Exercice de type II.2. Pratique du Raisonnement scientifique L
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LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine Exercice de type II.2. Pratique du Raisonnement scientifique L’origine des mutants Bar et Ultra-bar chez la Drosophile Les résultats du croisement F1 présentent une grande diversité de génotypes. Par une analyse des documents et en vous appuyant sur vos connaissances, expliquez la diversité des génotypes obtenus à l’issue du croisement F1. Votre explication sera illustrée de schémas précisant les mécanismes à l’origine d’une telle diversification. D’après SVT TS Belin, ed.2012, p.38 LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine Rédaction possible pour la correction : Exercice 1 : Doc 1 : la femelle est hétérozygote pour deux gènes considérés, de génotype (F B Fu// f B fu). Elle produit 4 types de gamètes avec majoritairement des gamètes parentaux (F B Fu/) et (f B fu/), et minoritairement des gamètes recombinés (F B fu/) et (f B Fu/). En effet, les allèles F et Fu sont physiquement liés sur le chromosome X (ainsi que f et fu). Les gamètes (F B fu/) et (f B Fu/) ne peuvent s’obtenir que par crossing over entre les chromosomes X lors de la prophase de 1ère division de méiose. Cette femelle hétérozygote pour les gènes considérés présente un phénotype [F B Fu] ; on en déduit que l’allèle F est dominant sur f et l’allèle Fu est dominant sur fu. Le mâle est donc double récessif et ne produit qu’un type de gamète au génotype récessif (f B fu/), mais ce gamète porteur d’u chromosome X ne nous intéresse pas pour la suite. En effet dans le doc 2, seuls les descendants mâles F1 nous sont présentés. Ils ont donc hérité leur chromosome Y du père, et ce gonosome ne porte par les gènes étudiés ici. Le croisement 1 est appelé test-cross, il permet de connaître la proportion de génotypes des gamètes produits par la femelle hétérozygote, et ainsi de confirmer que les gènes étudiés sont liés sur le même chromosome. Ici le doc 1 révèle la liaison des gènes étudiés, il est donc logique que le résultat du test cross donne une majorité d’individus de génotypes parentaux (F B Fu/) (5218) et (f B fu) (4160), et une minorité de génotypes recombinés (=1%). L’originalité de ce croisement repose sur l’obtention de phénotypes nouveaux [sauvage] et [ultra-bar]. Ces phénotypes sont directement liés au nombre de copies du gène B. On observe 3 individus de phénotype sauvage, avec au moins un allèle maternel (F ou Fu), ce qui confirme qu’on étudie dans ce croisement uniquement les gamètes produits par la mère. On en déduit que lors de la gamétogenèse chez la femelle, a eu lieu un mécanisme aboutissant à la perte (et au gain selon la chromatide considérée) d’un des deux exemplaires du gène B. On en déduit qu’un transfert de gènes B d’un chromosome X à l’autre au cours de la prophase I de méiose a eu lieu chez une femelle, un crossing over inégal, aboutissant à une duplication du gène B sur une des deux chromatides et à une perte d’un gène B sur l’autre chromatide. Bilan : les brassages intra chromosomiques, qui ont lieu en prophase I de méiose, reposant sur des crossing-over égaux et inégaux sont donc source de diversification des génotypes. Exercice 2 : Les bactéries étant incapables de réaliser la reproduction sexuée, l’apparition de nouvelles souches de bactéries ne peut se faire que par mutation (évènement très rare, de fréquence 10-9) ou par un autre mécanisme. Les souches 1 et 2 sont triplement mutantes pour des gènes différents. Lorsqu’on réalise une co-culture de 1 et 2 sur un milieu minimum, on observe après 2 jours, l’apparition de 4 colonies de bactéries. Il semble donc que dans cette co-culture des bactéries capables de vivre dans des milieux sans leucine, thiamine, thréonine, biotine, cystéine, phénylalanine, soient apparues. Il est impossible que ces bactéries proviennent de triples mutations des bactéries initiales. On en déduit que certaines (4) bactéries des souches 1 et 2 ont échangé leurs allèles, et ainsi complété les allèles défectueux. Ces 4 bactéries