CORRECTION DM GENETIQUE

CORRECTION DM GENETIQUE
du 05/01/2011 1° partie : Restitution organisée de connaissances : (8 points)
La méiose est un mécanisme essentiel de la reproduction sexuée. Montrer
l'importance de l'anaphase de 1° division de méiose tant pour la stabilité
du caryotype de génération en génération et l'absence d'anomalies de ce
caryotype que pour la variété génotypiques des gamètes produites par un
individu. La méiose se déroule lors de la formation des gamètes ou des spores.
Elle permet de passer de cellules diploïdes à des cellules haploïdes. Ces
cellules haploïdes pourront être fécondées pour redonner des cellules
diploïdes. La complémentarité de la méiose et de la fécondation permet le
maintien du caryotype d'une génération à l'autre. Une étape : l'anaphase de
première division est déterminante pour assurer le passage de cellules
diploïdes à haploïdes et pour éviter des anomalies du caryotype ce qui sera
présenté dans les deux premières parties du devoir. Mais la méiose permet
aussi de brasser les allèles des différents gènes du parent ce qui sera
présenté en troisième partie. I) Le passage de l'état diploïde à l'état haploïde [pic] On a représenté pour chaque paire de chromosome : un bleu, un rouge
Initialement la cellule est diploïde : on a représenté 2 paires de
chromosomes soit 2n=4
C'est en anaphase de 1° division de méiose que les chromosomes homologues
de chaque paire se séparent ce qui permet de passer de l'état diploïde à
haploïde. En télophase 1 chaque cellule fille ne comporte qu'un chromosome
de chaque paire soit n=2.
[pic]
II) une non disjonction des homologues possible en anaphase 1 Si les 2 chromosomes homologues d'une paire comme la paire 21 chez l'homme
ne séparent pas en anaphase 1, on obtiendra 2 cellules filles où l'une
portera les 2 chromosomes 21 et l'autre aucun. Si ces cellules sont
fécondées l'?uf pourra être soit trisomique pour le chromosome 21 ce qui
est viable mais peut engendrer des anomalies, soit un seul chromosome 21
(monosomie) ce qui n'est pas viable.
[pic]
III) Le brassage interchromosomique en anaphase 1 de méiose La répartition des homologues de chaque paire en anaphase de 1° division se
fait au hasard ce qui engendre une variété importante de gamètes. Il s'agit
d'un brassage interchromosomique. Le nombre de gamète possibles dépend du
nombre de chromosomes présents : pour 3 paires de chromosomes 23 = 8
possibilités de gamètes. Pour 23 paires comme chez l'homme 223
possibilités.
Pour P paires 2P possibilités.
Comme ce phénomène se produit chez les 2 parents et que la fécondation se
fait au hasard, il y a une telle recombinaison des allèles des différents
gènes que l'individu descendant est unique génétiquement. [pic]
Remarque : ce brassage est en fait plus important car les allèles des
différents gènes d'une même paire de chromosome ont déjà été recombinés
(brassage intrachromosomique) par crossing - over en prophase de méiose.
Le brassage interchromosomique intervient donc sur des chromosomes déjà
recombinés.
2° partie : Exploitation de documents EXERCICE A (3points) On formule l'hypothèse que chez la Souris, la couleur
du pelage est gouvernée par un seul gène. Validez ou invalidez l'hypothèse
proposée en la confrontant aux résultats des deux croisements. avec cette hypothèse on choisit un gène responsable de la couleur avec deux
allèles : N( noir et b( blanc On observe qu'en première génération toutes les souris sont noires donc N
est dominant sur b. Ecrivons les génotypes des souris correspondant au croisement avec notre
hypothèse de la couleur gouvernée par un seul gène et envisageons la
descendance théorique. 1° croisement : [noir](N//N) X [blanche] (b//b) gamètes (N/) (b/)
après fécondation
souris F1 [noir] (N//b) les résultats théoriques avec notre hypothèse ne sont pas différents des
résultats réels. Avec le 2° croisement on va tester les gamètes produits par l'individu F1
Ecrivons les génotypes des souris correspondant au croisement avec notre
hypothèse de la couleur gouvernée par un seul gène et envisageons la
descendance théorique 2° croisement : souris F1 [noir] (N//b) X [blanche] (b//b) gamètes : (N/) ou (b/) (b/) F2 (N//b) [noir] ou (b//b) [blanche]
Les résultats théoriques de la descendance F2 sont 50% de souris blanches
et 50% noires . Ils sont différents des résultats réels où 50% des souris
sont blanches et 25% de noires, 25% de brunes.
