Transcript Menus pouvant être modifiés pour différentes raisons.( rupture et

Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
TP 3 : Brassages chromosomiques entre gènes de la drosophile
Mise en situation et recherche à mener
La couleur du corps chez la Drosophile est gouvernée par un gène dont on connaît deux allèles : l'allèle « b+ » qui détermine la couleur grisjaune du corps, et l'allèle « b » qui détermine la couleur noir du corps. L’allèle « b+ » est dominant sur l’allèle « b ».
La longueur des ailes est gouvernée par un gène dont on connaît deux allèles : l'allèle « vg+ » qui détermine la présence d’ailes longues et
l’allèle « vg » qui détermine la présence d’ailes vestigiales. L’allèle « vg+ » est dominant sur l’allèle « vg ».
INDIQUER LE CROISEMENT !!!!! : F1 X P2
On cherche à déterminer si ces deux gènes de la drosophile sont liés (= portés par le même chromosome) ou non.
Ressources
Matériel disponible:
Document 1 : Lorsque deux gènes sont portés par le même chromosome, les gènes sont - des plaques renfermant les résultats de
qualifiés de liés. Au cours de la méiose, un brassage intrachromosomique par échanges de croisements entre deux populations de
fragments de chromatides peut alors intervenir. Statistiquement, cela aboutit à la produc- drosophiles.
tion d'une majorité de gamètes de type parental (ayant des combinaisons d'allèles identiques à celles présents sur les chromosomes de la cellule mère) et une minorité de ga- Matériel envisageable :
mètes de type recombiné (ayant des nouvelles combinaisons d'allèles).
- de laboratoire (verrerie, instruments …)
- d’observation (microscope, loupe
Document 2 : Un croisement-test est un croisement effectué entre une population binoculaire…)
hétérozygote pour un ou plusieurs gènes avec une population homozygote récessive pour - de mesure et d’expérimentation (balance,
ce ou ces mêmes gènes. Les proportions des phénotypes obtenus à la descendance chaine ExAO…)
correspondent aux génotypes des gamètes produits par la population testée.
- informatique et d'acquisition numérique
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème
(1 point)
Proposer et rédiger une démarche d’investigation permettant de déterminer si les gènes étudiés sont liés ou non.
Conseil : La démarche proposée doit indiquer les expériences ou mesures envisagées, les résultats attendus et la conclusion envisagée. Il ne
s'agit donc pas uniquement d'indiquer un protocole.
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables
(3 points)
Un croisement entre deux générations parentales pures P1 et P2 a donné une génération F1 homogène de phénotype [corps gris-jaune ; ailes
longues]. Un croisement-test est ensuite effectué entre des drosophiles F1 et des drosophiles P2, doubles homozygotes récessives de
phénotype [corps noir ; ailes vestigiales].
a. Identifier les différents phénotypes de la génération issue du croisement-test proposé.
b. Dénombrer manuellement les drosophiles de chacun des phénotypes observés.
A l'issue du comptage, appeler l’enseignant pour vérifier les résultats obtenus
et obtenir les résultats statistiques pour l'ensemble du croisement.
Etape 3 : Présenter des résultats pour les communiquer
(2 points)
Sous la forme de votre choix, traiter les résultats fournis pour les communiquer.
Conseil : il s'agit ici de présenter les résultats obtenus sous une forme claire, scientifique et rigoureuse. Vous avez le choix de la présentation
en veillant à choisir une forme pertinente.
Dans le cas du croisement-test, la présentation des résultats sous la forme d'un échiquier de croisement semble judicieuse (voir document a
joint).
Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème
a. Exploiter les résultats pour déterminer si les deux gènes étudiés sont liés ou non.
(4 points)
(2 points)
b. Sous la forme de schémas et à l'aide du document joint, expliquer comment les mécanismes chromosomiques intervenus au cours de la
méiose permettent d'obtenir les proportions de descendants du croisement-test.
(2 points)
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
A. Modèle d'échiquier de croisement
Présentation des résultats dans un échiquier de croisement : un échiquier de croisement présente les résultats statistiques d'un
croisement.