de génotype sauvage, se sont alors multipliées aboutissant à la formation de colonies observables à l’œil nu. Lorsqu’on réalise une co-culture en agitant le milieu, on ne constate aucune apparition de souches néoformées sauvages. On en déduit que l’agitation empêche le transfert de gènes entre les bactéries. Lorsqu’on rélise l’agitation 15 min après la mise en co-culture, on obtient une colonie de souche sauvage. On en déduit qu’un 15 minutes deux bactéries ont eu le temps de transférer leur gène. Ce transfert de gènes entre bactéries semble être un moment sensible qui demande un milieu calme, et nécessite un certain temps. En effet, la photographie au MET révèle des ponts cytoplasmiques entre les bactéries. Ces ponts permettent d’échanger de l’ADN et donc des gènes entres les bactéries, qui voient leur génotype enrichi ou appauvri. C’est un exemple de transfert horizontal d’information génétique, source de diversification du vivant. Bilan : la résistance aux antibiotiques, problème de santé publique, s’explique par la capacité des bactéries, qui ne pratiquent pas la reproduction sexuée, à se diversifier par transfert horizontal de gènes (par l’établissement de ponts cytoplasmiques). Schéma présentant le transfert horizontal de gènes d’une bactérie à l’autre pour éventuellement illustrer le bilan LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine Sujet II.2. Pratique du raisonnement scientifique Les échanges de matériel génétique chez les bactéries D’après SVT TS, Nathan ed. 2012, p.50 A l’aide de l’ensemble documentaire expliquez un mode de diversification possible chez les bactéries. Votre analyse se terminera par un bilan sous forme de schéma, présentant le mécanisme à l’origine de l’apparition de souches « sauvages ». Bon courage ! LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine NOM : critères Notions attendues 2 1 0 Eléments scientifiques issus du document: (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec le sujet…) 1- Femelle double hétérozygote + 2 gènes physiquement liés 2- mâle double récessif, gènes étudiés sur chromosome X 3- proportions des individus [bar] du doc 2 citées et expliquées (% ou nombre) 4- 2 phénotypes nouveaux associés au nombre de gènes bars Eléments scientifiques issus des connaissances acquises 1- 4 types de gamètes avec une majorité de gamètes parentaux => confirmés par le doc 2 2 gamètes du mâle non étudiés car seulement données sur descendants mâles => intérêt pour le croisement test, expression du génotype des gamètes maternels 3- génotypes recombinés via co en PI = brassage intra 4- co inégaux en PI => duplication de gènes ou perte du gène sur une des 2 chromatides Eléments de démarche (L’élève présente la démarche qu’il a choisie pour répondre à la problématique, dans un texte soigné (orthographe, syntaxe), cohérent (structuré par des connecteurs logiques), et mettant clairement en évidence les relations entre les divers arguments utilisés.) Eléments de démarche 4 2 0 schématisation 4 2 0 2 1 0 4 2 0 2 1 0 TOTAL Eléments d’évaluation, exercice 2 critères Notions attendues Eléments scientifiques issus du document: (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec le sujet…) 1- transmission des gènes de résistance, abs repro sexuée ??? 2- Fréquence des mutants rare 1/106 3- souche 1 + 2 => colonies sur milieu minimum 4- ajout de filtrat stérile => aucun dvpt 5- avec ou sans agitation + doc 1 sur pilus 6- avec agitation après 15 min de culture 7- pb de résistance aux antibiotiques Eléments issus des acquises 1- par voie verticale cf repro sexuée sinon, transfert horizontal ? 2- obtention par mutation (evt rare, aléatoire), donc impossible pour expliquer colonies 3- transfert des allèles entre les deux souches 4- transfert d’info par contact 5 – agitation réduit le transfert car nécessité d’un pont cytoplasmique 6- transfert peut se faire en 15 min => rapide 7- car transfert horizontal de gènes… scientifiques connaissances Eléments de démarche schémas TOTAL LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine LYCÉE Thème 1-A-1 Devoir Sur Table S. Dalaine
