CI élève TS le brassage génétique et la diversité des génomes

Lycée Régnault
Ibtisam Boudouaia
[2018-19]
Thème 1 - La Terre dans l'Univers, la vie, l'évolution du vivant
Thème 1-A Génétique et évolution
Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité
génétique
Quelques informations et rappels utiles en génétique :
Allèles / gènes :
Pour 1 gène donné, il existe plusieurs allèles. La majorité des gènes sont polyalléliques.
Dans le cas d’une couple de chromosome, si chaque gène porté par chaque chromosome est présent
en seul exemplaire, il y a 1 seul allèle, le phénotype renseigne directement sur le génotype (étude
facile).
Si chaque gène est présent en 2 exemplaires.
Il y a 2 allèles (identiques ou différents), situés au même locus chromosomique, chacun sur 1 des 2
chromosomes homologues.
Le phénotype ne renseigne pas directement sur le génotype
Notion d’homozygotie ou d’hétérozygotie :
individu homozygote pour le gène considéré
individu hétérozygote pour le gène considéré
2 allèles identiques
2 allèles différents
- Chez les homozygotes : le phénotype correspond à l’allèle doublement présent.
- Chez les hétérozygotes, deux allèles sont présents. Plusieurs cas sont possibles
Relation de dominance/récessivité
Exemple : le gène responsable des groupes sanguins, qui possède 3 allèles A, B et O.
L’allèle A est dominant sur
l’allèle O
=
l’allèle O est récessif par
rapport à l’allèle A.
L’allèle B est dominant sur
l’allèle O
=
l’allèle O est récessif par
rapport à l’allèle B.
Relation de
dominance/récessivité
1 seul allèle participe à la
réalisation du phénotype
Relation de codominance
Les deux allèles participent à la
réalisation du phénotype
Génotype :
(
A
)
O
Génotype :
(
(
[A]
Phénotype :
B
)
O
Génotype :
Les allèles A et B sont
codominants.
Phénotype :
[B]
Phénotype :
A
)
B
[AB]
Remarque : La variabilité allélique se manifeste au sein de l’espèce par une hétérozygotie à de nombreux locus
Cas particulier : Exemple des Belles de nuit
Les belles de nuits sont des plantes dont la couleur des fleurs est gouvernée par un gène dont on connaît deux
allèles :
- un allèle R qui lorsqu’il s’exprime seul donne des fleurs de couleur rouge
- un allèle B qui ne permet par la synthèse de pigment et donne des fleurs blanches
On croise deux variétés d’homozygotes, on obtient des plantes à fleurs roses.
Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
Chapitre I : Brassage génétique et
diversification des génomes
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TS OBLI
Lycée Régnault
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[2018-19]
Introduction : Au sein d’une espèce, il existe une très grande diversité génétique des individus. En plus
des mutations, la reproduction sexuée joue un rôle essentiel dans cette diversification des individus car
elle réalise, à chaque génération, un brassage génétique tel que chacun est unique.
Pb : Comment la reproduction sexuée assure-t-elle à la fois la stabilité de l’espèce et la diversité
des individus qui la composent ?
I-
Reproduction sexuée et stabilité de l’espèce
Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
ACTIVITE 1 : Reproduction sexuée et stabilité de l’espèce
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TS OBLI
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Eléments de correction ACTIVITE 1 : Reproduction sexuée et stabilité de l’espèce
Dans un caryotype de cellule somatique, les chromosomes sont regroupés selon des critères de taille,
de position du centromère, des bandes de coloration. On parle de chromosomes homologues : ils
portent la même série de gènes, mais pas forcément les mêmes allèles.
Une cellule somatique possède donc deux exemplaires de l’information génétique : elle est dite diploïde
et son caryotype est noté 2n, n étant le nombre de types de chromosomes différents.
Dans les gamètes, on ne compte qu’un seul exemplaire de chaque type de chromosome :
spermatozoïdes et ovules sont dits haploïdes, comportant n chromosomes.
Le cycle de développement des êtres vivants est caractérisé par l’alternance d’une phase haploïde et
d’une phase diploïde.
