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Thème 1 chapitre A1 Brassage génétique et diversité génétique
Corrigé de la PARTIE
I (RESTITUTION ORGANISÉE DE CONNAISSANCES)
MÉIOSE ET DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE
Élémentsdecorrection
Critères
Qualité de la synthèse
Éléments scientifiques
Qualités formelles
Barème
Éléments de correction
Introduction, fil directeur et conclusion
Séparation et articulation des idées dans un plan
(apparent ou non)
Méiose et gamètes définition
Brassage définition (combinaisons d’allèles nouvelles et variées
dans les gamètes)
Brassage interchromosomique : moment, localisation, crossingover, bilan
Brassage interchromosomique : moment, localisation,
mécanisme (ségrégation indépendante), bilan
Bilan de la combinaison des deux brassages
Schéma
• respectant les gènes et allèles imposés, partant d’un
individu hétérozygote pour les gènes étudiés
• montrant un crossing over entre les locu de A et B,
• montrantune méiose alternative avec ségrégation
indépendante
• (taille, forme, nombre des chromosomes et des
chromatides corrects à chaque étape)
Schéma (taille appropriée, couleurs, soin, clarté)
Orthographe et présentation
Thème 1 chapitre A1 Brassage génétique et diversité génétique
INTRODUCTION
La reproduction sexuée implique la formation de cellules haploïdes spécialisées, les
gamètes. Ceux-ci sont l’aboutissement d’un processus complexe, la gamétogenèse,
dont l’un des événements fondamentaux est le passage de 2n à n chromosomes au
cours de deux divisions successives, inséparables, et dont l’ensemble constitue la
méiose. Lors du déroulement de la méiose, un brassage génétique important se
produit ; il est dû à l’intervention de divers mécanismes.
Pour les présenter, nous partons d’un organisme hétérozygote pour trois gènes
situés, dans toutes les cellules subissant la méiose, comme indiqué sur les
chromosomes (à une chromatide) de la figure 1.
Figure 1
On admettra que les allèles A, B et D sont hérités de l’un des parents de l’individu et
que les allèles a, b et d sont hérités de l’autre parent.
Nous étudierons le brassage allélique de façon chronologique : d’abord le brassage
intrachromosomique qui se produit au cours de la prophase de la première division,
puis le brassage interchromosomique qui a lieu au cours de l’anaphase de cette
même division et s’exerce donc sur des chromosomes remaniés.
I.LEBRASSAGEINTRACHROMOSOMIQUE
•
Il se produit au cours de la première division de la méiose. Lors du
déroulement de certaines méioses (pas toutes), les gènes liés (situés sur un
même chromosome) peuvent être brassés par crossing-over (figure 2b) : au
cours de la prophase I, les chromosomes homologues appariés (formés de
deux chromatides) peuvent échanger des segments de chromatides
homologues, donnant ainsi naissance, en fin de prophase (figure 2c), à de
nouvelles associations des allèles des gènes si le crossing-over a lieu entre
les deux loci. Pour chaque chromosome, une des deux chromatides est
recombinée et possède une association (Ab pour l’une, aB pour l’autre)
différente de celles existant initialement (AB et ab). Il y a bien eu un brassage
génétique.
•
Les probabilités pour qu’un crossing-over se produise entre les gènes A et B
sont plus ou moins importantes (suivant la distance séparant les locus des
deux gènes).
II.LEBRASSAGEINTERCHROMOSOMIQUE
•
•
À la fin de la prophase I, on obtient donc deux cellules dont les chromosomes
(toujours formés de deux chromatides) ont été remaniés par le brassage
intrachromosomique.
 Considérons deux cellules mères de gamètes chez lesquelles il y a eu un
brassage génétique intrachromosomique au cours de la prophase. Elles
Thème 1 chapitre A1 Brassage génétique et diversité génétique
•
•
•
subissent la suite de la première division de la méiose (figure 2d). C’est la
métaphase – anaphase, au cours de laquelle les chromosomes homologues,
toujours formés de deux chromatides, se séparent et migrent vers les pôles
opposés de la cellule (figures 2d et e).
Durant l’anaphase, le comportement des deux paires de chromosomes est
indépendant (c’est une ségrégation indépendante) et deux dispositions des
chromosomes lors de la métaphase I sont possibles et équiprobables. L’une
de ces dispositions est illustrée par la méiose A, l’autre par la méiose B.
Bilan : après la deuxième division de la méiose (figure 2f), dans la méiose A, 4
gamètes différents entre eux sont formés : ABD, AbD, aBd et abd. Lors d’une
autre méiose, la méiose B, 4 autres types de gamètes, différents de ceux
obtenus lors de la méiose A et différents entre eux, sont produits : ABd, Abd,
aBD et abD.
Ces deux méioses indépendantes, de deux cellules possédant le même
génotype, sont donc à l’origine de 8 gamètes génétiquement différents les uns
des autres.
CONCLUSION
•
•
•
Les deux méioses A et B considérées globalement prennent en compte le
brassage génétique intrachromosomique ayant lieu par crossing-over au cours
de la prophase I, suivi du brassage interchromosomique au cours de
l’anaphase I. Elles permettent de montrer la diversité génétique des gamètes
produits par un individu hétérozygote pour trois gènes, avec deux de ces
gènes sur un chromosome et le troisième sur un autre chromosome.
 Parmi les 8  types de gamètes produits, 2 sont de type parental (ABD et abd),
identiques aux gamètes des parents à l’origine de l’individu, et 6 de type
recombiné (AbD, aBd, ABd, Abd, aBD et abD), différents de ceux des parents.
Ce sont ces 6 types de gamètes recombinés qui témoignent du brassage
génétique assuré par la méiose. Un individu ne transmet pas seulement à sa
descendance les associations d’allèles qu’il a reçues de chacun de ses
parents.
