Partie C : Génétique et évolution TP C-2 : Méiose et diversité génétique des gamètes (1) Le brassage inter chromosomique Objectif : on cherche à expliquer les conséquences de la méiose sur la diversité génétique des gamètes. Chez la drosophile, on étudie la transmission de deux couples d’allèles codant deux caractères phénotypiques différents : - un gène, porté par la paire de chromosomes 2, gouverne la taille des ailes et présente 2 formes alléliques : allèle (vg+) qui conduit à des ailes longues normales et allèle (vg) qui conduit à des ailes vestigiales (réduites). - un gène, porté par la paire de chromosomes 3, gouverne la couleur du thorax et présente 2 formes alléliques : allèle (e+) qui conduit à un corps clair, allèle (e) qui conduit à un corps ébène. 1er croisement : on croise deux souches parentales de race pure P1 (ailes longues et corps clair) et P2 (ailes vestigiales et corps sombre) qui donnent naissance à une 1ère génération de mouches F1 comportant 100 % d’individus à ailes longues et corps clair. a) Ecrire le phénotype et le génotype des parents P1 et P2 b) Schématiser les allèles sur les chromosomes. c) En déduire le phénotype et le génotype des individus de la F1. d) Justifier les relations de dominance entre les allèles de chaque gène. Appelez le professeur pour vérifier 2ème croisement : on croise une drosophile de la F1 avec une drosophile double homozygote récessif pour les 2 gènes considérés (croisement test). a) Dénombrer les différents phénotypes présents dans la génération issue du croisement test proposé en utilisant les préparations du commerce. b) Acquérir une image de chaque phénotype du croisement test. c) Insérer une image pour chaque phénotype dans le document numérique et compléter le. Appelez le professeur pour vérifier puis imprimer votre document BILAN : - Représenter sur le document 2, les chromosomes et les allèles portés par les parents P, les descendants de la F1et leurs gamètes respectifs en précisant les phénotypes et les génotypes des différents individus. - Compléter le tableau intitulé « croisement test ». - Proposer une explication à la variété de phénotypes obtenus. Document 1 numérique : Images des phénotypes Phénotypes Ailes ……….. Corps ……….. Dénombrement (nombre d’individus de ma préparation) Pourcentages (classe) Phénotypes : Correction TP 2 On considère 2 gènes : un gène, porté par la paire de chromosome 2, gouverne la taille des ailes et un gène, porté par la paire de chromosomes 3, gouverne la couleur du thorax. On sait que les deux gènes étant portés par des paires de chromosomes différents : on dit qu’ils sont indépendants ou non liés. Analyse du 1er croisement : On croise 2 souches parentales de race pure, c’est à dire homozygotes pour les gènes étudiés, P1 et P2 : P1 de phénotype [Vg+ ; Eb+] de génotype (Vg+//Vg+ ; Eb+//Eb+) gamètes produits par les parents Résultats : F1 100 % (Vg+,Eb+) 100 % x P2 de phénotype [vg ; e] de génotype (vg//vg) (vg,e) 100 % [Vg+ ; Eb+] phéno sauvage => Individus hybrides doubles hétérozygotes de génotype : (Vg+//vg ; Eb+//eb) Le phénotype permet de déduire que les allèles Vg+ et Eb+ sont dominants, ils s’expriment alors que les allèles vg et e sont récessifs, ils ne s’expriment pas. Analyse du 2e croisement : On croise une mouche F1 avec une mouche double homozygote récessif pour les 2 gènes considérés de phénotype [vg ; e] F1 : [vg+ ; e+] => génotype : ( vg+//vg ; e+//e ) x [vg ; e] => génotype : (vg//vg ; e//e) homozygote double récessif Ce croisement est appelé un test cross : il permet de savoir si les gènes sont indépendants ou liés sur la même paire de chromosomes donc de connaître le génotype de la F1. Résultats : 25 % de [vg+ ; e+] ; 25 % de [vg+ ; e] ; 25 % de [vg ; e+] ; 25 % de [ vg ; e] Phénotypes recombinés On constate qu’il y a équiprobabilité des 4 phénotypes : 4 x 25% avec 50% de phénotypes parentaux et 50% de phénotypes recombinés. Interprétation : Les gènes sont indépendants, l’hétérozygote produit 4 types de gamètes avec la même probabilité de 25 % : en effet, il y a séparation aléatoire des 2 chromosomes homologues en anaphase 1 de la méiose. Il y a ainsi un brassage des chromosomes homologues dans les cellules filles issues de la méiose. Ce brassage inter-chromosomique est à l’origine d’une nouvelle répartition des allèles. Il y aura alors 4 phénotypes en mêmes proportions de 25 % ; 2 phénotypes parentaux et 2 phénotypes nouveaux associant un caractère d’un parent et un caractère de l’autre parent : ils sont dits recombinés. Le brassage interchromosomique est d’autant plus important que le nombre de chromosomes dans l’espèce est élevé : 2n cellule haploïdes possibles, avec n=nombre de paires de chromosomes. Le taux de recombinaison de 50% est l’expression d’une disjonction indépendante des 2 couples d’allèles. La disjonction des chromos homologues et leur distribution aléatoire dans les cellules sexuelles entraîne des allèles qu’ils portent. On parle de brassage inter chromosomique. Images des phénotypes Si deux gènes sont impliqués dans l’expression de deux caractères et si les F1 ont produits 4 types de gamètes en quantité égale c’est que les deux gènes sont portés par deux chromosomes différents : les gènes sont indépendants ou non liés. On explique alors la fabrication des 4 types de gamètes par un brassage inter chromosomique dû à la migration indépendante des chromosomes homologues de chaque paire lors de l’Ana I.