La méiose permet le passage de la phase diploïde à la phase haploïde et la fécondation permet le
passage de la phase haploïde à la phase diploïde.
La méiose et la fécondation sont donc deux étapes nécessaires de la reproduction sexuée.
La production de gamètes (spermatozoïdes et ovules) ou gamétogenèse s’effectue dans les glandes
génitales ou gonades.
Remarque :
 Au cours de ce cycle biologique (cycle biologique de l’Homme), la phase diploïde domine, la
phase haploïde étant réduite à la production des gamètes.
 L’ensemble des cellules à l’origine ou issues de la gamétogenèse forme la lignée germinale.
Conclusion : Ces deux mécanismes, méiose et fécondation se succèdent au cours de tout cycle
de développement et garantissent sauf accident la stabilité du caryotype de génération en
génération.
Pb : Comment la méiose permet-elle la production de cellules haploïdes à partir de cellules
diploïdes ?
II - La méiose: le passage des cellules diploïdes à des cellules haploïdes
Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
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ACTIVITE 2 : Le passage de la diploïdie à l’haploïdie lors de la méiose
Correction ACTIVITE 2 : Le passage de la diploïdie à l’haploïdie lors de la méiose
Définition plus complète de la méiose :
La méiose se compose de deux divisions cellulaires successives. Elle suit une phase de réplication de
l'ADN. Elle aboutit à partir d’une cellule-mère diploïde à la formation de 4 cellules-filles haploïdes.
Avant la méiose : réplication de l’ADN a lieu au cours de la phase S de l’interphase précédant la
méiose.
Une paire de chromosomes homologues
Chaque chromosome est à une chromatide.
La chromatine est décondensée.
Réplication de l'ADN pendant la phase S de
l'interphase
Une paire de chromosomes homologues
Chaque chromosome est à deux chromatides.
Centromère
Méiose I : première division de méiose : séparation des chromosomes homologues
Pour 2n=4 (formule chromosomique)
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Prophase I
La chromatine se condense et les
chromosomes à 2 chromatides
deviennent visibles.
L’enveloppe nucléaire disparaît.
Les paires de chromosomes
homologues s’apparient formant ainsi
des bivalents. Il y a n bivalents.
Métaphase I
Les n bivalents se placent dans le
plan équatorial de la cellule
Les 2 chromosomes homologues de
chaque paire sont situés de part et
d’autres du plan équatorial.
Anaphase I
Les 2 chromosomes homologues de
chaque paire se séparent et chacun
migre vers un pôle de la cellule.
Télophase I
Les 2 cellules filles s’individualisent.
Chaque cellule fille contenant n
chromosomes à 2 chromatides :
elle est haploïde.
L’enveloppe nucléaire réapparaît.
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Méiose II : seconde division de méiose : séparation des chromatides
La méiose II s‘apparente à une mitose, mais elle n’est pas précédée d’une phase de réplication de
l’ADN.
Prophase II
L’enveloppe nucléaire disparaît.
Les n chromosomes sont à 2 chromatides.
Métaphase II
Les chromosomes se placent dans le plan
équatorial de la cellule
Les 2 chromatides d’un même chromosome sont
situées de part et d’autre du plan équatorial.
Plan équatorial de la cellule
Anaphase II
les chromatides de chaque chromosome se
séparent au niveau du centromère et chaque
chromatide migre vers un pôle de la cellule.
Télophase II
Les 4 cellules filles s’individualisent.
Chaque cellule fille contenant n chromosomes à
1 chromatide : elle est haploïde.
L’enveloppe nucléaire réapparaît.
Schéma représentant l’évolution du nombre de chromatides et de chromosomes dans la cellule
au cours de la méiose
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Graphique representant l’évolution de la quantité d’ADN par cellule avant et après la méiose
d’une paire de chromosomes
Conclusion : La méiose est un processus commun à toutes les espèces sexuées. Elle est formée de
deux divisions successives que précède une réplication d’ADN (passage des chromosomes de une à
deux chromatides).
