Sciences de la Vie et de la Terre! DS n 1 : Génétique, caryotye et méiose : stabilité et variabilité!

Transcription

1 Classe : Terminales S Vendredi 12 Septembre 2014 Durée : 3 heures 30 minutes Sciences de la Vie et de la Terre DS n 1 : Génétique, caryotye et méiose : stabilité et variabilité Le sujet comporte 6 pages, notées de 1/6 à 6/6. Deux points de présentation sont consacrés à l évaluation de la propreté de la copie, de la clarté des schémas et de la concision des informations. Veuillez y porter une attention particulière. Pour les pages à rendre, n oubliez pas de noter votre nom dessus. Bon travail Partie 1 : 8 points - Restitution de cours Des généticiens étudient le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique. Ils prennent comme modèle d'étude deux populations de Drosophiles constituées d'individus mâles et femelles homozygotes pour deux gènes indépendants. Le gène couleur du corps présente deux allèles : e + : corps clair, dominant; e - : corps sombre, récessif. Le gène longueur des ailes présente deux allèles : vg + : ailes longues, dominant; vg - : ailes courtes, récessif. Des mâles de la population 1 sont placés avec des femelles de la population 2 dans le même flacon d'élevage. Leur croisement aboutit à la génération F1. Les individus issus de la première génération (F1) obtenue sont ensuite croisés avec des individus de la population 2. On obtient une deuxième génération (F2) dans laquelle les généticiens observent, pour les caractères étudiés, une diversité des combinaisons phénotypiques. En s'appuyant sur cet exemple, proposez un texte illustré montrant par quels mécanismes la reproduction sexuée aboutit, ici, à la diversité phénotypique observée. L'exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion et sera accompagné de schémas. 1 of 6

2 Partie 2 : 4 points : Exercice court - réponse synthétique Au cours de la méiose, les brassages inter et intra-chromosomique produisent une diversité potentiellement infinie de gamètes. On réalise des croisements de drosophiles dont les résultats sont donnés dans le document 1. On cherche à comprendre lequel de ces deux mécanismes (brassage inter ou intra-chromosomique) est mis en œuvre et quels sont les deux gènes impliqués. Réponses à donner sur la fiche réponse. document 1: résultats de croisements de Drosophiles portant sur les caractères «longueur des ailes» (ailes longues et ailes vestigiales ou réduites) et «couleur du corps» (corps clair et corps noir) Premier croisement mouche A [ailes normales et corps clair] (sauvage) mouche B [ailes vestigiales et corps noir] F1 [ailes normales et corps clair] (sauvage) Les mouches F1 sont hétérozygotes, comme le montrent les phénotypes desdescendants issus du croisement test: Second croisement : croisement test ou test-cross femelle F1 [ailes normales et corps clair] (sauvage) mâle [ailes vestigiales et corps noir] 25% [ailes vestigiales et corps noir] 25% [ailes normales et corps clair] (sauvage) 25% [ailes vestigiales, corps clair] 25% [ailes normales, corps noir] d'après didac.free.fr/droso/ le 07/07/2012 document 2: caryotype et portion de la carte génétique de la Drosophile (Chaque gène possède un allèle dit «sauvage» à l'origine de l'expression du phenotype «sauvage» qui est le plus présent dans les populations de Drosophiles). d'après E. Altenburg repris dans Prévost Génétique. Editions Hermann, modifié à l'aide du site svt.ac-dijon.fr 2 of 6

