TD de génétique

Stabilité et variabilité des génomes et évolution

Énoncé

À partir des informations extraites des documents 1, 2 et 3, mises en relation avec vos connaissances, expliquez les résultats phénotypiques obtenus lors du deuxième croisement.

Des schémas d'interprétation au niveau chromosomique sont attendus.

Document 1 : premier croisement

On étudie chez la drosophile la transmission de deux couples d'allèles codant pour deux caractères : la couleur des yeux et la longueur des ailes. Les parents sont homozygotes pour les deux gènes étudiés.

Document 2 : deuxième croisement

Quatre phénotypes différents :

43,5 % ailes longues, yeux rouges ;
43,5 % ailes vestigiales, yeux pourpres ;
6,5 % ailes vestigiales, yeux rouges ;
6,5 % ailes longues, yeux pourpres.

Document 3 : paire de chromosomes en prophase I de méiose

Corrigé

Exploitation du document 1

Les parents utilisés sont de race pure et diffèrent par deux caractères : la longueur des ailes et la couleur des yeux. Chaque caractère présente deux allèles, ailes longues ou ailes vestigiales pour le premier caractère et yeux rouges ou yeux pourpres pour le deuxième. Au cours de la fécondation, chaque parent fournit un allèle de chaque gène, soit pour le premier individu les allèles ailes longues et yeux rouges, et pour le deuxième les allèles ailes vestigiales et yeux pourpres. Les individus F1 sont des doubles hybrides, et leur phénotype permet de déterminer les allèles dominants : ailes longues, que nous désignerons par L, et yeux rouges, que nous désignerons par R. Par opposition, nous désignerons l'allèle vestigial récessif par vg et l'allèle pourpre, lui aussi récessif, par p. Les génotypes des parents s'écrivent alors L/L, R/R et vg/vg, p/p. Les individus F1 ont pour génotype L/vg, R/p.

Exploitation du document 2

Le croisement d'une femelle F1, de génotype L/vg, R/p, avec un mâle homozygote récessif, de génotype vg/vg, p/p, est un test-cross. Le mâle ne produit que des gamètes (vg,p). Le phénotype des descendants dépend donc uniquement des gamètes produits par la femelle. L'observation de quatre types de descendants permet d'affirmer que la femelle a produit quatre types de gamètes : (L,R), (vg,p), (L,p), (vg,R). Les phénotypes parentaux [L,R] d'une part et [vg,p] d'autre part sont présents en grande quantité (43,5 % pour chaque type). Cela signifie que dans la majorité des méioses les gènes « longueur des ailes » et « couleur des yeux » sont restés associés. Il n'y a pas eu de ségrégation indépendante : ce sont des gènes liés, portés par le même chromosome. La présence de phénotypes recombinés [L,p] et [vg,R] en proportion de 6,5 % pour chaque type pourrait alors s'expliquer par des recombinaisons intrachromosomiques au cours de la méiose.

Exploitation du document 3

Ce document montre une paire de chromosomes homologues appariés en prophase I de méiose. Deux points de contact, ou chiasmas, sont visibles entre chromatides homologues et sont des zones d'échanges possibles de fragments chromatidiens induisant des échanges d'allèles (crossing-over). Si les deux gènes étudiés sont localisés sur le même chromosome, et si l'un des deux chiasmas se situe entre les loci de ces deux gènes, il peut conduire à la production de gamètes recombinés.

Schéma de l'échange de fragments chromatidiens entre deux chromatides homologues chez la femelle F1

Bilan

Les deux gènes étudiés sont des gènes liés. Au cours de certaines méioses, un brassage intrachromosomique en prophase I permet l'apparition de gamètes recombinés (L,p) et (vg,R) et donc de phénotypes recombinés. La faible proportion de crossing-over induit une différence de pourcentages entre les gamètes recombinés (13 %) et parentaux (87 %). Elle laisse supposer que les deux gènes étudiés sont assez proches l'un de l'autre sur le chromosome. Si les gènes étaient indépendants (localisés sur des chromosomes différents), le test-cross aurait fait apparaître des proportions égales à 25 % pour chacun des quatre types d'individus parentaux et recombinés.
Remarque : l'analyse des documents ayant prouvé que les gènes étudiés sont liés, l'écriture des génotypes parentaux doit maintenant être L,R/L,R et vg,p/vg,p. Les F1 s'écrivent L,vg/R,p.

Recherche d'une liaison entre deux gènes

À partir des résultats des croisements décrits dans le document, déterminez si les deux gènes impliqués sont liés ou indépendants. Vous argumenterez votre réponse par une démonstration rigoureuse.

Document

On s'intéresse à la transmission de deux caractères chez la drosophile. Chacun de ces caractères est commandé par un seul gène.

Caractère « couleur du corps » :

phénotype [corps gris] ;
phénotype [corps ébène].

Caractère « longueur des ailes » :

phénotype [ailes longues] ;
phénotype [ailes vestigiales].

Analyse du document

Les deux caractères étudiés chez la drosophile sont la couleur du corps et la longueur des ailes. Chaque caractère est commandé par un gène présentant deux allèles. Appelons G l'allèle dominant et eb l'allèle récessif du gène intervenant dans la couleur du corps. Appelons L l'allèle dominant et vg l'allèle récessif du gène intervenant dans la longueur des ailes.

Les résultats du premier croisement indiquent que les F1 présentent tous un corps gris et des ailes longues. Donc, l'allèle G du gène déterminant la couleur grise du corps est dominant sur l'allèle eb déterminant la couleur noire du corps. L'allèle L du gène déterminant des ailes longues est dominant sur l'allèle vg déterminant des ailes vestigiales.

Le deuxième croisement est un test cross entre un individu F1 hétérozygote et le second parent homozygote double récessif. Si les gènes étudiés étaient liés, c'est-à-dire portés par le même chromosome, les allèles G et L d'une part, eb et vg d'autre part resteraient associés chez les descendants comme ils le sont chez les parents. Les résultats du test cross montreraient alors deux types de descendants en proportions égales à 50 % : des individus de phénotypes [G, L] et des

individus de génotype [eb, vg].

Bilan

Les résultats expérimentaux font apparaître dans les descendants quatre phénotypes différents et en proportions égales à 25 %. Les allèles G et Ld'une part, eb et vg d'autre part, ne sont pas toujours restés associés. L'individu hétérozygote a donc produit quatre types de gamètes : (G, L), (G, vg), (eb, L), (eb, vg). L'hypothèse proposée n'est pas recevable. Les gènes étudiés sont portés par des chromosomes différents. Ils sont indépendants.

من القســم:

Biologie-Géologie

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STU S3

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الأحد، 28 أكتوبر 2012