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Terminale Sx - S.V.T. Contrôle n° 4 - Jeudi 11 janvier 2007
DURÉE 60 MINUTES PARTIE II - Exercice 2
Stabilité et variabilités des génomes et évolution
En vous appuyant sur un raisonnement fondé sur l'exploitation des documents proposés et à l'aide de vos connaissances, déterminez si les gènes B, C et R sont situés sur le même chromosome ou sur des chromosomes différents.
Il est attendu que vous vous aidiez de schémas à l'échelle chromosomique.
Bac blanc n°2 - 2005
Document 1. Croisement de deux lignées pures de Drosophiles Chez la Drosophile :
- le gène B contrôle la couleur du corps. L'allèle b (pour “black ”) détermine une couleur noire et l'allèle b+ la couleur grise (phénotype sauvage) ;
- le gène C contrôle la forme des ailes. L'allèle c (pour “curved”) détermine des ailes tordues et l'allèle c+ des ailes droites (phénotype sauvage) ;
- le gène R contrôle l'aspect des yeux. L'allèle r (pour “rough ”) détermine des yeux rugueux et l'allèle r+ des yeux lisses (phénotype sauvage).
Individu de phénotype sauvage [b+ c+ r+] Individu de phénotype mutant pour les trois gènes [b c r]
Le croisement entre un individu de lignée pure de phénotype sauvage et un individu de lignée pure de phénotype mutant, pour un ou plusieurs des trois gènes B, C et R, donne toujours 100% d'individus F1 de phénotype sauvage [b+ c+ r+].
NB : des individus de “lignée pure” sont des individus homozygotes pour les gènes considérés.
Document 2. Résultats d'un croisement test (back cross) sur F1 en ne considérant que les gènes B et C 107 Drosophiles à corps gris et ailes normales
109 Drosophiles à corps noir et ailes tordues 38 Drosophiles à corps gris et ailes tordues 40 Drosophiles à corps noir et ailes normales
Document 3. Résultats d'un croisement test sur F1 en ne considérant que les gènes C et R 72 Drosophiles à ailes normales et yeux lisses
75 Drosophiles à ailes tordues et yeux rugueux
73 Drosophiles à ailes tordues et yeux lisses
74 Drosophiles à ailes normales et yeux rugueux
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Éléments de correction
Barème sur 6 points, la note sur 20 et multipliée par 3,33 et arrondie à l’entier le plus proche
Document 1
£ Phénotypes dominants et récessifs (notion et détermination)
£ Génotypes parentaux et F1
Document 2
£ Phénotypes Parentaux > phénotypes Recombinés : les gènes B et C sont liés
£ £ Schéma (qualité, échelle chromosomique)
Document 3
£ Phénotypes Parentaux = phénotypes Recombinés : les gènes C et R sont indépendants
£ £ Schéma (qualité, échelle chromosomique) Mise en relation des documents - Bilan général
£ £ Notion de croisement test
£ £ B et C sur le même chromosome et R sur un autre
Éléments de correction
Barème sur 6 points, la note sur 20 et multipliée par 3,33 et arrondie à l’entier le plus proche
Document 1
£ Phénotypes dominants et récessifs (notion et détermination)
£ Génotypes parentaux et F1
Document 2
£ Phénotypes Parentaux > phénotypes Recombinés : les gènes B et C sont liés
£ £ Schéma (qualité, échelle chromosomique)
Document 3
£ Phénotypes Parentaux = phénotypes Recombinés : les gènes C et R sont indépendants
£ £ Schéma (qualité, échelle chromosomique) Mise en relation des documents - Bilan général
£ £ Notion de croisement test
£ £ B et C sur le même chromosome et R sur un autre
Éléments de correction
Barème sur 6 points, la note sur 20 et multipliée par 3,33 et arrondie à l’entier le plus proche
Document 1
£ Phénotypes dominants et récessifs (notion et détermination)
£ Génotypes parentaux et F1
Document 2
£ Phénotypes Parentaux > phénotypes Recombinés : les gènes B et C sont liés
£ £ Schéma (qualité, échelle chromosomique)
Document 3
£ Phénotypes Parentaux = phénotypes Recombinés : les gènes C et R sont indépendants
£ £ Schéma (qualité, échelle chromosomique) Mise en relation des documents - Bilan général
£ £ Notion de croisement test
£ £ B et C sur le même chromosome et R sur un autre
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Éléments de correction Partie II - Exercice 2
DOCUMENT 1
· Soient P1 le parent de phénotype sauvage [b+, c+
r+] et P2 le parent de phénotype mutant [b, c, r].
· On sait, que puisqu'ils sont de lignée pure, ils sont homozygotes. Le parent P1 ne possède donc que les allèles sauvages b+, c+ et r+ alors que le parent P2 ne possède que les allèles mutants b, c et r.
· À ce stade on ne peut pas écrire les génotypes parentaux car on ne sait pas si B, C et R sont sur le même chromosome ou sur des chromosomes différents.
