TS SVT N. PIDANCIER Correction du DS n°4 exercice 1 (type 2.1

TS SVT
N. PIDANCIER
Correction du DS n°4
exercice 1 (type 2.1) sur 6 points
Problème : On doit valider l'arbre phylogénétique proposé en référence et indiquer sur celui-ci les
innovations évolutives présentées dans les documents. L'espèce la plus proche du tarsier doit également
être déterminée.
Document 1 : matrice taxons-caractères pour les espèces étudiées permet d'établir les relations de parenté
avec des caractères morphologiques/anatomiques.
Constats :
Tous les animaux sont des Mammifères, ils ont donc un ancêtre commun hypothétique (correspondant au
noeud 1 sur l'arbre).
Le Toupaïe ne présente aucun des caractères retenus pour la comparaison alors que les autres possèdent
tous un nez, des pouces opposables et des ongles, caractères à l'état dérivé.
Une parenté plus proche est donc partagée par les animaux avec nez, pouces opposables et ongles
représentés par les Primates (Chimpanzé, Gorille, Homme, Macaque, Tarsier) regroupés sur l'arbre (noeud
2).
Les êtres vivants présents peuvent être regroupés grâce au partage de caractères à l'état dérivé : le
groupe des animaux avec orbites fermées (Macaque, Homme, Gorille et Chimpanzé) dérivent d'un
ancêtre commun hypothétiques exclusif, représentés par le noeud 3.
Les espèces n'ayant pas de queue (caractère à l'état dérivé), Chimpanzé, Gorille et Homme, partagent un
ancêtre commun hypothétique exclusif représenté par le noeud 4.
Les noeuds 1 à 4 de l'arbre sont ainsi justifiés.
Pour préciser les relations de parenté entre Chimpanzé, Gorille et Homme, on considère les données
moléculaires du document 2.
Document 2 : tableau présentant les pourcentages de différences entre les séquences protéiques de 3
espèces ( Chimpanzé, Gorille et Homme) pour 3 protéines différentes ( NAD, globine G et cytooxydase).
On constate que pour les 3 protéines, le pourcentage de différence est plus faible entre l'Homme et le
chimpanzé qu'entre l'Homme et le Gorille.
Or, plus le pourcentage de différence entre séquences protéiques est faible, plus la parenté entre
espèce est forte.
On en déduit que le chimpanzé est l'espèce la plus proche de l'Homme, ce qui valide le noeud 5 sur
l'arbre.
L'arbre et ses branches sont ainsi justifiés.
Arbre phylogénétique complété :
Détermination de l'espèce la plus proche du tarsier
On constate que le Tarsier possède le plus grand nombre de caractères à l'état dérivé, c'est-à-dire 3
caractères, avec le Macaque, le Gorille, le Chimpanzé et l'Homme;
Or plus le nombre de caractère partagé à l'état dérivé est grand, plus les espèces sont proches.
Donc les espèces les plus proches du Tarsier sont celles du Macaque, du Gorille, du Chimpanzé et de
l'Homme.
Attention, ce ne sont pas les animaux situés sur les branches "les plus proches" de l'arbre qui
correspondent aux espèces les plus apparentées.
Exercice 2 (type 2.2) sur 14 points
exemple de croisement où on considère deux gènes liés avec deux allèles, l'un dominant, l'autre
récessif.
On constate en F2 (résultats d'un test-cross) deux phénotypes parentaux ( chats rayés avec queue de
longueur normale et chats sans rayures avec queue courte) plus abondants et en proportions similaires
(45%) et deux phénotypes recombinés (chats avec rayures et queue courte, et chats sans rayures et et
queue de longueur normale) en proportions plus faibles et équivalentes (5%).
Hypothèse : On suppose que deux gènes liés interviennent, chacun avec deux allèles. (Il y a parfois des
crossing-over lors de la formation des gamètes produits par F1).
Choix des symboles pour les allèles puisque non imposés
- Soit le gène codant pour des rayures sur le pelage avec l'allèle R pour la présence de rayures et l'allèle r
pour l'absence de rayures.
- Soit le gène de la longueur de la queue avec l'allèle N pour une queue de longueur normale et l'allèle n
pour une queue courte.
