Thème 1-A-1 Correction fiche d`exercices n°1 p.35 S. Dalaine
publicité
LYCÉE Thème 1-A-1 Correction fiche d’exercices n°1 p.35 S. Dalaine Exercice 8 p.35 (Bordas): nouveaux gènes, nouvelles fonctions Phrase introductive : il s’agit d’un ensemble documentaire à partir duquel nous allons expliquer les mécanismes de diversification du vivant. Dans le document 1, on constate que les 3 hormones, AVT, ADH et OT ne sont pas toutes présentes chez les Vertébrés. En effet, ADH par exemple est seulement présente chez les Mammifères dont le plus ancien fossile connu est le plus récent (-200 Ma). En revanche, AVT est présente chez les Poissons à nageoires rayonnées, les Amphibiens, les Lézards et Serpents et les Mammifères. On en déduit que le gène codant pour AVT est plus ancien que celui codant ADH (apparu entre -300 et -200 Ma). Ce 1er document permet d’encadrer les âges d’apparition des gènes codant les 3 hormones considérées : Le gène codant AVT est apparu avant -420 Ma, car toutes les espèces citées le possède et le plus ancien fossile connu (celui des Poissons) est daté de -420 Ma. Le gène codant OT est apparu entre -420 et -360 Ma, car les Amphibiens, les Lézards, les Serpents et les Mammifères le partagent, et le plus ancien fossile connu est celui des Amphibiens -360 Ma. Le gène codant ADH est seulement présent chez les Mammifères dont le plus ancien fossile est daté de -200 Ma. Ce gène est donc apparu entre -200 et -300 Ma. Pour que ces 3 gènes dérivent d’un gène ancestral et donc constituent une famille multigénique il faudrait comparer leur séquence et identifier d’éventuelles similitudes. Dans le document 2, on apprend que les 3 gènes sont situés sur le chromosome 20, ce qui est un argument en faveur de leur appartenance à une famille multigénique. La comparaison (nombre de nucléotides différents) deux à deux des gènes peut s’exprimer par le tableau suivant : AVT OT ADH AVT 0 OT 2 0 ADH 3 4 0 La forte similitude dans les séquences confirme leur appartenance à une famille multigénique, tous les 3 dérivent d’un gène ancestral qui par le jeu des duplications et des mutations a donné au cours du temps 3 gènes. Il semble que ce gène a dans un premier temps évolué (= acquisition de mutations) en gène AVT, puis par duplication d’AVT a donné le gène OT qui a accumulé comme AVT des mutations au cours du temps. Il semble que dans un second temps, une autre duplication ait affecté le gène AVT pour donner ADH. Le document 3 propose des séquences peptidiques des hormones étudiées. Par comparaison des séquences peptidiques, on obtient le tableau suivant : AVT OT ADH Tableau de comparaison (nb de différences) des séquences AVT 0 peptidiques des 3 protéines OT 1 0 ADH 1 2 0 On confirme donc deux mutations du duplicata d’AVT, une faux-sens et une silencieuse, à l’origine du gène OT. 3 mutations du duplicata du gène AVT, dont deux silencieuses, ayant engendré le gène ADH. -200 Ma La grande similitude des séquences primaires des protéines AVT et OT peut expliquer leur fonction proche (contraction des fibres musculaires). Cet ensemble documentaire illustre un exemple de diversification du vivant génétique : duplications et mutations au cours du temps, comme le montre le contre. ADH AVT OT AVT AVT OT mutation d’origine schéma Duplication transposition AVT -360 Ma ci- OT mutation temps mutation AVT Duplication transposition AVT -420 Ma mutation AVT gène ancestral Schéma retraçant les étapes aboutissant à une diversification des génomes Exercice 9 p.35 : un zygote particulier Un zygote est la cellule œuf obtenue suite à la fusion de deux gamètes au génome haploïde, le zygote est donc normalement diploïde. Sur la photographie « a » de la cellule œuf humaine on constate 3 pronuclei et non deux. Il semble donc que deux spermatozoïdes aient fusionné avec un ovocyte, le zygote obtenu serait alors triploïde. La photographie du caryotype « b » confirme cette hypothèse : le zygote obtenu est effectivement triploïde avec 3 gonosomes (XXY). On ne peut savoir si ce zygote est la conséquence d’une fusion de deux spermatozoïdes (un X et un Y) avec un ovocyte (X)(hypothèse la plus probable), ou le résultat d’une fusion d’un spermatozoïde (gonosome Y) avec un ovocyte anormal diploïde (XX). Au vu de la photographie « a » cette hypothèse est peu plausible.
