Diversité génétique 
et reproduction sexuée

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Inédit
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Diversité génétique
et reproduction sexuée

Génétique et évolution

Corrigé

7

Ens. spécifique

svtT_1200_00_00C

Sujet inédit

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

> Tous les descendants d’un couple sont différents des parents et différents les uns des autres. À partir des informations extraites des documents, interprétées à l’aide de vos connaissances, précisez les mécanismes créateurs de la diversité génétique révélée par la descendance du deuxième croisement.

Aucun schéma sur le comportement des chromosomes au cours de la méiose n’est demandé.

Document 1

On a croisé des drosophiles de race pure, les unes aux ailes longues et au corps gris, les autres aux ailes vestigiales et au corps ébène. Les mouches F1 ont toutes les ailes longues et le corps gris. On a démontré que les deux lignées diffèrent pour chaque caractère par un seul gène.

Document 2

On a croisé les hybrides F1 entre eux et, dans la descendance de ces croisements, on a obtenu :

  • 33 drosophiles aux ailes vestigiales et au corps ébène,
  • 100 drosophiles aux ailes vestigiales et au corps gris,
  • 97 drosophiles aux ailes longues et au corps gris,
  • 300 drosophiles aux ailes longues et au corps gris.

Comprendre le sujet

  • Pour découvrir les mécanismes génétiques en jeu, il faut calculer les proportions (au pourcentage) des différents phénotypes de la descendance du deuxième croisement.
  • Pour interpréter ces proportions, il faut alors faire une hypothèse sur la localisation chromosomique des deux gènes en cause. L’hypothèse qui permet de prévoir qualitativement et quantitativement la descendance d’un croisement entre hybrides F1 est celle où les deux gènes sont situés sur deux chromosomes différents.
  • Il faut alors voir si les résultats réellement obtenus sont conformes à ceux prévus d’après l’hypothèse.

Mobiliser ses connaissances

  • Le brassage interchromosomique est dû à la migration indépendante des chromosomes homologues de chaque paire lors de l’anaphase de la première division. La variabilité génétique est accrue par la réunion au hasard des gamètes lors de la fécondation.
  • Lorsque deux gènes sont situés sur deux chromosomes différents, l’hybride F1 produit quatre sortes de gamètes en quantités égales.
  • Lorsque deux gènes sont situés sur le même chromosome, l’hybride produit quatre sortes de gamètes en quantités inégales.
Corrigé

La diversité phénotypique qualitative de la génération F2

  • On part de deux souches parentales de lignée pure, donc de deux phénotypes et de deux génotypes.
  • Désignons par vg l’allèle « ailes vestigiales » et par vg+ l’allèle « ailes longues » ; e désigne l’allèle « ébène » du gène intervenant dans la couleur du corps et e+ l’allèle « corps gris ».
  • Utilisons le même symbolisme pour désigner les phénotypes. La génération F2 est constituée de 4 phénotypes : [vg+ e+] ; [vg+ e] ; [vg e+] ; [vg e].

Deux des phénotypes [vg+ e] et [vg e+] présentent une nouvelle association des caractères présents dans les lignées parentales. Ce sont des phénotypes recombinés, qui témoignent de la diversité phénotypique engendrée par la reproduction sexuée. Pour identifier les mécanismes créateurs de cette diversité, il faut quantifier les proportions des quatre phénotypes de la génération F2.

Les proportions des différents phénotypes en F2

  • La F1 est homogène et le phénotype de cette génération F1 indique que les phénotypes « ailes longues » et « corps gris » sont dominants et les phénotypes « ailes vestigiales » et « corps ébène » récessifs.
  • La génération F2, résultat du croisement entre F1, n’est pas homogène : elle est constituée de 4 phénotypes en proportions différentes.

Un phénotype peut avoir un sens étroit ou un sens large. Au sens étroit, il se rapporte à un seul caractère (par exemple, phénotype « ailes vestigiales ») ; au sens large (le plus commun), il concerne un ou plusieurs caractères (phénotype « ailes longues » et « corps gris »). Ce corrigé fait appel à ces deux définitions du phénotype.

  • Le phénotype le moins fréquent est celui où les mouches possèdent les deux phénotypes récessifs : « ailes vestigiales » et « corps ébène » (33 mouches). On constate que les mouches possédant un phénotype dominant et un phénotype récessif sont approximativement trois fois plus nombreuses que les mouches ayant les deux phénotypes récessifs (100 et 97 contre 33).

Pour quantifier les phénotypes de la F2, la technique choisie dans le corrigé consiste à partir du phénotype le moins répandu et à rechercher des rapports simples avec les autres phénotypes. On pourrait aussi calculer les pourcentages des quatre phénotypes et arriver à partir d’eux aux proportions 9-3-3-1.

Les mouches de la F2 présentant les deux phénotypes dominants (« ailes longues », « corps gris ») sont les plus nombreuses, approximativement neuf fois plus nombreuses que les mouches aux deux phénotypes récessifs (300 contre 33).

La génération F2 est donc constituée par 9/16 de Drosophilis [vg+ e+], 3/16 [vg+ e], 3/16 [vg e+] et 1/16 [vg e].

L’hypothèse « gènes sur deux chromosomes
différents » est-elle compatible avec les proportions
des phénotypes en F2 ?

  • Si les gènes sont sur deux chromosomes différents, les génotypes des deux souches parentales peuvent s’écrire : vg+//vg+, e+//e+ et vg//vg, e//e.

Les F1 ont donc pour génotype vg+//vg ; e+//e.

  • Puisque les deux gènes sont sur deux chromosomes différents, et du fait du comportement indépendant des paires de chromosomes en métaphase-anaphase de la première division de la méiose, chaque F1 produit 4 sortes de gamètes en quantités égales : vg+ e+ ; vg+ e, vg e+ et vg e. Au cours de la fécondation, la rencontre des gamètes s’effectue au hasard, ce qui permet de construire l’échiquier prévisionnel de la génération F2.

Tableau de la génération F2


Spermatozoïdes

Ovules


1/4 vg+ e+


1/4 vg+ e


1/4 vg e+


1/4 vg e


1/4 vg+ e+


vg+//vg+, e+//e+
[vg+ e+]


vg+//vg+, e+//e
[vg+ e+]


vg+//vg, e+//e+
[vg+ e+]


vg+//vg, e+//e
[vg+ e+]


1/4 vg+ e


vg+//vg+, e+//e
[vg+ e+]


vg+//vg+, e//e
[vg+ e]


vg+//vg, e+//e
[vg+ e+]


vg+//vg, e//e
[vg+ e]


1/4 vg e+


vg+//vg, e+//e+
[vg+ e+]


vg+//vg, e+//e
[vg+ e+]


vg//vg, e+//e+
[vg e+]


vg//vg, e+//e
[vg e+]


1/4 vg e


vg+//vg, e+//e
[vg+ e+]


vg+//vg, e//e
[vg+ e]


vg//vg, e+//e
[vg e+]


vg//vg, e//e
[vg e]