Sciences de la Vie et de la Terre. Enseignement obligatoire

TS1 ; TS2 ; TS3
Vendredi 20 décembre 2013
Devoir de 2 heures
Calculatrice et documents interdits
Sciences de la Vie et de la Terre. Enseignement obligatoire uniquement
Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné (4
points).
Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
Chez la souris, comme chez tous les organismes à reproduction sexuée, la diversité génétique
s’explique par le brassage génétique ayant lieu lors de la reproduction sexuée. On considère ici 4
caractères phénotypiques de la souris (appelés A, B, F et D) ; des croisements sont réalisés pour
mettre en évidence ce brassage.
Deux étudiants analysent ces croisements. Ils s’accordent sur le fait qu’il y a bien eu brassage
génétique entre ces deux gènes lors de ces deux croisements, mais leurs avis diffèrent concernant
les mécanismes mis en jeu pour ce brassage. Le premier étudiant affirme qu’il y a eu à chaque fois
uniquement un brassage interchromosomique, l’autre affirme qu’un brassage intrachromosomique a eu
lieu, en plus, dans l’un des croisements.
Exploitez les résultats expérimentaux proposés dans le document afin de :
- justifier le fait qu’il y a bien eu brassage génétique dans les deux croisements
- préciser quel étudiant a finalement raison, en argumentant la réponse.
Aucun schéma explicatif n’est attendu.
Document : Résultats de 2 croisements-tests réalisés entre un individu F1 hétérozygote et un
parent double récessif.
Phénotypes des
parents
Croisement 1
F1 [AB]
X
Parent double récessif
[ab]
Croisement 2
F1 [FD]
X
Parent double récessif
[fd]
Allèles de chaque
gène
Gène A : allèle A
dominant
allèle a récessif
Gène B : allèle B
dominant
allèle b récessif
Gène F : allèle F
dominant
allèle f récessif
Gène D : allèle D
dominant
allèle d récessif
Résultats (nombre d’individus par
phénotype)
442 - AB
437 - ab
64 - Ab
59 - aB
492 - FD
509 - fd
515 - Fd
487 - fD
Exercice 2 - Résoudre un problème scientifique (Enseignement Obligatoire). 6 points.
La couleur des yeux des drosophiles est gouvernée par de nombreux gènes. On étudie la transmission
de deux de ces gènes.
À l'aide de l'exploitation rigoureuse des documents et de la mise en relation avec les
connaissances, expliquer la diversité des phénotypes obtenus dans le document 3 à chaque
génération ainsi que leurs proportions.
Pour l'écriture des génotypes, les allèles seront notés comme dans le document 2.
Document 1 : synthèse des pigments dans les yeux de drosophile
La drosophile a des yeux composites faits de centaines d'unités visuelles individuelles appelées
'ommatidies". La couleur sauvage (rouge foncé) de l'œil est due au mélange de deux groupes de
pigments distincts dans chaque ommatidie : les pigments rouges vifs et les pigments bruns. Chaque
pigment est produit par une voie de biosynthèse distincte. Chaque étape est catalysée par une enzyme
différente.
Document 2 : déterminisme génétique de la couleur des yeux
Le gène qui permet la synthèse du pigment brun est situé sur la paire de chromosomes 3 et existe en deux
versions :
- l'allèle st+ qui code une enzyme fonctionnelle;
- l'allèle st qui code une enzyme non fonctionnelle.
Celui qui permet la synthèse du pigment rouge est situé sur la paire de chromosome 2 et existe en deux versions
- l'allèle bw+ qui code une enzyme fonctionnelle;
- l'allèle bw qui code une enzyme non fonctionnelle.
Les homozygotes possédant les allèles mutés pour les deux gènes ne synthétisent aucun des deux pigments: ils
ont les yeux blancs.
Les homozygotes possédant l'allèle muté « st » ne fabriquent pas le pigment brun et ont les yeux rouge vif s'ils
possèdent l'allèle bw+.
Les homozygotes possédant l'allèle muté « bw » ne fabriquent pas le pigment rouge et ont les yeux bruns s'ils
possèdent l'allèle st+.
Document 3 : résultats de croisements de drosophiles
On croise des drosophiles sauvages homozygotes aux yeux rouge foncé avec des drosophiles aux yeux blancs.
Tous les individus de première génération ont les yeux rouge foncé de type sauvage.
On effectue un second croisement entre des individus de première génération avec des individus aux yeux
blancs. Quatre phénotypes sont obtenus :
- 25% de mouches aux yeux rouge foncé de type sauvage ;
- 25% de mouches aux yeux blancs ;
- 25% de mouches aux yeux bruns ;
- 25% de mouches aux yeux rouge vif.