11DMgénétique2

1. Exercice II.1
À partir de l’analyse des données proposées, montrez que les résultats
expérimentaux obtenus illustrent le brassage génétique. Votre réponse doit être
accompagnée de schémas.
Le Chlamydomonas est un organisme chlorophyllien qui présente une reproduction
sexuée avec méiose et fécondation. L’œuf résultant de la fécondation subit directement
la méiose et il est possible d’analyser le génotype des quatre cellules issues de chaque
méiose.
On étudie les cellules haploïdes issues de zygotes dont le génotype est :
g+ c +
;
g" c "
g+ et g- sont deux allèles du gène g qui intervient dans la synthèse de l’arginine :
g+ permet cette synthèse, g- ne la !
permet pas.
c+ et c- sont deux allèles d’un gène impliqué dans la synthèse de l’acétate : c+
permet cette synthèse, c- ne la permet pas.
Parmi tous les zygotes dont on étudie les produits de la méiose, on reconnaît trois
types :
• Type 1 : donnant 4 cellules haploïdes, 2 de génotype g+ ; c- et 2 de génotype g- ;
c+.
• Type 2 : donnant 4 cellules haploïdes, 2 de génotype g+, c+ et 2 de génotype g- ;
c-.
• Type 3 : donnant 4 cellules haploïdes, une de génotype g- ; c+, une de génotype g; c- une de génotype g+ ; c+, et une de génotype g+ ; c-.
2. Exercice II.1
On formule l’hypothèse suivante : chez la souris, la couleur du pelage est gouvernée par
deux gènes situés sur deux paires de chromosomes différentes.
La couleur est en effet obtenue par la chaîne de biosynthèse suivante :
Blanc
Brun
EA
Noir
EB
La couleur noire est obtenue uniquement si l’étape intermédiaire a été réalisée.
EA et EB sont deux enzymes, fabriquées respectivement par deux gènes A et B et deux
couples d’allèles.
L’allèle A1 produit une enzyme EA biologiquement active, l’allèle A2 non.
L’allèle B1 produit une enzyme EB biologiquement active, l’allèle B2 non.
Validez l’hypothèse proposée en la confrontant aux résultats des deux croisements.
Document : Résultats de croisement de souris.
A. croisement n°1
B. croisement n°2
Correction.
Exercice 1.
Hypothèse de deux gènes situés sur deux paires de K différentes.
Etapes de la chaîne de biosynthèse :
Blanc
Brun
EA
Noir
EB
Allèle A1 : [brun]. Il permet la réalisation de l’étape intermédiaire.
Allèle A2 : [blanc]. Quel que soit le génotype avec le gène B, si la souris possède l’allèle
A2 en deux exemplaires, le passage vers noir est impossible.
Allèle B1 : [noir]. Ce phénotype est possible si l’étape 1 est réussie.
Allèle B2 : [blanc]. Pas de passage brun vers noir possible.
1er croisement.
P1 [noir] x
P2 [blanc] (lignées pures donc homozygotes)
(A1/A1 ; B1/B1)
(A2/A2 ; B2/B2) (chaque parent produit 1 type de gamète)
À noter qu’il n’y a pas d’ambiguïté pour le génotype de P1 (noir donc les deux étapes
doivent être réussies) ; ce n’est pas le cas pour P2 qui peu très bien être (A2/A2 ;
B1/B1) (il est bien homozygote ET blanc mais les résultats infirment cette hypothèse
par la suite).
F1 est donc hétérozygote : (A1/A2 ; B1/B2). Le phénotype observé étant [noir], cela
signifie que les deux enzymes fabriquées ont été biologiquement actives. L’allèle A1 est
donc dominant par rapport à A2 ; de même pour B1 par rapport à B2.
Deuxième croisement (test-cross).
F1 x P2
F1 : 4 types de gamètes équiprobables (1/4). Voir l’échiquier de croisement.
F2 : 1 seul type (1). Voir l’échiquier de croisement.
(A2 ; B2)
1
(A1 ; B1)
(A2 ; B2)
(A1 ; B2)
¼
¼
¼
(A1/A2 ; B1/B2)
(A2/A2 ; B2/B2) (A1/A2 ; B2/B2)
[Noir] ¼
[blanc] ¼
[Brun] ¼
Echiquier de croisement.
(A2 ; B1)
¼
(A2/A2 ; B1/B2)
[blanc] ¼
Bilan : Hypothèse 2 vérifiée. 2 gènes différents sur deux paires de K différentes.
Exercice 2.
Le génotype montre que
les deux gènes sont
indépendants
On étudie les 4 cellules
haploïdes issues d’une
seule méiose, à partir du
zygote 2n=4.
Type 2 :
On obtient 4 cellules 2
(g- ;c-) et 2 (g+ ; c+)
Ils sont situés sur deux paires de chromosomes différentes.
Type 1 : inversion d’une paire de chromosomes en métaphase I / l’équateur de la cellule.
Type 1 et 2 sont donc issus d’un brassage interchromosomique.
Type 3 :
On obtient 4 cellules 1
(g- ;c-), 1 (g+ ; c+), 1 (g+ ;
c-) et 1 (g- ; c+)
Il s’explique par
l’existence d’un CO en
prophase I sur une des
deux paires de
chromosomes.
Il s’agit d’un brassage intrachromosomique.
Synthèse :
Chlamydomonas est un organisme haploïde. A partir de deux gènes indépendants,
on obtient plusieurs types de cellules haploïdes, formées :
- par brassage interchromosomique
- par brassage intrachromosomique