes d'une cellule, organisé par taille et forme. Chez l'humain, il est de 46 chromosomes dans les cellules somatiques.
Centromère	Région d'un chromosome où les chromatides sœurs sont jointes et où le fuseau mitotique s'attache lors de la division cellulaire.
Fuseau mitotique	Structure composée de microtubules qui s'étend des pôles de la cellule et assure la séparation des chromosomes lors de la mitose.