10Evolution51

I.3 Stab ilité e t va riabilité des génomes
5.1/6 . Méiose et brassage géné tique chez la d ros ophile
La répartition des spores à l’intérieur des asques de Sordaria s’explique par la migration aléatoire des chromosomes ainsi que
par l’existence de recombinaisons génétiques entre chromatides non sœurs (crossing-over) lors de la méiose. La méiose
introduit donc une diversité.
On cherche à retrouver et à expliquer cette diversité dans le cas d’un organisme diploïde : la drosophile ou mouche du
vinaigre.
Introduction.
Chez un organisme haploïde comme Sordaria, le phénotype est le reflet direct du génotype car les allèles d’un gène ne sont
présents qu’en un seul exemplaire dans les cellules.
PAR EXEMPLE, IL NE SUFFIT QUE D’UN ALLÈLE (blanc ou noir) POUR DONNER LA COULEUR AUX SPORES.
Chez les organismes diploïdes, c’est nettement différent :
1. Pour un gène, un organisme diploïde possède deux allèles dans toutes ses cellules (sauf les gamètes, bien entendu).
2. Ces deux allèles sont identiques si l’organisme est homozygote, différents s’il est hétérozygote. CE QUI
SIGNIFIE QU’À PARTIR D’UN PHÉNOTYPE CONNU, ON NE PEUT DÉTERMINER PRÉCISÉMENT LE
GÉNOTYPE !!!
À partir de ces quelques notions, nous allons aborder un exemple de génétique diploïde chez la Drosophile. Le titre de
l’activité est incomplet, mais c’est provisoire.
Capacités
Activité. Brassage
chez la Drosophile.
La drosophile (ou mouche du vinaigre) a, comme les Mammifères,
un cycle diploïde. La phase haploïde du cycle ne correspond qu’aux
gamètes. Cet Insecte est très pratique car il se reproduit… très
rapidement.
© http://www.infestation.ca/insectes/drosophiles-mouches-a-fruits.html
On étudie le comportement de deux gènes (avec deux couples d’allèles) codant deux caractères phénotypiques :
-
La couleur du corps : gris ou ébène ;
La taille des ailes : longues ou vestigiales (= courtes).
Dans cet objectif, la souche sauvage (ailes longues, corps gris) est croisée avec une souche double mutante
(ailes vestigiales, corps ébène).
On précise que les parents sont de souche (ou lignée) pure, ce qui signifie qu’ils sont homozygotes.
L’hypothèse à tester dans cette expérience vous est imposée : les deux gènes sont portés par des paires
de chromosomes différentes.
Par convention, on note les allèles :
- vg+ [ailes longues] ;
- vg [ailes courtes] ;
- eb+ [corps gris] ;
- eb [corps ébène].
Remarque : un génotype diploïde s’écrit dans ce cas vg+/vg+ ; eb+/eb+ (ou vg/vg ; eb/eb).
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© Belin TS 2002.
On étudie ici la première génération, ou F1. L’objectif de ce premier croisement est de déterminer quels sont
les allèles dominants et quels sont les allèles récessifs.
Ecriture scientifique des
1. Compte tenu des informations précédentes, écrire le génotype de chaque parent.
génotypes (gènes
Schématiser en parallèle les formules chromosomiques avant réplication (prendre deux
indépendants)
couleurs différentes, une pour chaque parent et deux tailles identifiables).
Ecriture scientifique des
phénotypes
Représentation
chromosomiques (adultes,
gamètes et fécondation)
* Réaliser une
observation à la loupe
binoculaire :
- Choix de l’éclairage et du
fond d’observation ;
- Choix de l’objectif (ordre
croissant), netteté ;
- Centrage sur l’objet à
observer ;
- Pas de casse et rangement
après utilisation.
2. Écrire les génotypes des gamètes produits par chaque parent après méiose.
Schématiser en parallèle les formules chromosomiques. Préciser la fréquence des
gamètes produits par chaque parent.
3. Déterminer le génotype des drosophiles de F1 (donc après fécondation). Schématiser
en parallèle les formules chromosomiques. Déterminer alors quels sont les allèles
récessifs ; les allèles dominants.
A cette étape du raisonnement, vous devez disposer :
- des génotypes des parents (P1 et P2) ;
- des génotypes des gamètes produits par P1 et P2 ;
- des génotypes des drosophiles F1.
Pour la suite du croisement, on utilise la technique du test-cross.
Le problème est le suivant : un individu qui possède un phénotype dominant peut soit être homozygote, soit
être hétérozygote (il possède 1 allèle dominant et 1 allèle récessif ; dans ce cas, l’allèle récessif ne
s’exprime pas !).
La technique du test-cross consiste à croiser l’individu à tester (l’hétérozygote F1 ici car on en est sûr) dont
les allèles récessifs ne sont pas visibles dans le phénotype, par un homozygote récessif. Certains individus F2
issus de ce croisement exprimeront donc ces allèles récessifs, prouvant ainsi que les parents F1 possédaient
bien les allèles récessifs !!!
Les individus de F1 sont croisés avec des drosophiles aux ailes vestigiales et au corps ébène.
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En F2
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On obtient un certain nombre de phénotypes en F2. Ces phénotypes sont présents dans les lames devant vous.
4. Identifier à la loupe binoculaire les différents phénotypes présents dans la génération issue du croisementtest (= test-cross) en utilisant les lames.
5. Faire la mise au point sur un représentant d’un des phénotypes issus du croisement-test et m’appeler pour
vérification.
6. Figurer les critères de reconnaissance de chaque phénotype identifié sur la plaque du croisement-test, en
complétant et légendant les schémas ci-dessous.
CORPS :
AILES :
CORPS :
AILES :
7. Dénombrer les mouches de chaque phénotype. Inscrire vos résultats dans un tableau bilan (exemple
d’ébauche ci-dessous).
Tableau des résultats.
G1
G2
Nombre d’individus
G3
G4…
Phénotype
Ailes longues, corps gris
Ailes longues, corps noir
Ailes vestigiales, corps gris
Ailes vestigiales, corps noir
Total
8. Écrire les génotypes, les phénotypes et les formules chromosomiques de chaque parent.
9. Écrire les génotypes des gamètes produits par chaque parent, leur fréquence. Associer les formules
chromosomiques.
10. Compléter alors le tableau suivant avec vos résultats.
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Total
Gamètes
G
G
G
G
FC
FC
FC
FC
F
G
F
F
F
G
FC
FC
F
Phénotypes
F
Gamètes
Nombre
Fréquence observée
Interprétation des résultats.
Note :
- G : génotype
- FC : formule chromosomique
- F : fréquence
11. Il faut maintenant interpréter les résultats. Il a deux possibilités :
- les fréquences attendues diffèrent fortement des fréquences observées : l’hypothèse présentée en
introduction est rejetée.
- les fréquences attendues s’accordent avec les fréquences observées : l’hypothèse présentée en introduction
est validée.
À partir de ces données, conclure.
Clés : variabilité allélique ; hétérozygotie ; homozygotie ; dominance ; récessivité ; locus ; brassage interchromosomique ;
méiose ; fécondation.
Moralité, pour un exercice de ce type :
« Rester rigoureux tu devras, sinon des erreurs tu feras »
N’oubliez pas de schématiser les chromosomes en couleur. C’est pour que vous évitiez des
étourderies éventuellement dramatiques.
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