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THEME 2 : STABILITE ET VARIABILITE DES GENOMES ET EVOLUTION
Leçon 3 :
Méiose et Fécondation participent à la variabilité des individus
Vocabulaire
Pour réussir les exercices de génétique il faut :
I/ Maîtriser le vocabulaire génétique :
Chaque individu présente un certain nombre de caractères morphologiques ou physiologiques dont la plupart
sont héréditaires. Ces derniers sont l’expression de gènes (portion de molécule d’ADN) présents dans ses
cellules en deux versions ou allèles, situés au même niveau et en des points précis de la molécule d’ADN
ou locus.
L’ensemble des caractères visibles ou phénotype permet d’identifier le bagage génétique ou notype de
l’individu.
Si le génotype pour un caractère donné est constitué de deux allèles identiques, l’individu est homozygote pour
ce caractère ou de race pure
Il est dit hétérozygote ou hybride pour ce caractère si son génotype est constitué de deux allèles différents.
On dit qu’il y a dominance lorsqu’un des deux allèles a un effet prépondérant sur le phénotype. L’allèle dominé
est dit récessif.
II/ Déterminer correctement la dominance des allèles impliqués :
A-Le symbolisme :
-le premier consiste à prendre les initiales du caractère envisagé et à utiliser une majuscule pour l’allèle dominant
et une minuscule pour l’allèle récessif.
- le second consiste à prendre une seule initiale, celle correspondant au phénotype rare ou muté (ex : vestigiale)
et on ajoute le signe + pour l’allèle sauvage. Si l’allèle muté est récessif, on utilise une minuscule ; s’il est
dominant une majuscule.
Exemple : Pour le croisement entre deux lignées pures de rats, l’une à pelage blanc et l’autre à pelage gris,
l’allèle « pelage gris » est dominant.
Symbolisme ?
Exemple : Pour un croisement entre deux lignées pures de drosophiles, les unes à ailes longues, les autres à ailes
vestigiales, l’allèle « ailes longues » est dominant.
Symbolisme ?
B-Comment déterminer la dominance ?
Exemple 1 : On croise des souris grises de race pure avec des souris blanches de race pure. Toutes les souris
obtenues sont grises.
Que déduit-on de ce croisement ?
Réponse : La F1 a le phénotype de l’un des parents. On en déduit que l’allèle correspondant (gris) est dominant
et l’allèle blanc récessif. On note G > b
Exemple 2 : Le croisement d’une plante à fleurs bleues avec une plante à fleurs blanches donne en F1 100% de
plantes à fleurs bleu pâle.
Que déduit-on de ces résultats ?
Réponse :
- La F1 est uniforme, les parents croisés sont de race pure.
- Le phénotype de la F1 étant différent de celui des parents, on en déduit qu’il n’y a pas de dominance entre
l’allèle bleu (b) et l’allèle blanc (c). On note b = c.
On dit aussi que ces allèles sont codominants.
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II/ Ecrire correctement le génotype d’un organisme pour les caractères envisagés :
1. Cas de la transmission d’un seul gène ou monohybridisme :
L’écriture du génotype implique l’utilisation d’un symbolisme. S’il ne vous est pas imposé par le sujet, vous
devez indiquer clairement celui que vous utilisez.
2. Cas de la transmission de deux gènes ou dihybridisme :
L’écriture du génotype doit d’abord refléter que deux allèles de chaque gène existent dans toutes les cellules de
l’organisme.
Ainsi, pour un croisement entre deux lignées pures de souris, l’une à poils longs et gris et l’autre à poils courts et
blancs (les allèles poils « longs » et « gris » sont dominants), on envisage deux possibilités :
- Les deux gènes sont portés par deux paires de chromosomes différentes (ils sont indépendants).
- Les deux gènes sont portés par une seule paire de chromosomes (ils sont liés).