· Le croisement de P1 et P2 produit des individus hybrides F1, tous de
même génotype
hétérozygote. Cela signifie que pour chaque gène B, C et R les individus F1 portent un allèle sauvage et un allèle mutant.
· Puisque les hybrides hétérozygotes F1 ont tous le phénotype sauvage [b+, c+, r+], ce phénotype sauvage est dominant sur le phénotype mutant. On a donc respectivement [b+] qui domine [b], [c+]
qui domine [c] et [r+] qui domine [r].
DOCUMENTS 2 et 3
· On appelle croisement test (= test cross ou croisement en retour) le croisement d'un individu quelconque, ici F1, avec un individu de phénotype récessif pour chacun des caractères étudiés, ici P2.
· Dans le cas d'un dihybridisme (étude de deux caractères comme dans les documents 2 et 3) où un F1 est utilisé, le test cross permet de localiser les deux gènes l'un par rapport à l'autre. C'est à dire savoir si les deux
gènes étudiés sont liés (=
portés par le même
chromosome) ou
indépendants (= portés par des chromosomes différents).
· À l'issue d'un tests- cross, les proportions phénotypiques obtenues traduisent les proportions et la nature des gamètes produits par l'individu de génotype quelconque (ici F1) :
- si deux gènes sont liés on sait qu'on doit obtenir beaucoup plus de phénotypes parentaux (phénotype identique à l'un des parents) que de phénotypes recombinés
(combinaison de
phénotypes parentaux dus à des crossing-over).
- si deux gènes sont indépendants (portés par
des chromosomes
différents) on sait qu'on
doit obtenir des
phénotypes parentaux et recombinés en quantité équivalente.
DOCUMENT 2 - Cas des gènes B et C
· Le nombre de phénotypes parentaux obtenus (107 + 109) étant très supérieur au nombre de phénotypes recombinés (38 + 40), on en déduit que B et C sont liés.
Voir schéma n° 1 (début de prophase 1, appariement des chromosomes)
· Croisement F1 x P2 F1
phénotypes [b+, c+] [b, c]
génotypes b+c+ // b c b c // b c
· Si B et C sont liés, dans certaines cellules, le chromosome portant B et
C subit des
recombinaisons (crossing- over). Ces dernières sont sans conséquence pour P2, qui ne peut produire qu'un seul type de gamète (bc), mais elles permettent à F1 de produire 4 types de
gamètes non
équiprobables. En effet, le crossing over ne se produisant pas dans toutes les cellules, F1 produit
plus de gamètes de type parental (b+c+ et b c) que de gamètes recombinés (b+ c et b c+).
·Voir schéma n° 1 (fin de prophase 1 (crossing-over) et télophase 2)
· Tableau de croisement du document 2
gamètes parentaux gamètes recombinés
36 % 37 % 13 %
gamètes
® b+ c+ b c b+c
b+c+//bc bc//bc b+c//bc
Phéno- [b+, c+] [b, c] [b+, c]
nombre 107 109 38
36 % 37 % 13 %
phénotypes parentaux
73 %
phénotypes recombinés
27 %
DOCUMENT 3 - Cas des gènes C et R
· Le nombre de phénotypes parentaux obtenus (72 + 75) étant égal au nombre de phénotypes recombinés (73 + 74), on en déduit que C et R sont indépendants.
Voir schéma n° 2 ( prophase 1).
· Croisement F1 x P2 F1
phénotypes [c+, r+] [c, r]
génotypes c+ // c , r+ // r c // c, r // r
· Si C et R sont indépendants, F1 produit 4 types de gamètes équiprobables : 2 types de gamètes parentaux (c+ r+, c r), et 2 types de gamètes recombinés (c+ r, c r+). P2 produit un seul type de gamète (c r).
Voir schéma n° 2 ( télophase 2).
· Tableau de croisement du document 3
gamètes parentaux gamètes recombinés
24% 26 % 25 %
gamètes
c+ r+ c r c+ r c+// c c // c c+ // c
r+ //r r // r r // r r+ // r phénotyp [c+, r+] [c, r] [c+, r] [c r+]
nombre 72 75 73 74
24% 26 % 25 % 25 %
phénotypes parentaux
50 %
phénotypes recombinés
50 %
CONCLUSION Les gènes B et C sont portés par le même chromosome, alors que le gène R est porté par un autre chromosome.
On est maintenant en mesure d’écrire les génotypes parentaux : P1 b+ c+//b+ c+
r+//r+ et P2 b c//
b c r//r
et F1 b+ c+//b c r+//r
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Schéma n° 1 : Les gènes B et C sont liés
F1 x P2
Schéma n° 2 : Les gènes C et R sont indépendants
F1 x P2
Télophase 2 Prophase 1 (fin) Prophase 1 (début)
b b b b
c c c c b+ b+ b b
c+ c c+ c Crossing-over
b
c b
c b
c+
b+
c
b+
c+
P R R P
4 types de gamètes non équiprobablesP
Un seul typede gamète
b+ b+ b b
c+ c+ c c
b b b b
c c c c
c+ r+ c+ r c r+ c r c r
P R R P
4 types de gamètes équiprobables
P
Un seul type de gamète