 À l’issue de la première division, la cellule initiale diploïde (2n chromosomes) a donné
naissance à deux cellules à n chromosomes. Ainsi, la séparation des chromosomes homologues
permet une réduction chromatique.
 Au cours de la seconde division de méiose, les chromatides de chaque chromosome se
séparent. Ainsi, la méiose permet d’obtenir, à partir d’une cellule à 2n chromosomes, 4 cellules à
n chromosomes.
Notion : La méiose est la succession de deux divisions cellulaires précédée comme toute
division d'un doublement de la quantité d'ADN (réplication). Dans son schéma général, elle
produit quatre cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde.
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Tableau de comparaison mitose/ meiose
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Transition : La reproduction sexuée se caractérise par deux mécanismes complémentaires : la méiose et
la fécondation. Nous venons d’envisager les caractéristiques chromosomiques de la méiose.
Mais qu’en est-il sur le plan génétique ? Que deviennent, au cours de la méiose (puis on le verra au
cours de la fécondation), les combinaisons alléliques qui caractérisent chaque parent ?
Pb : Comment expliquer l’immense diversité génétique des gamètes produits par un même
individu (donc ici au cours de la méiose)?
III- Le brassage des allèles au cours de la méiose
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FICHE : CONVENTION D’ECRITURE EN GENETIQUE
et indications sur l’étude des croisements portant sur un ou plusieurs
caractères.
LES ALLELES
- L’écriture des allèles est généralement représentée par une lettre alphabétique ou l’association de
deux lettres.
- Pour un même gène, on désigne l'allèle dominant (souvent le sauvage) par une majuscule, l'allèle
récessif (souvent le muté) par une minuscule ou bien, l’allèle muté est représenté par une lettre
alphabétique correspondant à l’initiale de la mutation et l’allèle sauvage est représenté par l’abréviation
de la mutation à laquelle on associe le signe + en exposant
Exemple : Pour un gène A responsable de la couleur rouge chez l’œil de drosophile. A est l’allèle
sauvage et a est l’allèle muté.
LES PHENOTYPES
Le phénotype correspond aux caractères « observables » et résulte de l’expression des gènes portés
par les chromosomes.
On place entre crochets la lettre correspondant à l'allèle qui s'exprime.
Exemple : [A] si le phénotype est rouge (sauvage)
[a] si le phénotype est blanc (muté)
Dans le cas d’une codominance on note entre crochets les deux allèles.
Exemple : [AB] pour le groupe sanguin AB
LES GENOTYPES
A un même phénotype peuvent correspondre plusieurs génotypes. En effet, les organismes diploïdes
présentent deux versions d’un gène donné : un allèle sur chacun des chromosomes homologues. Ces
deux allèles peuvent être identiques (homozygote) ou différents (hétérozygotes).
- Le génotype est conventionnellement représenté par les seuls couples d'allèles étudiés.
- La présentation du génotype sous forme de fraction et entre parenthèse est obligatoire.
- Chaque paire de chromosomes homologues est donc symbolisée par un double trait.
- Un allèle est dominant s’il permet l’expression du phénotype en étant présent seulement en un seul
exemplaire.
- Un allèle est récessif si pour s’exprimer il doit être présent en 2 exemplaires.
- On parle de codominance quand les deux allèles s’expriment en même temps.
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Situation où un seul gène est étudié :
Soit a l’allèle à l’origine de la mutation albinos et a+ l’allèle à l’origine du phénotype sauvage.
Le génotype d’une souris mâle grise s’écrira : (a+ // a+)
Le souris du génotype d’une souris albinos s’écrira (a // a).
On croise une souris mâle grise avec une souris femelle albinos.
Le génotype des souris obtenues en F1 s’écrira : (a+ //a).
Situation où deux gènes sont étudiés.
Lorsqu’in étudie deux gènes, ces derniers peuvent se trouver ou non sur une même paire de
chromosomes homologues.
Deux gènes sont dit indépendants si les deux gènes sont situes sur deux paires distinctes de
chromosomes
Deux gènes sont dit liés si les deux gènes sont situés sur les mêmes chromosomes.
