PROBLEME :Lors de la reproduction sexuée, on peut constater qu'il existe une grande diversité phénotypique dans la génération issue de cette reproduction sexuée (les enfants ne sont pas des "copies" des parents). On cherche à comprendre quels mécanismes lors de la reproduction sexuée (formation des gamètes par meïose suivie de la rencontre des gamètes) peuvent être source de diversité génétique au sein d'une population d'individus. On travaillera sur l'exemple de la drosophile.
| Materiel : pour chaque binôme : | |
|---|---|
| Loupes binoculaires | |
| Drosophiles pour comptage |
Rappels et définitions en génétique.
Définir les termes suivants :
- gène
- allèle
- homozygotie/heterozygotie
- dominance / recessivité
- distribution des gènes/allèles sur les chromosomes homologues bichromatidiens (en début de méiose).
Remarque : Conventions d'écriture en génétique
- gène
- allèle
- homozygotie/heterozygotie
- dominance / recessivité
- distribution des gènes/allèles sur les chromosomes homologues bichromatidiens (en début de méiose).
EXEMPLE 1 :
On étudie 2 gènes : VESTIGIAL(longueur des ailes) et EBONY (couleur du corps) au seins d'une population de drosophiles. Les 2 gènes se trouvent sur des chromosomes indépendants.
. Pour chaque gène il existe dans la population 2 allèles :
- ailes normales et ailes vestigiales pour le gène VESTIGIAL.
- corps gris et corps ébène pour le gène EBONY.
. Pour chaque gène il existe dans la population 2 allèles :
- ailes normales et ailes vestigiales pour le gène VESTIGIAL.
- corps gris et corps ébène pour le gène EBONY.
On cherche à comprendre les modalités du brassage des allèles de gènes situés sur des chromosomes indépendants. Pour cela,on croise des individus à ailes normales et corps gris (parent 1) avec des individus à ailes vestigiales et corps ébène (parent 2). Ces deux parents sont de lignée pure (homozygote). Les individus dits F1 issus de ce croisement sont eux-mêmes croisés avec une population homozygote recessive pour les deux gènes. Ce croisement avec un double recessif est appelé Croisement-Test ou test-cross.
1. Décrivez après observation le phénotype des parents et des individus F1. Déduisez-en pour chaque gène l'allèle récessif et l'allèle dominant.
2. Expliquez comment les mécanismes de la méiose et de la fécondation permettent la formation des individus F1. Utilisez les conventions d'écriture.
3. En considérant que les chromosomes homologues migrent indépendament lors de la méiose, quelles sont les prévisions de descendance pour un croisement de type Test-Cross c'est-à-dire celui d'un hybride de F1 avec le parent double récessif (ailes vestigiales et à corps ébène) ?
A réaliser sous forme de tableau de croisement. Utilisez les conventions d'écriture.
4.Décrivez et dénombrez les phénotypes des individus issus du croisement test. Calculez à partir de l'ensemble des comptages le pourcentage de chaque phénotype. Verifiez si les résultats correspondent aux prévisions.
5. En vous basant sur les résultats de cette étude, expliquez comment la reproduction sexuée permet-elle la création de nouvelles combinaisons d'allèles, source de diversité génétique dans les populations ?
EXEMPLE 2 :
En étudiant au sein d'une population de drosophile les mêmes caractères, Il a été mis en évidence que la couleur noir du corps pouvait dépendre de la mutation d'un autre gène situé sur le même chromosome que le gène VESTIGIAL. Cet autre gène a été appelé BLACK. .
Pour ce gène BLACK il existe dans la population 2 allèles : corps gris (dominant) et corps noir (récessif) pour l'autre gène.
Pour ce gène BLACK il existe dans la population 2 allèles : corps gris (dominant) et corps noir (récessif) pour l'autre gène.
On cherche à comprendre si il existe un brassage des gènes situés sur le même chromosome. Pour cela, on croise des individus sauvages (ailes normales et corps gris) de lignée pure (homozygote) avec des individus recessifs (corps noir et ailes vestigiales) également de lignée pure. On obtient des individus issus de cette reproduction appelés F1. Les femelles F1 sont ensuite croisés avec une population de mâles doubles recessif. Ce croisement est appelé croisement-test ou test-cross.
1. Décrivez après observation le phénotype des parents. Déduisez-en le génotype des parents et celui des individus F1.
2. Déterminez les gamètes produits par F1 et le double recessif puis les résultats attendus du test-cross réalisé (en réalisant un tableau de croisement).
3. Décrivez et dénombrez les phénotypes des individus issus du croisement test. Calculez le pourcentage de chaque phénotype.
4. Les résultats des comptages sont-ils en accord avec les prévisions ? Identifiez les phénotypes non prévus dans la descendance du test-cross.
DOCUMENT ANNEXE : FIGURES DE CHIASMA.
Lors de l'appariement des chromosomes homologues(en fin de prophase I de méiose), on voit apparaître des figures en forme de X, appelées chiasmas, au niveau desquelles les chromatides s'enchevêtrent. Au niveau de ces chiasmas, les deux chromatides peuvent être échangées, c'est ce qu'on appelle un crossing-over.
5. A partir de l'observation du document annexe et de vos connaissances sur la méiose (voir TP4), expliquez la formation des phénotypes non prévus lors du deuxième croisement.
6. En vous basant sur les résultats de cette étude, expliquez en quoi les crossing-over sont-ils source de diversité génétique.
Laboratoire de Sciences du Lycée George Sand - Nérac