Corrigé Devoir n°4 SVT TS Décembre 2010 I

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Corrigé Devoir n°4 SVT TS Décembre 2010
Maintien du caryotype et trisomie 21
La méiose et la fécondation sont deux mécanismes complémentaires de la reproduction sexuée qui assurent, au
cours des générations successives, le maintien du nombre de chromosomes caractéristiques de l’espèce.
La méiose permet le passage de la phase diploïde à la phase haploïde, tandis que la fécondation restaure la
diploïdie. La trisomie 21 est le fait pour un individu de posséder 3 chromosomes à la paire de chromosomes
homologues 21.
Il s’agit donc de montrer comment la méiose et la fécondation permettent le maintien du caryotype de l’espèce
et d’expliquer comment une anomalie de la méiose peut conduire à la trisomie 21.
I Le maintien du caryotype de l’espèce
Chaque individu d’une espèce possède un nombre caractéristique de chromosomes: par exemple 2n=46 pour
l’espèce humaine. Dans ce devoir, on schématisera le cas de cellules dont l’équipement normal est 2n=4
Chez les espèces diploïdes la majorité du cycle de développement comporte 2 étapes indispensables au
maintien du caryotype: la méiose permet la formation de cellules haploïdes à partir de cellules diploïdes et la
fécondation qui permet la formation d’une cellule diploïde à partir de cellules haploïdes.
1-Rôle de la méiose
Elle est constituée de deux divisions successives précédées d’une seule réplication d’ADN.
Les cellules qui entrent en méiose possèdent des paires de chromosomes homologues (2n chromosomes) à deux
chromatides identiques.
La première division (division réductionnelle) de méiose entraîne la réduction du nombre de chromosomes.
Schémas avec cellules à 2n=4 au départ de la Prophase I et de l’anaphase I (télophase I)
Au cours de l’anaphase I, les chromosomes homologues de chaque paire se séparent et migrent à un pôle
opposé de la cellule. À l’issue de la première division de méiose, on obtient deux cellules possédant chacune un
chromosome de chaque paire d’homologues, soit n chromosome à deux chromatides.
La seconde division de méiose (division équationnelle) ne modifie pas le nombre de chromosomes.
Schémas de l’anaphase II
Les deux chromatides de chaque chromosome se séparent, au cours de l’anaphase II, et migrent à un pôle de la
cellule. Après division du cytoplasme, les quatre cellules formées sont haploïdes et possèdent chacune n
chromosome à une chromatide.
2. La fécondation
La fécondation est l’union de deux cellules haploïdes n conduisant à la formation d’une cellule-oeuf diploïde.
Schémas
Les paires de chromosomes homologues sont reconstituées; dans chaque paire, l’un des chromosomes est
d’origine maternelle, l’autre est d’origine paternelle. La cellule-œuf ou zygote est une cellule à 2n
chromosomes qui sera à l’origine d’un nouvel individu.
La cellule-oeuf et toutes les cellules qui en descendent par divisions cellulaires « mitotiques » ont le même
génome.
II Origine de la trisomie 21
Une erreur de répartition du matériel génétique lors de la méiose peut-être responsable d’une altération du
caryotype comme dans le cas de la trisomie 21. 2 anomalies sont possibles :
1- la non-disjonction de la paire de chromosomes 21 lors de la première division méiotique (anaphase I)
Schémas
2- Une non disjonction des chromatides d’un même chromosome 21 lors de la division réductionnelle (à
l’anaphase II) Schémas
Conclusion :
L’alternance des processus de méiose et de fécondation au cours de la reproduction sexuée permet de
maintenir constant le stock chromosomique caractéristique d’une espèce.
Méiose et fécondation vont aussi permettre le brassage des allèles des gènes.
Les anomalies lors de la méiose conduisant à la trisomie 21 restent exceptionnelles. Ces anomalies peuvent
concerner d’autres chromosomes mais le plus souvent les individus porteurs de ces caryotypes ne sont pas
viables (avortements spontanés)
Total
I+p
1
0.5
1.5
S :1.5
1
S :1
0.5
S :1
1
0.5
2
2
0.5
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II- Exploitation de documents
Hypothèse à vérifier : La couleur du plumage chez le poulet d’Andalousie est gouvernée par un seul couple
d’allèles.
Résultats :
Croisements 1 : Des parents de lignées pures les uns blancs les autres noirs (quelque soit leur sexe) produisent
uniquement des poulets bleus.
Croisement 2 : Des poules bleues (issues du croisement 1) croisées avec des coqs blancs produisent à peu près
50% de poulets blancs et 50% de poulets bleus. En inversant le sexe des parents : même résultat.
Vérification de l’hypothèse :
Considérons les 2 allèles du gène : b pour l’allèle déterminant la couleur blanche ; n pour l’allèle déterminant la
couleur noire.
Croisement 1 :
Parents homozygotes : b//b et n//n
Grâce à la méiose, ils produisent comme gamètes : 100% de b pour les uns et 100% de n pour les autres.
Suite à la fécondation :
En F1 : Génotype n//b Phénotype [bleu]  les allèles b et n sont à priori codominants.
Croisement 2 : Test-cross [bleu] F1 x [b]
Gamètes produits par F1 suite à la méiose : 50% de b ; 50% de n
Echiquier théorique des résultats du croisement–test :
Gamètes de F1 550% n
50% b
0.5
1.5
0.5
1
1.5
Gamètes de [b]
100%de b
0.5
b//n [bleu]
b//b [b]
50% [bleu] ; 50% [b]
Conclusion : Les résultats expérimentaux sont conformes aux résultats théoriques. L’hypothèse est validée : La
couleur du plumage chez le poulet d’Andalousie est bien gouvernée par un seul couple d’allèles appartenant à un
gène.
0.5
Total
6