Ecriture des génotypes des parents et des types et proportions de gamètes produits par chacun
d'eux
Les chats P2 sans rayures et avec une queue courte sont double-homozygotes et ont pour génotype
(rn//rn)
(un seul double trait de fraction pour écrire les génotype traduit le fait que les gènes soient liés, situés sur
le même chromosome). Elles produisent 100% de gamètes ayant le génotype (rn/)
Les chats P1 avec des rayures et une queue de longueur normale sont double-homozygotes et ont pour
génotype (RN//RN). Elles produisent 100% de gamètes ayant le génotype (RN/).
Déduction du génotype de F1
F1 est le résultats de la fécondation des gamètes de P1 et P2.
Les individus F1 ont donc pour génotype (RN//rn).
Détermination des relation de dominance/récessivité/codominance des allèles pour les 2 gènes
Comme tous les individus F1 sont tous de phénotype avec des rayures et une queue de longueur normale,
on en déduit que l'allèle R est dominant par rapport à l'allèle r et que l'allèle court N est dominant par
rapport à l'allèle n.
Détermination des types et proportions de gamètes produits par F1
Lors de la formation des gamètes de F1, il y a des gamètes produits sans crossing-over lors de la méiose
donnant deux types de gamètes en proportion 50/50 : gamètes de génotype (RN/) et gamètes de génotype
(rn/).
Plus rarement, il y a aussi des gamètes obtenus avec des crossing-over lors de la prophase 1 de méiose.
On obtient alors 4 types de gamètes (RN/) , (rn/) , (Rn/) et (rN/).
En tenant compte des méioses avec et sans crossing-over, les individus de F1 produisent :
 une grande majorité de gamètes ayant pour génotype (RN/) et (rn/), en même proportion.
 Une minorité de gamètes ayant pour génotype (Rn/) et (rN/), gamètes recombinés en proportion
similaire.

Détermination des génotypes des individus de F2 (tableau de croisement)
F1 est croisé avec un individu double-récessif, ce croisement est un croisement-test. L'intérêt de ce
croisement est de pouvoir facilement déduire la proportion des différents gamètes de F1 puisque
l'individu double-récessif ne produit qu'un seul type de gamètes avec les allèles récessifs. Ici (rn/).
Tableau de croisement de F1 avec un individu double récessif sans rayures et avec une queue
courte:
Gamètes produits par F1
gamètes produits par P2
(rn/)
(RN/)
(rn/)
(Rn/)
(rN/)
(RN//rn)
[NC]
(rn//rn)
[nc]
(Rn//rn)
[Nc]
(rN//rn)
[nC]
Résultats observés en F2 45,00%
45,00%
5,00%
5,00%
On obtient donc 4 phénotypes : deux correspondants aux phénotypes parentaux majoritaires [RN] et [rn]
et deux aux phénotypes recombinés minoritaires [Rn] et [rN].
Confrontation des résultats théoriques aux résulats observés pour valider ou non l'hypothèse :
Les résultats théoriques correspondent aux résultats observés. On valide l'hypothèse selon laquelle les
deux gènes sont liés (=situés sur le même chromosome) et les proportions sont expliquées.
Retenir que :
Si lors d'un croisement-test où on considère deux caractères différents, on observe 4 phénotypes
différents, dont 2 majoritaires sont des phénotypes parentaux et deux minoritaires correspondent à des
phénotypes recombinés, pensez à deux gènes liés, situés sur le même chromosome.
Le schéma attendu doit montrer les gamètes obtenus avec :(3,5 points)
− une méiose sans CO entre les deux gènes considérés (2 types de gamètes sont produits 50% de
(RN/) et 50% de (rn/) )
− -et une méiose avec CO entre les deux gènes considérés (il y a 4 types de gamètes produits (RN/),
(rn/), (Rn/) et (rN/) avec une proportion de 25% chacun).
La majorité des gamètes est produit avec des méioses sans CO car les CO sont des événements rares.
Cela explique les proportions différentes des types de gamètes produits au total par F1.
Il faut dessiner la cellule mère des gamètes de F1 avant et après réplication, la prophase 1 (une partie du
schéma sans CO et une autre avec CO), la télophase 1 et la télophase 2.
Pour l'étape de la prophase avec CO, faire apparaître les enjambements (ou chiasmas) entre les 2
chromosomes homologues et le résultat du CO, avant de dessiner la télophase 1.
Les crossing-over entre deux gènes sont d'autant plus fréquents que les deux gènes sont éloignés sur les
chromosomes; Les scientifiques ont utilisé cette propriété pour construire des cartes génétiques (cartes
montrant la position respectives des gènes sur les chromosomes).
Je vous laisse faire ces schémas. N'hésitez pas à me les montrer pour correction.