ACTIVITÉ : TRANSMISSION ET BRASSAGE DES ALLÈLES CHEZ LES DIPLOÏDES.

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1 ACTIVITÉ : TRANSMISSION ET BRASSAGE DES ALLÈLES CHEZ LES DIPLOÏDES. Problème : Comment la reproduction sexuée assure-t-elle la diversité génétique de la descendance? Plus précisément, comment s effectue la transmission d un ou de deux couples d allèles chez les diploïdes? Objectif de méthode : Savoir exploiter un énoncé de génétique et des résultats de croisement (y compris test cross) pour déterminer les génotypes et les relations de dominance et de récessivité entre deux allèles d un même gène d une part et retrouver les mécanismes de brassage des gènes d autre part. ACTIVITÉ 1 : ETUDE DE LA TRANSMISSION D UN COUPLE D ALLÈLES CHEZ LA SOURIS. DOC p 93 Belin Soient g = allèle responsable de la couleur grise et b = allèle responsable de la couleur blanche. a) A partir des informations du texte déterminez : *le génotype du parent gris, et celui du parent blanc. *les génotypes des gamètes produits par ces deux parents. c) Tracez l échiquier de croisement puis établissez la relation de dominance récessivité entre les deux allèles à partir de l étude du phénotype des individus de la F1. d) Le croisement d un individu de phénotype récessif ( donc homozygote) par un individu de phénotype dominant s appelle un test cross. A partir du DOC 4 montrez que les résultats de test cross peuvent servir à déterminer le génotype de l individu de phénotype dominant. ACTIVITÉ 2 : ETUDE DE LA TRANSMISSION DE DEUX COUPLES D ALLÈLES CHEZ LA DROSOPHILE GRÂCE AUX RÉSULTATS D UN TEST CROSS. Premier cas : ( boites de drosophiles N 2 de chez Jeulin) Un gène régit la couleur du corps : l allèle e+ est à l origine de la couleur grise, l allèle e est à l origine de la couleur ébène. Un deuxième gène régit le développement de l aile : l allèle vg + assure le développement d ailes normales, l allèle vg le développement d ailes vestigiales atrophiées. P1 : souche sauvage de lignée pure, de phénotype [ailes longues, corps gris] : souche mutée de lignée pure, de phénotype [ ailes vestigiales, corps ébène] On réalise le croisement de P1 X, on obtient ainsi la génération F1. a) Ecrivez les génotypes des parents et de leurs gamètes. Puis complétez le tableau de croisement.

2 b) Quel(s) est (ou sont) le (ou les) phénotype(s) des mouches de la F1? Déduisez-en la relation de dominance et de récessivité pour chaque couple d allèles. On réalise un test cross : F1 X Parent double récessif () c) Tracez l échiquier de croisement. d) Comptez sur les plaquettes les individus de chaque phénotype différent, après mise en commun des résultats au tableau que constatez-vous? e) Deux des phénotypes sont qualifiés de types parentaux et les deux autres de types recombinés. Identifiez- les et justifiez leurs appellations. Deuxième cas : ( boites de drosophiles N 3 de chez Jeulin) Un autre gène régit la couleur du corps : l allèle b+ est à l origine de la couleur claire, l allèle b est à l origine de la couleur noire (black). Un deuxième gène régit le développement de l aile : l allèle vg+ assure le développement d ailes normales, l allèle vg le développement d une aile vestigiale atrophiée. P1 : souche sauvage de lignée pure, de phénotype [ailes longues, corps clair] : souche mutée de lignée pure, de phénotype [ ailes vestigiales, corps noir] On réalise le croisement de P1 X, on obtient ainsi la génération F1. La F1 est homogène toutes les mouches sont de phénotype [ailes longues, corps clair] ; a) Ecrivez les génotypes des parents et de leurs gamètes. Puis complétez le tableau de croisement. b) Déduisez-en la relation de dominance et de récessivité pour chaque couple d allèles. On réalise un test cross : F1 X Parent double récessif (). On obtient : 550 drosophiles aux ailes longues et au corps clair 5 30 drosophiles aux ailes vestigiales et au corps noir 111 drosophiles aux ailes vestigiales et au corps clair 109 drosophiles aux ailes longues et au corps noir c) Tracez l échiquier de croisement. Comparez-le aux résultats numériques obtenus. Expliquez l origine des différences constatées en vous référant aux gamètes fabriqués par les parents de la F 2. d) En comparant les résultats du premier et du deuxième cas expliquez en quoi les résultats des tests cross permettent de déterminer la localisation de deux gènes l un par rapport à l autre.