3.Le croisement-test :
Pour mettre en évidence l'existence de brassages génétiques au cours de la méiose, il faut étudier la
population de gamètes obtenus à l’issue de la méiose. Comment ?
Pour cela, on utilise un moyen indirect : le croisement-test.
Cela consiste à croiser des individus hétérozygotes avec des individus homozygotes récessifs pour le ou les
gènes considérés : sachant que les individus homozygotes récessifs ne produisent qu’une sorte de gamètes, on en
déduit que les phénotypes et les proportions des individus nés de ce croisement révèlent les génotypes et les
proportions des différents gamètes produits lors de la méiose par les hétérozygotes F1.
-À l’issue du test-cross, on obtient 4 phénotypes :
-2 phénotypes parentaux […] et […],
-et on voit apparaitre 2 phénotypes nouveaux de type recombiné, […] et […] différents de ceux des
parents.
-L’existence de 4 phénotypes montre que l’individu F1 a fabriqué 4 types de gamètes : des gamètes parentaux
et des gamètes recombinés.
-L’apparition de nouvelles associations alléliques dans ces gamètes recombinés permet d’affirmer qu’il y a eu
brassage génétique lors de la méiose chez F1. Lequel ?
4. Pour des gènes indépendants :
-À l’issue du test-cross, on obtient 4 phénotypes en proportions équiprobables à 25%
On en déduit :
- que l’ individu F1 hétérozygote pour 2 gènes, a produit, par la méiose, 4 types de gamètes en quantité égale.
-que les gènes étudiés sont indépendants, portés par 2 paires de chromosomes.
- qu’il s’est produit un brassage interchromosomique dû à la ségrégation indépendante des chromosomes
homologues de chaque paire lors de l'anaphase de la première division de méiose.
Exemple : On a croisé une drosophile femelle de type sauvage (corps gris,
ailes longues) avec une drosophile mâle au corps ébène et aux ailes
vestigiales.Ces deux individus sont de race pure.
On a obtenu, en première génération, 182 drosophiles au corps gris et aux
ailes longues.
On a croisé ensuite des drosophiles femelles obtenues en F
1
avec des
drosophiles mâles aux ailes vestigiales et au corps ébène. Les résultats
obtenus sont les suivants :
492 drosophiles à corps gris et ailes longues
509 drosophiles à corps ébène et ailes longues
515 drosophiles à corps gris et ailes vestigiales
487 drosophiles à corps ébène et ailes vestigiales
a)Indiquez le génotype des parents de race pure et des
individus obtenus en F
1
.
b)Quelles sont et dans quelles proportions, les types de
gamètes produits par la drosophile femelle de la génération
F
1
?
c) Schématisez le comportement des chromosomes qui, au
cours de la méiose, permet d’expliquer le résultat obtenu à
la question b.
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5. Pour des gènes indépendants :
-À l’issue du test-cross, on obtient 4 phénotypes en proportions non-équiprobables.
On en déduit :
- que l’ individu F1 hétérozygote pour 2 gènes, a produit, par la méiose, 4 types de gamètes en
quantité inégale.
-que les gènes étudiés sont liés, portés par 1 paire de chromosomes.
- qu’il s’est produit un brassage intrachromosomique ou recombinaison par crossing-over, qui a
lieu entre chromosomes homologues appariés lors de la prophase de la première division de méiose.
- Lors de la prophase I de la méiose, lorsque se forment les bivalents, les tétrades, les quatre
chromatides de chaque bivalent sont étroitement accolées et établissent des contacts appelés chiasmas.
-Il peut alors se produire un crossing-over : il s’agit d’échanges de segments de chromatides
au niveau des chiasmas entre chromosomes homologues.
-Ces échanges conduisant à la formation de chromosomes recombinés portant une
combinaison d’allèles différente de celles des chromosomes des parents
- Les gamètes obtenus sont alors de génotypes recombinés
Leur faible proportion s’explique par le fait que le crossing-over n’a pas lieu à chaque méiose : c’et un
phénomène aléatoire.