Notre hypothèse : la couleur du pelage est gouvernée par un seul gène ne
peut être validée.
EXERCICE B : (5points) Afin d'illustrer la diversité des génomes, on
cherche à interpréter les résultats d'un test-cross chez un organisme
diploïde, la Drosophile, dans le cas de deux couples d'allèles. A partir de l'exploitation des documents 1 et 2 :
- prouvez que I'hypothèse «les deux gènes sont situés sur deux chromosomes
distincts» est fausse,
- expliquez comment le phénomène mis en évidence par l'observation
cytologique (doc 2) permet de comprendre les pourcentages de la génération
F2.
Votre explication sera illustrée par le schéma fourni en annexe que vous
compléterez et rendrez avec la copie.
Les pourcentages sont obtenus à partir de nombreux résultats expérimentaux,
avec autant de mâles que
de femelles pour chacun des phénotypes indiqués entre crochets [ ]. |document 1 a : obtention d'une |[pic] |
|génération F1. |mâle [vg+;pu+] x femelle [vg;pu] |
|Le caractère altematif «ailes longues -|parents |
|ailes vestigiales» est déterminé par un| |
|gène existant sous deux formes |[pic][pic] |
|alléliques respectivement notées vg+ |100% [vg+;pu+] |
|(dont I'expression est dominante) et vg|génération F1 |
|(dont I'expression est récessive). | |
|Le caractère alternatif «yeux rouges - | |
|yeux pourpres» est déterminé par un | |
|gène existant sous deux formes | |
|alléliques notées respectivement pu+ | |
|(dont I'expression est dominante) et pu| |
|(dont I'expression est récessive). | |
|La génération F1 résulte de | |
|I'accouplement d'individus homozygotes | |
|pour les deux gènes considérés. | |
|Doc.1 a |Individus de F1 hétérozygotes pour les|
|Parents de phénotypes différents et |deux gènes |
|homozygotes pour les deux gènes |ou doubles hétérozygotes |
|F1 homogène de phénotype dominant |ou [vg+/vg ;pu+/pu] |
|document 1 b : obtention d'une |[pic] |
|génération F2 par croisement test |femelles F1 [vg+;pu+] x mâle [vg;pu] |
|Des femelles de la génération F1 ont |[pic][pic] |
|été fécondées par des mâles possédant, |[vg+;pu+] [vg+;pu] [vg;pu+] [vg;pu] |
|pour les deux gènes considérés, des |43,5% 6,5% 6,5% 43,5% g |
|allèles dont I'expression est | |
|récessive. | |
|Doc.1 b : |interprétation |
|saisie des données : |- le mâle double récessif produit un |
|F2 : phénotypes parentaux [vg+ ;pu+] et|seul type de gamètes (vg ;pu) |
|[vg ;pu] plus abondants |- si gènes sur 2 chromosomes |
|43.5% + 43.5% |distincts : femelle de F1 produit |
|que phénotypes non parentaux ou |4 types de gamètes en proportions |
|nouveaux |égales (ou équiprobables) |
|ou différents |25% (vg+/ ;pu+/) |
|ou recombinés |25% (vg+/ ;pu/) |
|[vg+ ;pu] et [vg ;pu+] |25% (vg/ ;pu+/) |
|6.5% + 6.5% |25% (vg/ ;pu/) |
| | |
| |- rencontre aléatoire des gamètes : on|
| |obtient 4 phénotypes en proportions |
| |égales |
| |25% [vg+ ;pu+] |
| |25% [vg+ ;pu] |
| |25% [vg ;pu+] |
| |25% [vg ;pu] |
|Conclusion Les proportions sont différentes des résultats expérimentaux donc |
|l' hypothèse est fausse : les 2 gènes ne sont pas indépendants ; ils sont |
|situés sur le même chromosome ou liés |
|document 2 : observation cytologique |[pic] |
|dans une cellule-mère de gamète | |
| | |
|Ces deux chromosomes homologues à deux | |
|chr