3 CORRECTION : TRANSMISSION ET BRASSAGE DES ALLÈLES CHEZ LES DIPLOÏDES. Problème : Comment s effectue la transmission d un ou de deux couples d allèles chez les diploïdes? Objectif de connaissance : Intérêt du test cross, détermination de la liaison ou de l indépendance de deux gènes. Objectif de méthode : Savoir exploiter un énoncé de génétique et des résultats de croisement (y compris test cross) pour déterminer les génotypes et les relations de dominance et de récessivité entre deux allèles d un même gène d une part et retrouver les mécanismes de brassage des gènes d autre part. ACTIVITÉ 1 : ETUDE DE LA TRANSMISSION D UN COUPLE D ALLÈLES CHEZ LA SOURIS. DOC p 93 Belin Soient g = allèle responsable de la couleur grise et b = allèle responsable de la couleur blanche. a) A partir des informations du texte déterminez : *le génotype du parent gris, et celui du parent blanc. *les génotypes des gamètes produits par ces deux parents. Les deux parents sont de souche pure, ils sont donc homozygotes. Parent blanc (b/b), Parent gris (g/g). b) Tracez l échiquier de croisement puis établissez la relation de dominance récessivité entre les deux allèles à partir de l étude du phénotype des individus de la F1. Parent gris (g/) Parent blanc (b/) (b/g) [gris] Tous les individus de la F1 étant gris, l allèle g est dominant sur l allèle b, on peut noter l allèle dominant en majuscule et l allèle récessif en minuscule. c) Le croisement d un individu de phénotype récessif ( donc homozygote) par un individu de phénotype dominant s appelle un test cross. A partir du DOC 4 montrez que les résultats de test cross peuvent servir à déterminer le génotype de l individu de phénotype dominant. Le croisement de certaines souris grises avec une souris blanche ne donne que des souris grises, le croisement d autres souris grises avec une souris blanche donne pour moitié des souris grises et pour moitié des souris blanches. Le parent blanc de phénotype récessif n a pu fournir que l allèle b récessif, le phénotype des jeunes ne dépend donc que de l allèle issu de la souris grise. Si l allèle est b le jeune (b/b) sera blanc, si l allèle est g le jeune (g/b) sera gris. Si tous les jeunes sont gris c est que le parent gris ne fournit que des allèles g et qu il est donc homozygote (g/g). Si la moitié des jeunes sont gris et l autre moitié blanche c est que le parent gris fournit pour moitié des allèles g et pour moitié des allèles b, il est donc hétérozygote (b/g). BILAN 1

4 ACTIVITÉ 2 : ETUDE DE LA TRANSMISSION DE DEUX COUPLES D ALLÈLES CHEZ LA DROSOPHILE GRÂCE AUX RÉSULTATS D UN TEST CROSS. Premier cas : ( boites de drosophiles N 2 de chez Jeulin) Un gène régit la couleur du corps : l allèle e+ est à l origine de la couleur grise, l allèle e est à l origine de la couleur ébène. Un deuxième gène régit le développement de l aile : l allèle vg + assure le développement d ailes normales, l allèle vg le développement d ailes vestigiales atrophiées. P1 : souche sauvage de lignée pure, de phénotype [ailes longues, corps gris] : souche mutée de lignée pure, de phénotype [ ailes vestigiales, corps ébène] On réalise le croisement de P1 X, on obtient ainsi la génération F1. a) Ecrivez les génotypes des parents et de leurs gamètes. Puis complétez le tableau de croisement. P1 (e+/e+,vg+/vg+) gamètes de P1 (e+/, vg+ /) ; (e /e, vg/vg ) gamètes de (e/,vg/) P1 (e+/, vg+/) (e/, vg/) (e/e+, vg/vg+) b) Quel(s) est (ou sont) le (ou les) phénotype(s) des mouches de la F1? Déduisez-en la relation de dominance et de récessivité pour chaque couple d allèles. Toutes les mouches de la F1 sont de phénotype [ Ailes longues, Corps gris]. L allèle vg+ est dominant sur l allèle vg et l allèle e+ est dominant sur l allèle e. On réalise un test cross : F1 X Parent double récessif () c) Tracez l échiquier de croisement. (e/, vg/) F1 (e+/, vg+ /) (e/, vg/) (e+/, vg/) (e/, vg+/) (e+/e, vg+/vg) [corps gris, ailes (e/e, vg/vg) [corps ébène, ailes (e+/e, vg/vg) [corps gris, ailes (e/e, vg+/vg) [corps ébène, ailes d) Comptez sur les plaquettes les individus de chaque phénotype différent, après mise en commun des résultats au tableau que constatez-vous? Tous les phénotypes sont en quantités égales ¼, ¼, ¼, ¼. e) Deux des phénotypes sont qualifiés de types parentaux et les deux autres de types recombinés. Identifiez- les et justifiez leurs appellations. Phénotypes parentaux : [corps gris, ailes et [corps ébène, ailes, ces individus présentent les deux caractéristiques d un seul de leurs parents. Phénotypes recombinés : [corps gris, ailes et [corps ébène, ailes, ces individus présentent une caractéristique d un parent et une caractéristique de l autre parent.

