Leçon 1 : Méiose et Fécondation participent à la stabilité des individus

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1 THEME : GENETIQUE DES HAPLOIDES Leçon 1 : Méiose et Fécondation participent à la stabilité des individus 1.Place de la méiose et de la fécondation 1.1-Chez une espèce haploïde : Chez le champignon Sordaria, le cycle biologique est à.. dominante, On parle de cycle Car il est essentiellement constitué de 1

2 Dans ce cas, la méiose se produit.. la fécondation et permet la formation de. La phase diploïde se limite à 1.2-Chez une espèce diploïde Chez les Mammifères, le cycle biologique est à.. dominante, On parle de cycle Car il est essentiellement constitué de Dans ce cas, la méiose se produit.. la fécondation et permet la formation de. La phase diploïde se limite à. 2-Le cycle de Sordaria 2

3 Les étapes : La cellule-œuf est. Elle produit des.. par Germination de la. qui est à l origine d un.. par mitoses. Rencontre des.. d individus différents La donne une cellule œuf Leçon 2 : Méiose et Fécondation participent à la variabilité des individus 1-Les types d asques On travaille sur 2 souches de Sordaria : -la souche sauvage dont les spores sont noires. -la souche mutante dont les spores sont jaunes. Le croisement de ces 2 souches par reproduction sexuée aboutit à la formation d asques hybrides. Chez Sordaria, la disposition des spores dans l asque reflète la position des divisions dans l espace lors de la méiose car les cellules ne peuvent changer de place après les divisions. C est pourquoi le croisement réalisé entre souches à spores noires et à spores jaunes permet d illustrer la dynamique des chromosomes lors de la méiose. La couleur des spores est un caractère simple gouverné par un couple d allèles que nous appellerons N et J. Comme les spores sont haploïdes, leur couleur indique directement leur génotype. 3

4 2-Origine des asques de type 4/4 4

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7 Exercice 1 : NANCY 2004 Neurospora est un champignon microscopique haploïde dont les principales étapes du cycle de développement sont présentées sur le document 1. On connaît chez ce champignon deux souches qui se distinguent par leur capacité à croître sur un milieu "minimum" sans méthionine (un acide aminé) : -] a besoin de méthionine pour se développer. On admet que ce phénotype est déterminé par l'expression d'un couple d'allèles notés M+ et M-. On croise une souche [M+] avec une souche [M-]. Les spores obtenues en place dans les asques sont cultivées sur milieu minimum sans méthionine. Le résultat, observable après quelques heures, est schématisé sur le document 2. Expliquez comment ce croisement permet d'obtenir les différents types d'asques observés. Document 1a. Représentation simplifiée du cycle de développement de Neurospora. Document 1b : Résultat de la culture de Neurospora sur milieu minimum (sans méthionine). 7

8 Exercice 2 : NANCY

9 Exercice 3 Nancy 2010 On a croisé 2 souches de Sordaria, l une de phénotype (-) incapable de synthétiser l acide aminé lysine, l autre de phénotype (+) capable de le synthétiser. Les spores obtenues en place dans les asques ont été extraites avec précaution et testées en ce qui concerne leur aptitude à se développer sur un milieu dépourvu de lysine. Les résultats de l observation sont schématisés sur le document ci-dessous. 1) Répertorier les asques qui correspondent aux 2 types de brassage et donner le nom de chacun des brassages. Présenter votre réponse sous la forme d un tableau. 2) Schématiser les événements qui aboutissent au cas n 13. 9

10 Exercice 4 Partie A : Les individus de la souche sauvage de Sordaria macrospora forment des spores de couleur noire. La synthèse du pigment responsable de la couleur des spores se fait en plusieurs étapes, catalysées chacune par une enzyme. (On ne s'intéressera dans cet exercice qu'aux deux dernières étapes.) Produit X Produit Y Pigment noir Réaction catalysée par l'enzyme E 1 Réaction catalysée par l'enzyme E 2 On constate que l'incapacité à synthétiser le pigment noir entraîne la formation de spores blanches. Les produits X et Y sont blancs. L'enzyme E 1 est codée par le gène g 1, l'enzyme E 2 par le gène g 2. On connaît deux allèles pour le g 1 (g + 1 et g 1 ) ; g + 1 code pour une enzyme efficace, g 1 code pour une protéine sans propriété enzymatique (incapable de catalyser la réaction X Y). On connaît deux allèles pour g 2 (g + 2 et g 2 ) ; g + 2 code pour une enzyme efficace, g 2 code pour une enzyme inefficace (c'est-à-dire incapable de catalyser la réaction Y pigment noir). Les gènes g 1 et g 2 sont situés sur deux chromosomes différents. À partir de ces informations, indiquez la couleur des spores de génotypes : g 1 + g 2 + ; g 1 + g 2 ; g 1 g 2 + ; g 1 g 2. Partie B : On croise deux souches, l'une de génotype g 1 + g 2, l'autre de génotype g 1 g 2 +. Le document ci-contre représente trois des types d'asques, A, B et C, obtenus à la suite de ce croisement. 1. Schématisez le comportement des chromosomes à l'anaphase de la première division de la méiose qui permet d'expliquer les phénotypes et la disposition des spores des asques de type A et de type B. 2. Expliquez, en vous appuyant sur des schémas, les mécanismes chromosomiques pouvant conduire à un asque de type C. 10