L’étude des croisements portant sur un ou deux caractères : le croisement TEST ( ou back cross
ou F2BC).
En laboratoire, on utilise souvent des individus dont le génotype est connu et stable. Ces individus sont
dits de lignées pures ou de souches pures : croisé entre eux, les individus d’une même lignée donnent
des descendants présentant de façon constante les mêmes caractéristiques phénotypiques. Ces
individus sont homozygotes : ils possèdent pour tous leurs gènes deux allèles identiques.
Les descendants issus d’un croisement de deux souches parentales pures (notées P) constituent la
génération F1. Ils sont tous nécessairement hétérozygotes : pour le gène étudié, les deux chromosomes
homologues portent des allèles différents.
Le croisement d’un individu F1 avec un individu de phénotype récessif est appelé croisement-test.
L’intérêt d’un tel croisement est que le phénotype des descendants est à l’image des allèles transmis par
l’individu F1, puisque les allèles de l’autre parent sont récessifs. L’étude de la descendance d’un
croisement-test révèle donc très exactement les produits de la méiose de F1.
Un croisement test réalisé entre hétérozygotes et homozygotes récessifs (pour les deux gènes) donne
des résultats différents dans ces deux situations :
- Si les deux gènes sont indépendants, l’hétérozygote produit avec une probabilité égale quatre
types de gamètes différents. Il y aura en 1iere génération, quatre phénotypes en mêmes
proportions. Deux sont identiques aux parents, deux sont nouveaux, associant un caractère de
parent et un caractère de l’autre parent : ils sont qualifiés de recombinés.
- Si les deux gènes sont liés, l’hétérozygote produit des gamètes de type parental mais aussi
des gamètes recombinés. Dans ce cas, il y a aussi 4 gamètes. Les quatre phénotypes en 1ière
génération ne seront alors pas équiprobables.
- Les proportions des phénotypes obtenus à la descendance correspondent en fait aux
génotypes des gamètes produits par la population testée.
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Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
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ACTIVITE 3 : Etude de la transmission de deux caractères
portés par des gènes chez la drosophile
3 : Etude de la transmission de deux caractères
portés par des gènes chez la drosophile
Eléments de correction ACTIVITE
Exemple 1 : gènes indépendants
Le croisement F1 a consisté à croiser deux drosophiles de lignée pure : l’une est de phénotype
[vg+,eb+], l’autre est de phénotype [vg, eb].
Le croisement F2BC : a consisté à croiser un représentant de la F1 précédente avec un parent [vg,eb].
Exemple 2 : gènes liés
Croisement F1 : il a consisté à croiser deux drosophiles de lignée pure : l’une est de phénotype
[vg+,b+], l’autre est de phénotype [vg, b].
Croisement F2BC : il a consisté à croiser un représentant de la F1 précédente avec un parent [vg,b].
Les résultats auxquels on devrait s’attendre :
Génotype des gamètes et pourcentage/ Echiquier des gamètes
Gamètes F1
Gamètes
P2
100% vg b
phénotypes
50% vg+ b+
50% vg b
50% vg+ b+/vg b
½ [ailes longues, corps à couleur claire]
50 % vg b /vg b
½ [ailes vestigiales, cors
noir]
Interprétation : Dans le cas de gènes liés (situés sur le même chromosome) on obtient deux phénotypes,
dans les mêmes proportions : les allèles des deux gènes ne sont pas séparés lors de la méiose.
Cette hypothèse est infirmée par les résultats expérimentaux.
En effet :
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Les résultats obtenus en TP :
Photographie représentant une génération F2BC issue d’un croisement entre une mâle P2
double récessif et une femelle F1 hétérozygotes (à partir de l’exemple 2 : gènes liés)
Schéma des phénotypes identifié sur la plaque F2BC
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On obtient ici 4 phénotypes, comme dans le cas de gènes indépendants mais dans des proportions
différentes et avec une majorité pour les phénotypes parentaux.
