Les chats calico

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2016 | Académie : Pondichéry

 

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Pondichéry • Avril 2016

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Les chats « calico »

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ph &copy Stephen D. Kramer/123rf.comPhotographie d’une chatte calico

 

Certains chats possèdent un pelage composé d’une mosaïque de taches blanches, rousses et noires. On les appelle des « calico ».

 

Chacune de ces mosaïques forme un motif unique qui permet de reconnaître un individu calico aussi sûrement qu’avec des empreintes digitales.

On a découvert que tous les chats calico sont des femelles.

 À l’aide de l’exploitation des documents proposés et de vos connaissances :

montrez que la méiose et la fécondation permettent d’expliquer les résultats du croisement présenté dans le document 2 

expliquez comment des chattes calico possédant un même génotype peuvent avoir des pelages différents.

Le candidat ne cherchera pas à expliquer la présence de poils blancs : ce travail ne porte que sur le déterminisme des taches rousses et noires.

DOCUMENT 1 Relation entre les allèles (O+ et O&ndash ) portés par les chromosomes sexuels et la couleur du pelage chez le chat

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D’après A. Jaraud-Darnault, La paire de chromosomes sexuels subit la même méiose que les autres chromosomes, thèse, 2015.

DOCUMENT 2 Résultat d’un croisement

On croise un chat roux avec une chatte calico. Le tableau suivant présente le résultat de ce croisement.

Proportions

25 % des

descendants

25 % des

descendants

25 % des

descendants

25 % des

descendants

Phénotype

Calico

Poils roux

Poils roux

Poils noirs

Sexe

Femelles

Femelles

Mâles

Mâles

Aspects du pelage de trois des chatons femelles calico :

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DOCUMENT 3 La coloration d’un poil

Les mélanocytes sont des cellules qui fabriquent les pigments responsables de la coloration d’un poil. Les mélanocytes de chat produisent tous un pigment roux appelé « trichochrome ». Mais les mélanocytes peuvent aussi former un autre pigment, l’eumélanine, qui masque le trichochrome et rend le poil noir.

On a découvert que l’expression de l’allèle O+ empêche la biosynthèse d’eumélanine.

DOCUMENT 4 Le corpuscule de Barr

a. L’hypothèse de Mary Lyon

En 1949, le docteur Murray Barr découvre que le noyau de certaines cellules contient un amas d’ADN qu’il baptise « corpuscule de Barr ». Douze ans plus tard, la généticienne Mary Lyon propose que le corpuscule de Barr corresponde à un chromosome X inactivé. Les gènes de ce chromosome ne pourraient plus s’exprimer et seuls les gènes portés par l’autre chromosome X seraient utilisés par la cellule.

Selon cette hypothèse, dans une cellule embryonnaire possédant deux chromosomes X, c’est le hasard qui déterminerait lequel des deux se transforme en corpuscule de Barr. Toutes les cellules filles de la cellule embryonnaire conserveraient ensuite le même chromosome X inactivé.

b. Aspect du noyau d’un mélanocyte de chat mâle (A) et du noyau d’un mélanocyte de chatte calico (B)

Sur ce type d’image, un corpuscule de Barr apparaît sous la forme d’une tache blanche.

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D’après B. Hong et al., PNAS, 2001.

On retrouve les mêmes résultats dans tous les mélanocytes responsables des poils roux ou noirs des femelles.

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Le sujet repose sur les notions d’hérédité liée au sexe (le gène en cause est situé sur le chromosome X) et sur l’inactivation d’un des chromosomes X dans chaque cellule de l’organisme et notamment dans les mélanocytes, cellules qui synthétisent les pigments responsables de la couleur du pelage. Ces notions ne sont pas explicitement au programme mais le sujet fournit toutes les informations nécessaires, de sorte que vous n’avez qu’à les exploiter à l’aide de vos connaissances sur les chromosomes, la méiose et la fécondation.

Le sujet comporte deux questions. Il faut repérer les documents se rapportant à chacune d’elles : les documents 1 et 2 sont à exploiter pour la première question  les documents 3 et 4 servent pour la deuxième question.

La question 1 demande de montrer comment méiose et fécondation expliquent les résultats d’un croisement. Il ne s’agit surtout pas de réciter toute la méiose et la fécondation, mais seulement de préciser les caractéristiques essentielles de ces phénomènes permettant de prévoir la descendance d’un croisement à l’aide d’un échiquier de croisement.

Les documents 3 et 4 apportent beaucoup d’informations. La difficulté est de ne pas les paraphraser et d’arriver à en dégager les points essentiels pour élaborer une réponse argumentée à la deuxième question.

Mobiliser ses connaissances

La méiose produit quatre cellules haploïdes à partir d’une cellule diploïde.

Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s’unissent : leur fusion conduit à un zygote. La diversité génétique potentielle des zygotes est immense.