3 3 of 6

4 Fiche réponse (Annexe à rendre avec la copie) QCM : à partir des informations tirées des documents, cochez la bonne réponse, pour chaque série de propositions Le caryotype de la Drosophile comprend 2 chromosomes à 2 chromatides. Le caryotype de la Drosophile comprend 8 paires de chromosomes. Le caryotype de la Drosophile comprend 3 paires de chromosomes et 2 protéines sphériques. Le caryotype de la Drosophile comprend 4 paires de chromosomes. L'allèle responsable de la couleur claire du corps est dominant par rapport à l'allèle responsable des ailes vestigiales. L'allèle responsable de la couleur claire du corps est dominant par rapport à l'allèle responsable du corps noir. L'allèle responsable des ailes vestigiales est dominant par rapport à l'allèle responsable des ailes longues. L'allèle responsable de la couleur noire du corps est un allèle sauvage. Ces croisements illustrent les brassages intrachromosomique et interchromosomique Ces croisements illustrent le brassage intrachromosomique. Ces croisements illustrent le brassage interchromosomique. Ces croisements sont responsables d'une aberration chromosomique. Les gènes impliqués dans ce brassage sont liés. Un seul gène gouverne la couleur du corps. Les gènes impliqués dans ce brassage sont indépendants. Le gène gouvernant la couleur du corps situé sur le chromosome 2 est un des deux gènes impliqués dans le croisement. Toutes les cellules du corps de la Drosophile sont haploïdes. Les résultats du premier croisement (F1) permettent de déterminer quels sont les allèles dominants. On appelle test-cross, l'événement responsable d'une recombinaison intra chromosomique. Les Drosophiles «sauvages» sont plus dangereuses que les Drosophiles «mutées». 4 of 6

5 Partie 3 : 6 points - Exercice de synthèse de documents / utilisation de connaissances Afin d'illustrer la diversité des génomes, on cherche à interpréter les résultats d'un test-cross chez un organisme diploïde, la Drosophile, dans le cas de deux couples d'allèles. A partir de l'exploitation des documents 1 et 2 : - prouvez que I'hypothèse «les deux gènes sont situés sur deux chromosomes distincts» est fausse, - expliquez comment le phénomène mis en évidence par l'observation cytologique (doc 2) permet de comprendre les pourcentages de la génération F2. Votre explication sera illustrée par le schéma fourni en annexe que vous compléterez et rendrez avec la copie. Les pourcentages sont obtenus à partir de nombreux résultats expérimentaux, avec autant de mâles que de femelles pour chacun des phénotypes indiqués entre crochets [ ]. document 1 a : obtention d'une génération F1. Le caractère altematif «ailes longues - ailes vestigiales» est déterminé par un gène existant sous deux formes alléliques respectivement notées vg+ (dont I'expression est dominante) et vg (dont I'expression est récessive). Le caractère alternatif «yeux rouges - yeux pourpres» est déterminé par un gène existant sous deux formes alléliques notées respectivement pu+ (dont I'expression est dominante) et pu (dont I'expression est récessive). La génération F1 résulte de I'accouplement d'individus homozygotes pour les deux gènes considérés. parents mâle [vg+;pu+] x femelle [vg;pu] génération F1 100% [vg+;pu+] document 1 b : obtention d'une génération F2 par croisement test Des femelles de la génération F1 ont été fécondées par des mâles possédant, pour les deux gènes considérés, des allèles dont I'expression est récessive. femelles F1 [vg+;pu+] x mâle [vg;pu] génération F2 [vg+;pu+] [vg+;pu] [vg;pu+] [vg;pu] 43,5% 6,5% 6,5% 43,5% document 2 : observation cytologique dans une cellule-mère de gamète Ces deux chromosomes homologues à deux chromatides en prophase 1 de méiose mesurent quelques micromètres. Le chiasma est une zone d'accolement. 5 of 6

6 document à rendre avec la copie Indiquez la place des allèles des deux gènes sur les chromatides, du début de la prophase 1 à la télophase 1 de méiose début de prophase 1 prophase 1 Chromosomes homologues à 2 chromatides situés dans une cellule de la femelle de F1. anaphase 1 télophase 1 Chromosomes à 2 chromatides qui se répartiront dans deux cellules distinctes. télophase 2 Chromosomes à une chromatide répartis dans 4 cellules distinctes. 6 of 6