MENDEL ET LA NAISSANCE DE LA GENETIQUE PAGES Question 1 : génotypes et proportion des plants produits par autofécondation d hybrides Aa

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1 MENDEL ET LA NAISSANCE DE LA GENETIQUE PAGES EXERCICE 1 PAGE 98 : LE RETOUR DES HYBRIDES AUX ESPECES SOUCHES Question 1 : génotypes et proportion des plants produits par autofécondation d hybrides Aa D après Mendel, les hybrides Aa produisent les particules A et a : Aa X Aa Séparation au hasard des particules indépendantes A a A AA Aa a Aa aa ¼ de plantes A de génotypes AA ¼ de plantes a de génotypes aa ½ de plantes A de génotypes Aa. Les plantes A de génotype (A//A) et les plantes a de génotype homozygote (a//a) «sont devenues constantes». Le synonyme de constante est «pur» ou «homozygote».

2 Question 2 : nombre des types de descendants différents Il s agit d expliquer la tendance à retourner aux formes homozygotes (pures). Les plantes homozygotes donnent toujours les mêmes génotypes. Les plantes hybrides (=hétérozygotes) continuent de donner 1/2 d homozygotes et 1/2 hétérozygotes. On suppose que chaque autofécondation donne 4 nouvelles graines / plantes La première autofécondation sera celle des hybrides Aa X Aa Les suivantes seront celles des homozygotes et celles des hybrides obtenus : Nombre d individus obtenus Pures = homozygotes Hybrides = hétérozygotes Rapport des plantes hybrides /pures Générations Plantes AA Plantes aa Plantes Aa G % G2 4+2 = = 6 2x2 = % G = = 28 4x2 = % G4 28x4+8 = x4+8 = 120 8x2 = % Au fur et à mesure des générations, le % d hybride diminue, sans disparaître.

3 EXERCICE 2 : DES EXPERIENCES D HYBRIDATION AVANT MENDEL question1 : comparaison des protocoles Les deux protocoles sont comparables : 1 croisement entre plantes issues de deux variétés de graines différenciables GOSS réalise une hybridation artificielle en pollinisant une fleur dont les étamines ont été coupées avec le pollen d une autre variété. Il laisse ensuite les plantes s autoféconder. Question 2 : remarques sur la présentation des résultats Ces résultats ne présentent pas de chiffres précis : «quelques gousses à graines vertes, nombreuses gousses à graines vertes et jaunes». Ces résultats n ont pas été interprétés comme Mendel l a fait car il n y a eu ni comptage de graines, ni comptage de plants. L approche n est pas quantitative. Le but était de produire de nouvelles variétés de légumes, pas de chercher une explication à la régularité remarquable des hybrides. EXERCICE 3 : VOIR LIVRE PAGE 251

4 EXERCICE 4 PAGE 100 : GENOTYPES DIFFERENTS POUR UN MEME PHENOTYPES Question 1a : schéma du croisement ; phénotypes dominants et récessifs Schéma de la pollinisation croisée : voir page 87 Suite au croisement A X D, seuls les caractères tige longue et fleurs rouge violet apparaissent : Or le parent D possède est à tige courte et fleurs blanches. Le parent D possède au moins un trait de caractère tige courte à fleurs blanches. Ce trait n apparaît pas dans les descendants : ces caractères sont récessifs Les traits tige longue et fleurs rouge violet sont dominants. Question 2 : génotypes des plants A, B, C L = longue tige ; R = rouge violet ; n = naine ; b = blanche Phénotype D = Tige courte et fleurs blanches, traits récessifs : Génotype D = n//n et b//b : il ne donne que des gamètes (n/) et (b/). A X D : 100% [L] et [R] : les descendants possèdent tous les traits de caractères n et b, récessifs, issus de D. Les descendants ont tous le même génotype : (L//n) et (R//b). A ne produit qu un seul type gamète : (L/) et (R/) Le génotype A est homozygote (L//L) et (R//R). B X D : 50% [L] et [R] ; 50% [n] et [R]. D ne fournit qu un type de gamètes (n/) et (b/). Les descendants [L] et [R] ont le génotype (L//n) et (R//b) : B a fourni les gamètes (L/) et R/) Les descendants [n] et [R] ont le génotype (n//n) et (R//b) : B a fourni les gamètes (n/) et (R/) Génotype B = (L//n) et (R//R) homozygote pour la couleur des fleurs et hétérozygote pour la taille de la tige. Génotype C = (L//n) et (R//b) car 4 types de gamètes ont été fournis par C : (L/) et (R/), (L) et (/b), (n/) et (R/), (n/) et (b/). D ne fournit que (n/) et (b/)

