Diversification des génotypes au cours des générations

Merci !

Annales corrigées
Classe(s) : Tle Générale | Thème(s) : L’origine du génotype des individus
Type : Restitution des connaissances | Année : 2020 | Académie : Inédit

LE VIVANT

L’origine du génotype des individus

4

svtT_2000_00_01C

Exercice 1

Diversification des génotypes au cours des générations

1 h 30

7 points

Intérêt du sujet • Nous sommes tous uniques, et d’un point de vue biologique, cela est dû à la diversification génétique. Apprenez à expliquer ce phénomène en construisant un schéma de brassage interchromosomique et un échiquier de croisement.

Montrez comment les différents mécanismes du brassage génétique au cours de la reproduction sexuée permettent de produire des génotypes qui diffèrent des génotypes parentaux. Précisez les génotypes produits à chaque génération en vous appuyant sur le document d’aide.

La réponse associera textes et schémas.

On considère la descendance, sur deux générations, de deux parents homozygotes pour deux couples d’allèles indépendants.

 

DOCUMENT D’aide

svtT_2000_00_01C_01

 

Les clés du sujet

Étape 1. Comprendre le sujet

L’information « deux couples d’allèles indépendants » signifie que seul le brassage interchromosomique est à envisager.

La réalisation d’un échiquier de croisement est indispensable pour identifier tous les génotypes de la génération F2 et donc rendre compte du brassage génétique assuré par la fécondation.

Étape 2. Exploiter le document

Les deux couples d’allèles sont indépendants, ce qui implique de les situer sur des chromosomes non homologues sur les schémas à réaliser.

Étape 3. Construire la réponse

Tableau de 4 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 4 lignes ;Ligne 1 : I. Le génotype de la première génération (F1); Établissez que tous les F1 ont le même génotype, et qu’il est différent de ceux de P1 et P2.; Ligne 2 : II. Le brassage génétique au cours de la formation des gamètes des individus F1; Indiquez le comportement des chromosomes à la métaphase-anaphase de la méiose I à l’origine du brassage interchromosomique.Schématisez deux méioses différentes aboutissant à quatre types de gamètes équiprobables.; Ligne 3 : III. Les génotypes de la deuxième génération F2; Précisez ce que traduit un échiquier de croisement prévisionnel des génotypes d’une génération.Réalisez l’échiquier de croisement de la génération F2.Identifiez les génotypes de la F2 (différents de ceux des parents P1 et P2 et des F1).; Ligne 4 : Conclusion; Concluez avec le fait que le nombre de génotypes nouveaux est d’autant plus élevé que le nombre de gènes à l’état hétérozygote est grand.;
Corrigé

Introduction

Les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée, méiose et fécondation, assurent un brassage génétique permettant d’obtenir des génotypes qui diffèrent des génotypes parentaux à chaque génération.

Nous allons envisager ces mécanismes dans le cas de la transmission de deux gènes situés sur des chromosomes non homologues.

à noter

Le texte indique que les deux couples d’allèles sont indépendants, et l’écriture des génotypes des parents symbolise le fait que les gènes sont situés sur des chromosomes non homologues.

I. Le génotype de la première génération (F1)

La méiose comporte deux divisions successives, avec séparation des chromosomes homologues au cours de la première division, puis séparation des chromatides durant la deuxième division. Les gamètes résultant de la méiose sont donc haploïdes et possèdent un allèle de chaque gène.

Puisque les parents P1 et P2 sont homozygotes pour les deux gènes considérés, le parent P1 produit 100 % de gamètes de génotype A/, b/ et le parent P2 produit 100 % de gamètes de génotype a/, B/.

Les individus de la génération F1 ont pour génotype, à 100 %, A//a ; b//B.

Le génotype de tous les F1, A //a ; b //B, est différent de ceux des deux parents.

II. Le brassage génétique au cours de la formation des gamètes des individus F1 (figure 1)

Au cours de la première division de la méiose, à la métaphase-anaphase, le comportement des deux paires de chromosomes est indépendant, comme le montre la figure 1 de la page suivante.

Deux dispositions, et , sont possibles, chacune ayant une égale probabilité. En , la deuxième division de la méiose conduit à des gamètes A/, b/ et a/, B/. En , cette deuxième division aboutit également à deux types de gamètes : A/, B/et a/, b/.

svtT_2000_00_01C_02

Figure 1. Le brassage génétique interchromosomique lors de la formation des gamètes de F1

Le secret de fabrication

Pour produire un schéma clair et précis, pensez à :

donner une couleur différente aux chromosomes de P1 (bleu) et de P2 (rouge) ;

respecter l’association initiale des allèles (A avec b et B avec a) ;

employer correctement les termes : un gamète est dit « parental » lorsqu’il possède l’association d’allèles identique à celle que l’individu a reçue de l’un de ses parents. Il est « recombiné » s’il possède une association différente de celle que l’individu a reçue de ses deux parents.

L’hybride F1 produit donc, statistiquement, quatre types de gamètes en quantités égales. Deux de ces types sont des gamètes parentaux , les deux autres sont des gamètes recombinés . Ces gamètes recombinés témoignent d’un brassage génétique interchromosomique.

III. Les génotypes de la génération F2 (figure 2)

Au cours de la fécondation, la rencontre des gamètes mâles et femelles se fait au hasard. Cela amplifie considérablement le brassage génétique dû à la méiose, comme l’illustre l’échiquier de croisement de la figure 2.

à noter

L’échiquier de croisement traduit, d’une part, le brassage interchromosomique à la méiose et, d’autre part, le caractère aléatoire de la rencontre des gamètes à la fécondation.

À partir d’un génotype parental unique (A//a ; b//B), 9 génotypes sont susceptibles d’apparaître dans la descendance, à la génération F2 : le génotype F1A//a ; b//B et huit génotypes recombinés. Parmi ceux-ci, deux seront identiques à ceux des parents P1 et P2, et six seront nouveaux.

svtT_2000_00_01C_03

Figure 2. Échiquier prévisionnel de la génération F2, croisement entre deux F1 hétérozygotes ayant le même génotype

Conclusion

Le brassage génétique interchromosomique et le brassage dû à la rencontre au hasard des gamètes lors de la fécondation conduisent à des génotypes différents des génotypes parentaux et, lorsque les parents sont hétérozygotes, à plusieurs génotypes différents.

Le nombre de génotypes nouveaux est d’autant plus élevé que le nombre de gènes présents à l’état hétérozygote est grand.

Lorsque les gènes sont situés sur le même chromosome, un autre mécanisme intervient pour créer de la diversité génétique : le brassage intrachromosomique, qui a lieu au cours de la première division de la méiose et qui précède le brassage interchromosomique.