Si on considère non plus 2  paires de chromosomes et 3  gènes, mais les 23
 paires de chromosomes et les 23 000 gènes environ de l’espèce humaine, les
brassages génétiques intra- et interchromosomiques conduisent à une
diversité pratiquement infinie de gamètes génétiquement différents. Ce
brassage génétique au cours de la méiose est amplifié par la rencontre au
hasard des différents types de gamètes au cours de la fécondation.
Thème 1 chapitre A1 Brassage génétique et diversité génétique
Figure 2 La diversité des gamètes produits par les brassages
intra- puis interchromosomiques 
Thème 1 chapitre A1 Brassage génétique et diversité génétique
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II ex2 (PRATIQUE DU RAISONNEMENT SCIENTIFIQUE)
MÉIOSE ET DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE
Qualité de la démarche scientifique
• Compréhension du problème posé (nécessité d’utiliser les connaissances sur
la méiose pour expliquer les résultat + nécessité de critiquer le résultat
obtenu sur la base du critère suggéré : lignée pure, et de proposer un
nouveau croisement pour l’améliorer)
• Problème énoncé (en introduction)
• Formalisation rigoureuse des allèles impliqués et des croisements
• Mise en relation des données fournies et des connaissances
• Raisonnement rigoureux
• Bilan clair en fin de copie
Éléments scientifiques attendus
Issus des documents
Issus des connaissances
Doc 1 : F1 homogène donc allèles R et P Règles d’écriture des génotypes et des
dominants (et parents homozygotes)
tableaux de fécondation
Doc 2 :
Les phénotypes issus du croisement test
Croisement avec parent A homozygote nous renseignent directement sur les
donc croisement test
gamètes de l’individu F1
4 phénotypes équiprobables en F2
Phénotypes équiprobables à l’issue du
croisement test : gènes indépendants
Démarche globale
Individus F2 à gros fruits et résistants : phénotype recherché mais pas
homozygotes.
Nécessité de croiser entre eux ces individus (ou autofécondation) pour obtenir une
proportion d’homozygotes.
Critique : reste à identifier et croiser entre eux ces homozygotes.
Informations extraites du document 1
Puisque les hybrides F1 ont tous le phénotype [résistant au Fusarium et petits fruits]
(homogénéité de la génération F1), cela confirme que les variétés parentales sont de
lignée pure. En outre, les phénotypes [résistant au Fusarium] et [petits fruits] sont
dominants et les phénotypes [sensibles au Fusarium] et [gros fruits] récessifs.
À ce stade, on évite d’écrire les génotypes sous forme de barre de fraction car on
ignore si les gènes sont sur le même chromosome ou sur deux chromosomes
différents.
Désignons par « R » et « S » les allèles qui confèrent respectivement la résistance et
la sensibilité au Fusarium, et par « P » et « g » ceux des gènes qui font que les fruits
sont petits ou gros.
Thème 1 chapitre A1 Brassage génétique et diversité génétique
Les génotypes des variétés parentales A et B sont respectivement ss, gg et RR, PP.
Le génotype des F1 est Rs, Pg : double hétérozygote.
Informations extraites du document 2
Les F1 sont croisés avec des plants de la variété A qui présentent les deux
phénotypes récessifs : ce croisement est donc un test-cross.
Les plants A ne produisent que des gamètes possédant les deux allèles récessifs s
et g. Les phénotypes de la descendance du croisement-test indiquent donc les
génotypes des gamètes produits par les hybrides F1.
Ils ont produit :
• 25,1 % de gamètes RP,
• 23,4 % de gamètes sP,
• 27 % de gamètes Rg,
• 24,5 % de gamètes sg.
Le pourcentage (49,6 %) de gamètes parentaux (gs et PR) et celui des gamètes
recombinés (50,4 %) étant très proches, cela indique que les gènes se comportent de
manière indépendante lors de la méiose et sont donc situés sur deux chromosomes
différents. Le génotype des F1 peut alors s’écrire : (R//s, P//g).
(s g)
(R P)
(s g)
(R g)
(s P)
(R//s P//g)
(s//s g//g)
(R//s g//g)
(s//s P//g)
[R P]
[s g]
[R g]
[s P]
25,1%
24,5%
27%
23,4%
Dans la descendance du croisement-test, il y a des plants [Rg] résistants au
Fusarium et à gros fruits qui présentent donc le phénotype recherché. Ils proviennent
de la rencontre de gamètes  (s g) de A, et de gamètes (R g) produits par les F1.
La production de gamètes  (R g) par les hybrides F1 s’explique par le fait qu’au cours
de la première division des méioses qui ont précédé leur formation, le chromosome
(dédoublé en deux chromatides) porteur de deux allèles g a été vers le même pôle
que le chromosome (dédoublé en deux chromatides) porteur de deux allèles R.
Obtention d’une lignée pure à gros fruits et résistante au Fusarium
Les plants F2 à gros fruits et résistants au Fusarium ont bien le phénotype recherché
mais ne sont pas de lignée pure car ils sont hétérozygotes pour le gène qui régit la
résistance au Fusarium.
Pour obtenir une lignée pure, les agronomes doivent autoféconder les plants ayant le
phénotype recherché. Dans la descendance F3, il y aura 3/4 de plants à gros fruits et
résistants au Fusarium. Mais 1/3 seulement de ces plants sont de lignée pure,
comme l’indique l’échiquier de croisement suivant.
Gamètes de F2 [R g] mâles
Gamètes de F2 [R g] femelles
(R g)
(s g)
(R g)
(s g)
(R//R g//g)
(s//R g//g)
(R//s g//g)
(s//s g//g)