5 EXERCICE 5 PAGE 100 : CREATION D UNE NOUVELLE LIGNEE PURE CHEZ LE LAPIN. Question 1a : la descendance à pelage court et noir est-elle la lignée pure attendue? L éleveur croise deux lignées pures : lapins à poils bruns et courts avec lapins à poils noirs et longs. Chaque lapin de lignée pure ne peut donner qu un seul trait de caractère Les lapins de lignée pure à pelage brun et court produisent un seul type de gamète avec les traits bruns et court. Les lapins de lignée pure à pelage noir et long produisent un seul type de gamètes avec les traits noirs et long. Les animaux obtenus en F1 sont hybrides ayant tous les mêmes génotypes et les mêmes caractères : noirs et courts. le caractère court C est dominant sur le caractère long l le caractère noir N est dominant sur le caractère brun b. Les F1 auront donc Nb et Cl : ce sont des hybrides qui ne correspondent pas à la lignée pure attendue par l éleveur.

6 Question 1b : proportions des différents phénotypes attendus en F2 Les traits de caractère se transmettent indépendamment : Chaque hybride F1 produit ainsi 4 types de gamètes : N et C, N et l, b et C, b et l en proportions équivalentes (¼). N C N l b C b l N C N//N C//C N//N C//C N l N//N N//N l//l l//l b C C//C b//b C//C b//b b l l//l b//b b//b l//l En F2 on attend : 9/16 de lapins à pelage noir et court 3/16 de lapins à pelage noir et long 3/16 de lapins à pelage brun et court 1/16 de lapins à pelage brun et long.

7 Question 2a : combien de génotypes différents donnent un pelage noir et court. Les traits noir et court sont dominants ; les traits brun et long sont récessifs. Les phénotypes noir et court des F2 résultent de 4 génotypes différents : (N//N) et (C//C) () et (C//C) (N//N) et () () et () Question 2b : comment l éleveur peut-il reconnaître les lignée pures «noir et court». L éleveur reconnaît les lapins «noir et court» de lignée pure lorsqu un croisement avec un double récessif brun et long donne 100% de «noir et court». Ces descendants sont tous hybrides () et (). Le parent dominant n apporte que des gamètes avec Noir et Court : son génotype est : (N//N) et (C//C) En revanche, des F2 de génotype () et (C//C), (N//N) et (), () et () croisés avec des lapins double récessifs à pelage brun et long, de génotype (b//b) et (l//l), produiront des descendances variées.

8 EXERCICE 6 PAGE 100 : MENDEL SUGGERE LE MODE DE FECONDATION CHEZ LES PLANTES A FLEURS Question 1 : deux conceptions différentes de la fécondation à l époque de Mendel On conçoit la fécondation : Soit comme l union d une cellule mâle et d une femelle dont le rôle est de nourrir la cellule mâle qui est la seule à l origine de l embryon. (!!!) Soit comme la fusion d une cellule mâle et d une femelle qui réunit les éléments apportés par chacune d elles dans une seule cellule à l origine de l embryon. Question 2 : arguments de Mendel pour justifier la fusion du couple ovule pollen L idée d une fusion d un couple ovule-pollen, c est-à-dire une «union complète des deux cellules», est justifiée par plusieurs observations. Les hybrides F1 produits par fécondation artificielle croisée à partir de parents différant par un caractère, ont un phénotype qui n est pas systématiquement celui de la plante qui a fourni le pollen. Ce phénotype est toujours le même et peut être celui de la plante femelle ou de la plante mâle. les caractères viennent du mâle ou de la femelle : la cellule femelle ne sert pas seulement de nourrice. Les deux phénotypes parentaux réapparaissent en seconde génération ce qui démontre bien que l hybride F1 contient un trait apporté par l ovule et un trait apporté par le pollen. Ce sont des particules qui sont transmises aux descendants, qui se manifestent ou pas suivant le trait.