11 QCM 1. Trouver les affirmations exactes Sordaria est un champignon ascomycète dont le cycle de développement est haploïde. On utilise deux souches, une fabriquant des spores jaunes et l'autre des spores noires. On considèrera que la couleur dépend d'un gène. On cultive ces deux souches ensemble après avoir rendue impossible l'autofécondation. Quand les deux mycélium se rencontrent, il y a fécondation, formation de périthèces renfermant des asques contenant huit spores. La spore résulte d'une méiose suivie d'une mitose. Quand l'asque se forme, la place des spores dépend de la position des noyaux après division, leur déplacement relatif est impossible. On obtient les différents asques suivants : catégorie 1 : asques contenant 4 spores noires suivies de 4 spores jaunes. catégorie 2 : asques contenant 4 spores jaunes suivies de 4 spores noires. catégorie 3 : asques contenant 2 spores noires suivies de 2 spores jaunes puis de 2 spores noires et enfin de 2 spores jaunes. catégorie 4 : asques contenant 2 spores jaunes suivies de 2 spores noires puis 2 spores jaunes et 2 spores noires. catégorie 5: asques contenant 2 spores noires puis 4 spores jaunes et 2 spores noires. catégorie 6 : asques contenant 2 spores jaunes suivies de 4 spores noires et 2 spores jaunes. Les catégories 1 et 2 sont en nombre égal. Les catégories 3, 4, 5 et 6 sont en nombre égal. les catégories 1 et 2 sont nettement plus fréquentes que les autres. a) les asques de catégories 1 et 2 s'expliquent par l'existence d'un unique brassage interchromosomique. b) les asques de catégories 1 et 2 s'expliquent par l'existence d'un unique brassage intrachromosomique. c) les asques de catégories 3, 4, 5, 6,s'expliquerit par l'existence d'un unique brassage interchromosomique. d) les asques de catégories 1 et 2 s'expliquent par l'existence d'un brassage intra et interchromosomique. e) les asques de catégories 3, 4, 5 et 6 s'expliquent par l'existence d'un brassage intrachromosomique. f) la répartition équitable des asques de catégories 1 et 2 montrent que la séparation des chromosomes homologues se fait au hasard. g) la répartition équitable des catégories 1 et 2 montre que la séparation des chromatides se fait au hasard. h) la répartition équitable des catégories 3, 4, 5 et 6 montre que la séparation des chromatides se fait au hasard. i) dans les asques de catégories 1 et 2, les allèles se séparent en première division de méiose. j) dans les asques de catégories 1 et 2, les allèles se séparent en deuxième division de méiose. k) dans les asques de catégories 3, 4, 5 et 6, les allèles se séparent en première division de méiose. I) dans les asques de catégories 3, 4, 5 et 6, les allèles se séparent en deuxième division de méiose On a croisé deux souches de Sordaria, l'une incapable de synthétiser l'acide aminé, lysine (ly-), l'autre capable de le synthétiser (ly+). Les ascopores contenues dans les asques en ont été extraites avec précaution et testées en ce qui concerne leur aptitude à se développer sur un milieu dépourvu de lysine. On a ainsi établi qu'il y avait, en ce qui concerne les phénotypes des ascopores et leur disposition, presque uniquement deux types d'asques : 11

12 Cette disposition s'explique car: a) Les chromosomes se placent toujours de la même façon à la première division de méiose. b) L'allèle ly+ est dominant et l'allèle ly- est récessif. c) Il y a toujours un crossing-over entre le gène et le centromère à chaque méiose. d) Le gène est situé très près du centromère. 4.Neurospora est un champignon microscopique haploïde, dont les principales étapes du cycle de développement sont présentées sur le document 1. On connaît chez ce champignon deux souches qui se distinguent par leur capacité à croître sur un milieu "minimum" sans méthionine (un acide aminé) : la souche sauvage [M+] peut se développer en l'absence de méthionine; la souche mutée [M -] a besoin de méthionine pour se développer. On admet que ce phénotype est déterminé par l'expression d'un couple d'allèles, notés M+ et M -. On croise une souche [M+] avec une souche [M -]. Les spores obtenues en place dans les asques sont cultivées sur milieu minimum sans méthionine. Le résultat, observable après quelques heures, est schématisé sur le document 2. Document 1 : Représentation simplifiée du cycle de développement de Neurospora Document 2 : Résultat de la culture de Neurospora sur milieu minimum (sans méthionine) a) L'allèle M+ dirige la synthèse d'une enzyme qui catalyse la synthèse de méthionine b) Les deux noyaux de la cellule issue de la première division sont haploïdes c) Les trois divisions successives constituent la méiose d) L'asque de type 2/4/2 s'explique par l'existence d'un crossing-over 5. Chez Sordaria macrospora, la cellule oeuf donne naissance à un asque renfermant 8 ascospores. Ces 8 ascospores : a. sont issues exclusivement de la méiose qui affecte la cellule oeuf b. sont issues des 2 méioses successives affectant la cellule oeuf c. sont diploïdes. d. sont haploïdes. e sont issues d une méiose succédant à une mitose. f. peuvent donner naissance à des filaments mycéliens. 6. Cherchez l intrus. La méiose : A. est la succession de deux divisions, l une donnant naissance à des cellules haploïdes, l autre a des cellules diploïdes. B. est caractérisée par l appariement en anaphase des couples de chromosomes homologues. C. est une reproduction conforme. D. intervient dans le cycle de développement de toutes les espèces à reproduction sexuée. E. comporte une interphase entre la division réductionnelle et la division équationnelle. F. permet d obtenir directement huit spores chez un champignon haploïde comme Sordaria. 12