5 Deuxième cas : ( boites de drosophiles N 3 de chez Jeulin) Un autre gène régit la couleur du corps : l allèle b+ est à l origine de la couleur claire, l allèle b est à l origine de la couleur noire (black). Un deuxième gène régit le développement de l aile : l allèle vg+ assure le développement d ailes normales, l allèle vg le développement d une aile vestigiale atrophiée. P1 : souche sauvage de lignée pure, de phénotype [ailes longues, corps clair] : souche mutée de lignée pure, de phénotype [ ailes vestigiales, corps noir] On réalise le croisement de P1 X, on obtient ainsi la génération F1. La F1 est homogène toutes les mouches sont de phénotype [ailes longues, corps clair] ; a) Ecrivez les génotypes des parents et de leurs gamètes. Puis complétez le tableau de croisement. P1 (b+/b+, vg+/vg+) gamète de P1(b+/, vg+/), (b/b, vg/vg) gamètes de (b/, vg/) P1 (b/, vg+ /) (b+/, vg+/) (b/b+, vg/vg+) [Corps clair, Ailes c) Déduisez-en la relation de dominance et de récessivité pour chaque couple d allèles. Toutes les mouches de la F1 étant de phénotype [Corps clair, Ailes, l allèle b+ est dominant sur b et l allèle vg+ est dominant sur vg. On réalise un test cross : F1 X Parent double récessif (). On obtient : 550 drosophiles aux ailes longues et au corps clair 5 30 drosophiles aux ailes vestigiales et au corps noir 111 drosophiles aux ailes vestigiales et au corps clair 109 drosophiles aux ailes longues et au corps noir d) Tracez l échiquier de croisement. Comparez-le aux résultats numériques obtenus. Expliquez l origine des différences constatées en vous référant aux gamètes fabriqués par les parents de la F 2. (b/, vg/) F1 (b+/, vg+/) (b/, vg/) (b+/, vg/) (b/, vg+/) (b+/b, vg+/vg) [corps clair, ailes (b/b, vg/vg) [corps noir, ailes (b+/b+,vg/vg) [corps clair, ailes (b/b, vg/vg+) [corps clair, ailes 55O Il y a beaucoup plus d individus de types parentaux que d individus de types recombinés en F 2. Le nombre d individus de chaque phénotype reflète le nombre de gamètes de chaque type produit par le parent F1. Il y a donc plus de gamètes de types parentaux produits que de gamètes de types recombinés. e) En comparant les résultats du premier et du deuxième cas expliquez en quoi les résultats des tests cross permettent de déterminer la localisation de deux gènes l un par rapport à l autre. Voir bilan 2 BILAN 2

6 BILAN: TRANSMISSION ET BRASSAGE DES ALLÈLES CHEZ LES DIPLOÏDES. BILAN 1 : Le croisement entre deux lignées pures différant par un caractère régit par un couple d allèles (Monohybridisme) permet d établir la relation de dominance et de récessivité entre les deux allèles. La réalisation d un test cross (croisement d un individu de phénotype dominant dont on ne connaît pas le génotype (hétéro ou homozygote) par un individu de phénotype récessif (et donc forcément homozygote récessif)) permet de connaître le génotype des gamètes produits par l individu de phénotype dominant et donc son génotype. BILAN 2 : Le croisement entre deux lignées pures différant par deux caractères régit chacun par un couple d allèles (dihybridisme), permet d établir la relation de dominance ou de récessivité entre les deux allèles de chaque gène. La réalisation d un test cross (croisement d un individu de phénotype dominant dont on ne connaît pas le génotype (hétéro ou homozygote) par un individu de phénotype récessif (et donc forcément homozygote récessif) montre l apparition de nouveaux phénotypes qualifiés de recombinés (1 caractère d un parent et un caractère de l autre parent). *Lorsque les phénotypes recombinés sont en égales proportions des phénotypes parentaux, c est que les quatre types de gamètes produits par le parent de phénotype dominant l étaient aussi. Cette équiprobabilité (25% pour chaque type) est le signe d une indépendance des deux gènes étudiés ( gènes sur deux chromosomes différents). Lors de l anaphase 1, un chromosome de chaque paire migre aléatoirement vers un pôle ou l autre de la cellule, créant un brassage interchromosomique. *Lorsque les phénotypes recombinés sont en moindre proportion, c est que les gamètes leur correspondant sont plus rares. Cette inéquaprobabilité est le signe d une liaison des deux gènes étudiés (gènes sur le même chromosome). Les recombinaisons parfois observées sont le résultat d un brassage intrachromosomique par crossing over (échanges de morceaux de chromatides entre chromosomes homologues), qui se produit à la faveur de chiasmas (enchevêtrements entre chromatides de chromosomes homologues), lors de l appariement des chromosomes homologues, en prophase de première division de méiose..