Exemple : On réalise un croisement entre deux souches de drosophiles homozygotes pour
deux gènes : une souche aux yeux marrons et ailes échancrées et une souche sauvage.
La F
1
est homogène et de phénotype sauvage.
On effectue le croisement suivant : femelle F
1
x mâle aux yeux marrons et ailes échancrées
et on obtient en F
2
:
410 drosophiles de phénotype sauvage
400 drosophiles aux yeux marrons et ailes échancrées
111 drosophiles aux yeux de type sauvage et ailes échancrées
109 drosophiles aux yeux marrons et ailes de type sauvage
Expliquez les résultats obtenus.
III/ Établir correctement un tableau prévisionnel d’une génération :
Ce tableau prévisionnel est encore appelé échiquier de croisement des gamètes des parents.
Lors de la fécondation, il y a rencontre au hasard des gamètes d’origine mâle et femelle. Le tableau prévisionnel
nous permet de déterminer tous les cas possibles.
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Méthode globale en génétique
1. Dans un cas de monohybridisme
Intro :
1) préciser que le cas étudié correspond à un monohybridisme (un caractère)
2) Supposer que ce caractère est gouverné par un gène
3) Trouver les allèles correspondant à ce caractère
4) Déterminer l’allèle dominant et l’allèle récessif : voir le phénotype de la F1
5) Proposer une convention d’écriture : en majuscule (ou +) pour l’allèle dominant
6) Préciser que les parents sont homozygotes pour le gène concerné, car les parents sont de lignée pure
ou de souche sauvage.
Dvpt :
Pour le croisement des parents :
1) Ecrire le phénotype des individus
2) Ecrire le génotype des individus
3) Ecrire le génotype des gamètes et leur pourcentage
4) Faire un échiquier de croisement : à l’aide des gamètes parentaux
5) Indiquer le génotype de la descendance
6) Indiquer le phénotype de la descendance
7) Indiquer le pourcentage pour chaque phénotype de la descendance
Pour le croisement-test :
1) Ecrire le phénotype des individus
2) Ecrire le génotype des individus
3) Ecrire le génotype des gamètes et leur pourcentage
4) Faire un échiquier de croisement : à l’aide des gamètes parentaux
5) Indiquer le génotype de la descendance
6) Indiquer le phénotype de la descendance
7) Indiquer le pourcentage pour chaque phénotype de la descendance
Conclusion :
Vérifier si les résultats expérimentaux sont conformes aux résultats théoriques Si oui, notre hypothèse
est donc validée.
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2.Dans un cas de dihybridisme
(2 couples d’allèles)
1) Préciser que le cas étudié correspond à un dihybridisme
2) Si aucune information n’est donnée, supposer que chaque caractère est gouverné par un gène
3) Si aucune information n’est donnée au sujet de la liaison des gènes, observer les pourcentages des
phénotypes des descendants du croisement-test :
a/Si les proportions sont équiprobables : les gènes sont indépendants
Pour le prouver, partir de l’hypothèse que les gènes sont indépendants et sachant que les résultats théoriques
seront conformes aux résultats expérimentaux, votre hypothèse sera vérifiée.
b/Si les proportions sont non-équiprobables : les gènes sont liés
Pour le prouver, procéder par un raisonnement par l’absurde qui consiste à partir de l’hypothèse que les
gènes sont indépendants et sachant que les résultats théoriques ne seront pas conformes aux résultats
expérimentaux, votre hypothèse sera infirmée et vous pourrez affirmer que les gènes sont liés.
Dvpt :
Identique au monohybridisme
Conclusion :
1) Vérifier si les résultats expérimentaux sont conformes aux résultats théoriques
2) Expliquer les mécanismes de crossing-over qui ont aboutit à ces résultats en schématisant une paire de
chromosomes de cellule germinale du parent F1 en prophase I de méiose : avant, pendant et après le crossing-
over.
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