Diversité génétique
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corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com RAPPEL DU SUJET SUJET : Diversité génétique Des généticiens étudient le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique. Ils prennent comme modèle d'étude deux populations de drosophiles constituées d'individus mâles et femelles homozygotes pour deux gènes indépendants. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 1/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com Des mâles de la population 1 sont placés avec des femelles de la population 2 dans le même flacon d'élevage. Leur croisement aboutit à la génération F1. Les individus issus de la première génération (F1) obtenue sont ensuites croisés avec des individus de la population 2. On obtient une deuxième génération (F 2) dans laquelle les généticiens observent, pour les caractères étudiés, une diversité des combinaisons phénotypiques. En s'appuyant sur cet exemple, proposer un texte illustré montrant par quels mécanismes la reproduction sexuée aboutit, ici, à la diversité phénotypique obervée. L'exposé doit être structuré avec une itnroduction et une conclusion et sera accompagné de schémas. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 2/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com LE CORRIGÉ CORRIGE : ETUDE DE LA DIVERSITE GENETIQUE I - L'analyse du sujet A - Les thèmes et les notions abordés En première lecture, le sujet porte sur les notions de méiose et fécondation. Elles sont accompagnées de ce cortège de vocabulaire : chromosomes, reproduction sexuée, génotype, phénotype, brassage interchromosomique, gène, allèle, dominance, récessivité, dihybridisme. B - Les coups de pouce du sujet Pour la première fois, et ce en accord avec les directives du nouveau programme 2012, cet exercice de type I est une restitution organisée de connaissances accompagnée d'un document. Ce dernier vous guidait dans vos choix de schéma et vous donnait un support d'exemples. C - Les difficultés du sujet Ce sujet de génétique reprend une thématique trés classique de diversité auquel on associait immédiatement les notions de méiose et fécondation. La difficulté résidait dans la notion "diversité phénotypique" à laquelle on n'est pas habitué. II - Le plan proposé I - La méiose, une source de diversité des gamètes la méiose ● le brassage interchromosomique ● les gamètes de ● France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 3/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com II - La fécondation amplifie le brassage génétique rencontre au hasard de deux gamètes ● exemple du dihybridisme génétique ● III - Le phénotype, expression du génotype allèles dominant / récessif ● exemple : 9 génotypes et 4 phénotypes ● III - Réponse détaillée Introduction Tous les individus appartenant à une même espèce possèdent des caractères génétiques communs tels que le nombre de chromosomes ou le nombre de gènes. Cependant, chaque individu est génétiquement unique. La reproduction sexuée mettant en jeu la méiose et la fécondation est à l'origine de la création d'une combinaison unique d'allèles pour chaque nouvel individu. Ce nouveau génotype va s'exprimer selon les relations de dominance et récessivité et donner naissance à un phénotype unique. En nous appuyant sur un exemple de croisement de dihybridisme digénique entre des drosophiles, nous allons mettre en évidence les mécanismes permettant la diversité phénotypique. Nous commencerons par aborder la méiose, source de diversité des gamètes, et la fécondation, amplificateur de la diversité génétique. Enfin, nous verrons comment le phénotype est issu de l'expression du génotype. I. La méiose, une source de diversité des gamètes La méiose est une succession de deux divisions cellulaires permettant de former quatre cellules haploïdes, les gamètes, à partir d'une cellule germinale diploïde. La première division méiotique est dite réductionnelle car elle aboutit à la séparation des chromosomes homologues, et ainsi à la formation de cellules haploïdes. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 4/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com La seconde division méiotique est dite équationnelle. Elle consiste en la séparation des chromatides-soeurs des chromosomes. Deux cellules haploïdes dotées de chromosomes mono-chromatidiens sont ainsi formées. Au cours de l'anaphase de la méiose réductionnelle, on observe une séparation des deux chromosomes homologues de chaque paire. Ainsi, les couples d'allèles qu'ils portent se disjoignent en conséquence. Un chromosome d'une paire peut s'associer avec l'un ou l'autre d'une autre paire. Ceci se fait aléatoirement et indépendamment pour toutes les paires. C'est ce qu'on appelle le brassage interchromosomique. Schématisons ce brassage et les différents types de gamètes formés par une drosophile de la génération F1 de l'exemple proposé. Cellule germinale d'une drosophile de la génération F1 Anaphase I Séparation aléatoire des chromosomes homologues de part et d'autre du plan équatorial. Mise en évidence du brassage interchromosomique. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 5/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com Fin de télophase I On obtient deux cellules haploïdes n = 2 chromosomes bichromatidiens avec deux possibilités de combinaisons alléliques en fonction de la migration des homologues en anaphase I. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 6/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com Fin de télophase II On obtient de façon équiprobable 4 types de gamètes différents avec les combinaisons alléliques : France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 7/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com On constate que pour deux paires de chromosomes, 4 gamètes différents sont formés de façon équiprobable. ● ● La méiose est le siège de brassages génétiques et donc de diversité des combinaisons alléliques des gamètes. II. La fécondation amplifie le brassage et la diversité génétiques La fécondation est la rencontre au hasard d'un gamète mâle et d'un gamète femelle. La fusion de deux noyaux haploïdes, les pronucléi, est appelée la caryogamie. Une cellule-oeuf diploïde, le zygote, est formée. La fécondation permet le rétablissement de la diploïdie. Chacun des deux parents produit un grand nombre de gamètes différents : la fécondation en réunissant au hasard deux gamètes avec leur assortiment allélique amplifie le brassage génétique de la méiose. Le croisement donné par notre exemple est un cas classique de dihybridisme digénique. On croise des drosophiles et on étudie le mode de transmission de deux gènes indépendants présentant chacun deux allèles. On étudie donc le gène codant pour la couleur du corps avec , allèle dominant codant pour un corps clair et pour un corps sombre ; et le gène codant pour la longueur des ailes avec longues et , allèle récessif codant , allèle dominant codant pour des ailes , allèle récessif codant pour des ailes courtes. Dressons l'échiquier de croisement de entre elles donnant la descendance France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite : page 8/10 corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com On peut dénombrer ainsi 16 possibilités de génotypes avec en réalité 9 génotypes différents issus des parents . III. Le phénotype, expression du génotype Le phénotype correspond à l'ensemble des caractères observables. Il résulte de l'expression du génotype, c'est-à-dire de l'expression des allèles des gènes. Chaque individu diploïde possède un jeu de chromosomes issu de son père et un jeu de chromosomes issu de sa mère. Ainsi ils constituent les paires d'homologues. Chaque gène est présent en deux exemplaires (à l'exception de ceux portés par les chromosomes sexuels chez un homme) et leur expression est lié aux relations de dominance / récessivité des deux allèles de chaque gène. Les allèles dominant s'expriment, qu'ils soient à l'état homozygote (double exemplaire) ou hétérozygote (associé à un récessif). A l'inverse, les allèles récessifs ne s'expriment qu'à l'état homozygotes. ainsi, dans le cadre de notre exemple, un individu de génotype phénotype de même que celui car dominant , seul s'exprimera. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 9/10 sera de corrigé bac 2014 Examen : Bac S Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre France-examen.com L'allèle s'exprimera uniquement chez un individu Ceci explique pourquoi, dans le cadre de la descendance . , on obtient 9 génotypes différents mais seulement 4 phénotypes différents : Nous en déduisons donc que plusieurs génotypes peuvent aboutir à un même phénotype. Avec la succession de la méiose et de la fécondation, sièges de brassages alléliques, la reproduction sexuée est source de diversité génétique des individus. Les combinaisons alléliques nouvellement formées s'expriment en fonction de leurs relations de dominance / récessivité. La diversité génotypique induit une diversité phénotypique moindre. La méiose est aussi le siège d'un brassage intrachromosomique, autre source de diversité génétique, créant des combinaisons alléliques recombinées autres que celles portées par les parents. France-Examen 2014 Tous droits réservés Reproduction sur support électronique interdite page 10/10