- d’après l’interprétation d’un croisement test, Comme on a une majorité de phénotypes parentaux, on
peut dire que les gènes sont liés.
- Deux combinaisons géniques sont minoritaires : elles sont dites de type recombiné car un gène
provient d’un parent, le second de l’autre parent.
L’hypothèse expliquant ces résultats peut être la mise en place d’un brassage intrachromosomique par
crossing-over entre les locus des deux gènes.
Les crossing-over sont visibles quand ils se réalisent sur des chromatides qui possèdent deux gènes
proches exprimant chacun un caractère phénotypique visible dans l’apparence de l’individu comme c’est
le cas pour la longueur des ailes ( gène vg) et la couleur du corps ( gène black). Ils font apparaître des
phénotypes recombinés dans de faibles proportions par rapports aux phénotypes parentaux.
Principe du crossing over
Avec la représentation des allèles
Les gènes étudiés ici sont liés mais la méiose a produit un brassage intrachromosomique par crossingover entre les locus des deux gènes. C’est ce qui permet d’expliquer qu’il existe quatre phenotypes
différents.
Les associations d’allèles portées par chacun des chromosomes homologues sont donc
modifiées ce qui augmente considérablement la diversité des gamètes produits.
Remarque : les crossing over ne se sont jamais chez les drosophiles mâles !
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Interprétation chromosomique
-
un gène gouverne la taille des ailes et présente 2 formes allèliques : allèle (vg+) souche sauvage
qui conduit à des ailes normales (longues) et allèle (vg) souche mutée qui conduit à des ailes
vestigiales (réduites).
un gène gouverne la coloration du corps et présente 2 formes alléliques : allèle (b+) souche
sauvage qui conduit à un corps clair, allèle (b) souche mutée qui conduit à un corps noir.
Etude du 1er croisement : Les deux parents sont de race pure c’est à dire homozygotes pour les gènes
étudiés. Les deux parents ne produiront donc qu’un seul type de gamètes portant les allèles « ailes
longues » et « corps clair » pour P1 et les allèles « ailes réduites » et « corps noir » pour P2.
Les individus de la F1 sont tous de phénotypes ailes longues et corps clairs : on peut donc en déduire
que les allèles dominants sont « ailes longues » noté « vg+ » et « corps clair » noté « b+ » alors que les
allèles récessifs seront notés « b » pour corps noir et « vg » pour ailes réduites
Phénotype : P1 souche sauvage
[vg+, b+]
X
P2 souche mutée
[vg, b]
A ce stade du raisonnement, on ne peut pas écrire le génotype des P et de la F1, ni schématiser les allèles sur les
chromosomes car on ne sait toujours pas si les gènes sont liés, sur la même paire de chromosomes ou
indépendants, sur des paires de chromosomes homologues différents.
Etude du 2e croisement : On croise une drosophile femelle de la F1 avec une drosophile mâle double
hétérozygote récessif : c’est un croisement test ou test cross.
L’intérêt de ce croissement est que les individus double homozygote récessif ne produiront qu’n seul
type de gamète vg et b. Ce sont donc les allèles apportés par le gamète de l’hybride F1 qui vont
déterminer le phénotype.
Le dénombrement des phénotypes issus du test cross permet donc de dénombrer les différents types de
gamètes produits par l’hybride.
Le résultat du test cross nous donne :
41% des individus sont à ailes longues et corps clair : phénotype parental
8% des individus sont à ailes vestigiales et corps clair : phénotype recombiné
8% des individus sont à ailes longues et corps noir : phénotype recombiné
41% des individus sont à ailes vestigiales et corps noir : phénotype parental
Le résultat fait apparaître 4 phénotypes différents, avec des phénotypes parentaux majoritaires (80%)
sur les phénotypes recombinés (20%). Le phénotype des descendants va donc révéler directement le
génotype des gamètes fabriqués par la F1.
Ainsi on peut en déduire que les individus de la F1 ont produit lors de la méiose :
41% de gamètes contenant les allèles vg+ et b+, gamètes de types parentaux
8% de gamètes contenant les allèles vg+ et b gamètes de types recombinés
8% de gamètes contenant les allèles vg et b+ gamètes de types recombinés
41% de gamètes contenant les allèles vg et b gamètes de types parentaux
Les 4 types de gamètes qui peuvent être fabriqués par les individus de la F1 ne sont donc pas
équiprobables : les gamètes parentaux sont beaucoup plus fréquents que les gamètes recombinés.
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Si les deux gènes étaient indépendants, les individus de la F1 auraient produits en vertu d’un brassage
inter chromosomique 4 types de gamètes en proportions identiques (équiprobabilité). Ce n’est pas le
cas : les résultats ne peuvent donc s’expliquer que si les gènes sont liés.
On peut donc écrire maintenant :
P1 : Phénotype : P1 souche sauvage
Génotype :
Gamètes
X
P2 souche mutée
(vg+b+ // vg+b+)
(vg b //vg b)
(vg+b+)
(vg n)
F1 :
Génotype :
(vg+b+ // vg b)
Croisement test :
Génotype :
F1
(vg+b+ // vg b)
homozygote bi-récessif
(vg b // vg b)
L’individu homozygote produit qu’un seul type de gamète : (vg b)
L’individu de la F1 produira 4 types de gamètes : deux types parentaux, (vg+b+) et (vg b) mais aussi
deux types recombinés (vg+b ) et (vg b+) qui ont été crée lors de la 1ère division de méiose.
Les paires de chromosomes homologues forment des tétrades ou bivalents en prophase I, les
chromatides peuvent s’entrecroiser et former des chiasmas. En anaphase I, un échange de segment de
chromatide entre chromosomes homologues peut se réaliser : c’est un crossing over => brassage intra
chromosomique
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A- Le brassage inter chromosomique au cours de la méiose
Lors de la métaphase de la première division de méiose, les chromosomes homologues se répartissent
de manière aléatoire et équiprobable de part et d’autre du plan équatorial de la cellule. Ainsi, les allèles
de deux gènes situés sur deux chromosomes différents peuvent se retrouver associer de quatre façons
différentes. Quatre types de gamètes sont donc possibles : deux types parentaux et deux types
recombinés, qui diffèrent par les associations d’allèles qu’ils renferment. Ce brassage
interchromosomique est d’autant plus important que le nombre de paires de chromosomes homologues
est élevé.
Le Brassage interchromosomique correspond à une disjonction aléatoire des chromosomes
homologues et donc des couples d'allèles.
Conclusion : Le brassage interchromosomique est dû à la migration indépendante des chromosomes
homologues de chaque paire lors de l'anaphase de la 1ère division de méiose.
Remarque : Avec deux paires de chromosomes homologues, il y a 22 génotypes de gamètes différents
et, avec 23 paires de chromosomes homologues, 223 génotypes de gamètes différents.
B) Comportement de 2 couples d'allèles portés par un même chromosome
Le brassage intra chromosomique va créer de nouvelles combinaisons d'allèles sur chaque
chromosome.
Lors de la prophase I, les chromosomes analogues sont brassés, ils établissent des contacts appelés
chiasmas. Il peut alors se produire des échanges de bouts de chromatides: ce phénomène est appelé
crossing-over et il aboutit a des échanges d'allèles entre deux chromatides de deux chromosomes
homologues. Ces échanges donnent alors naissance à une nouvelle combinaison d'allèles sur le
chromosome différent de celles des parents.
Ce brassage peut être mis en évidence lors du croisement entre deux individus qui sont différents pour 2
gènes portés sur le même chromosome (gènes liés).
L'individu hétérozygote produira 4 gamètes différents mais dans des proportions différentes.
On nomme crossing over cet échange de matériel génétique et chromatides recombinées et les
chromatides ainsi obtenues.
Conclusion : Le brassage intrachromosomique, ou recombinaison homologue par crossing over,
a lieu entre chromosomes homologues appariés lors de la prophase de la 1ère division de
méiose.
http://viasvt.fr/brassage-inter/brassage-inter.html
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[2018-19]
Schéma bilan des brassages génétiques lors de la méiose
Information sur la chronologie des brassages au cours de la méiose :
Dans le déroulement de ce cours, pour des raisons pédagogiques, nous avons d’abord étudié le
brassage interchromosomique puis le brassage intrachromosomique. Le brassage intrachromosomique
se déroulant lors de la prophase I de méiose, et le brassage interchromosomqiue au cours de la
métaphase, ce sont des chromosomes remaniés par le brassage intrachromosomique qui se séparent
de manière aléatoire en anaphase 1 lors du brassage interchromosomique.
Ainsi Lors de la méiose, deux recombinaisons génétiques se succèdent :
-
Une recombinaison intrachromosomique qui est une recombinaison issue de crossing-over et
qui se déroule en prophase 1 de méiose.
Une recombinaison interchromosomique due à la répartition aléatoire et indépendante des
chromosomes homologues dans les cellules filles lors de la première division méiotique en
anaphase 1.
Le brassage intrachromosomique (en moyenne un à trois enjambements par paire de chromosomes)
précède le brassage interchromosomique dans le déroulement de la méiose : les deux brassages se
cumulent, augmentant encore la diversité des gamètes produits à chaque méiose.
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[2018-19]
Notion : Au cours de la méiose, des échanges de fragments de chromatides (crossing-over ou
enjambement) se produisent entre chromosomes homologues d'une même paire (brassage
intrachromosomique). Les chromosomes ainsi remaniés subissent un brassage
interchromosomique résultant de la migration aléatoire des chromosomes homologues lors de la
1ère division de méiose. Une diversité potentiellement infinie de gamètes est ainsi produite.
Exercice sur la drosophile
Pb : En quoi la fécondation contribue-elle à la diversité génétique des individus ?
III- Amplification du brassage et augmentation de la diversité entre individus lors de la
fécondation.
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Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
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ACTIVITE 4 : fécondation et diversité génétique
Eléments de correction ACTIVITE 4 : fécondation et diversité génétique
Les parents ont :
Pour phénotype : [ap+ se+], c’est-à-dire [ailes longues, yeux rouges brique]
Pour génotype : (ap+//se se+//se) = ils sont hétérozygotes
On obtient par cette construction théorique 9/16 soit 56% de drosophiles [ap+, se+] ; 3/16 soit 19% de
drosophiles [ap, se+] ; 3/16 soit 19% de drosophiles [ap+, se] ; 1/16 soit 6% de drosophiles [ap, se]. On
voit que les résultats théoriques (prédictions de l’échiquier de croisement simulant une rencontre
aléatoire des gamètes) sont très semblables aux résultats effectifs (inventaire statistique de la
génération F2). On peut valider l’hypothèse d’une réunion au hasard des gamètes lors de la
fécondation..
Mise en évidence de la diversité génétique créée par la fécondation
Dans la descendance F2, on relève des phénotypes nouveaux : [ap+, se], [ap, se+] et [ap, se],
révélateurs d’une diversification génétique. Dans l’échiquier de croisement qui vient d’être validé, on
peut mettre en relief les génotypes nouveaux. Il s’agit de tout génotype différent du génotype
parental (ap+/ap, se+/se).
Nous mettons en évidence pléthore de génotypes nouveaux. Notre étude illustre donc bien la citation de
François Jacob : "la sexualité peut être considérée comme une machine à faire du différent". Pour
mettre en valeur les conséquences génétiques de la fécondation, on peut remarquer que le nombre
de génotypes possibles pour le zygote est supérieur au nombre de génotypes possibles pour les
gamètes (quatre génotypes différents). On dit que la fécondation amplifie le brassage
génétique occasionné par la méiose.
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Lycée Régnault
Ibtisam Boudouaia
[2018-19]
Notion : Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s'unissent : leur fusion
conduit à un zygote. La diversité génétique potentielle des zygotes est immense. Chaque zygote
contient une combinaison unique et nouvelle d'allèles. Seule une fraction de ces zygotes est
viable et se développe.
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