Gamètes
de F1
génotype
proportions
Gamètes de P2
Descendance
génotype
100%
proportions
phénotype
B. Aspect des chromosomes observés en prophase 1
Deux chromosomes homologues rassemblés en bivalents
- à gauche (photographie)
- à droite (schéma interprétatif avec localisation du chiasma, lieu
d'échanges de fragments de chromatides).
chiasma
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
Proposition de correction
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème
Proposer et rédiger une démarche d’investigation permettant de montrer que des levures produisent davantage d'énergie lorsqu'elles
respirent (donc lorsqu'elles sont cultivées en milieu aérobie) que lorsque ces mêmes levures fermentent (donc lorsqu'elles sont cultivées en
conditions anaérobies).
Le document ressource 1 indique que lorsque deux gènes sont liés, donc portés par un même chromosome, un brassage intrachromosomique
peut intervenir par échanges de fragments de chromatides peut se produire. Dans ce cas, les individus produisent par méiose une majorité de
gamètes de type parental et une minorité de gamètes de type recombiné. Or, comme le précise le document ressource 2, les proportions de
descendants d'un croisement-test expriment les proportions des gamètes produits par la population hétérozygote.
Ainsi, en déterminant les propositions des différents phénotypes de la descendance d'un croisement-test, nous pourrons déterminer celles
des types de gamètes produits par les parents hétérozygotes. Si ces proportions montrent une majorité de gamètes de type parental et une
minorité de gamètes de type recombiné, nous pourrons alors certifier que les gènes étudiés sont bien liés. Si ces proportions sont
équivalentes (4 fois 25%), alors nous pourrons en conclure que les gènes étudiés sont indépendants.
Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables
a. Identifier les différents phénotypes de la génération issue du croisement-test proposé.
Les 4 phénotypes de drosophiles observés sont les suivants :
[corps noir ; ailes vestigiales] – [corps gris-jaune ; ailes longues] – [corps gris-jaune ; ailes vestigiales] – [corps noir ; ailes longues]
b. Dénombrer manuellement les drosophiles de chacun des phénotypes observés.
Réalisation pratique : identifier à l'oeil nu ou à la loupe binoculaire, chaque phénotype avec une couleur particulière ; repérer au crayon les
drosophiles appartenant à chaque phénotype.
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
Etape 3 : Présenter des résultats pour les communiquer
Sous la forme de votre choix, traiter les résultats obtenus pour les communiquer.
P1 : [corps gris-jaune ; ailes longues]
Gamètes
P2 : [corps noir ; ailes vestigiales]
(b+ vg+/)
(b vg/)
(b+ vg/)
(b vg+/)
40,4 %
42,6 %
10,6 %
6,4 %
génotype
de F1
proportions
Gamètes de P2
Descendance
(b vg/)
100%
(b+ vg+//b vg)
(b vg//b vg)
(b+ vg//b vg)
(b vg+//b vg)
40,4 %
42,6 %
10,6 %
6,4 %
[corps
gris-jaune ; [corps noir ;
ailes longues]
vestigiales]
ailes [corps
gris-jaune ; [corps noir ;
ailes vestigiales]
longues]
génotype
proportions
ailes phénotype
Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème
a. Exploiter les résultats pour déterminer si les deux gènes étudiés sont liés ou non :
On constate qu'il existe deux phénotypes majoritaires ; ce sont les phénotypes issus d'une fécondation entre les gamètes P2 et les gamètes de
type parental produits par F1, soit (b+ vg+/) et (b vg/). Au contraire, les gamètes de type recombiné – de génotype (b+ vg/) et (b vg+/) sont
produits en proportions faibles. Ces résultats, mis en relation avec le document ressource 1, caractérisent deux gènes liés. Cela montre que les
gènes b et vg sont portés par une même paire de chromosomes.
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
b. Sous la forme de schémas, expliquer comment les mécanismes chromosomiques intervenus au cours de la méiose permettent d'obtenir les
proportions de descendants du croisement-test.
Voir fichier joint : TD3 Brassages intra droso_schémas correction
Nous voyons que :
- une méiose sans crossing-over produit 50 % de gamètes (vg+ b+/)
et 50 % de gamètes (vg b/) ;
- une méiose avec crossing-over produit 25 % de gamètes (vg+ b+/)
25 % de gamètes (vg b/)
25 % de gamètes (vg+ b/)
et 25 % de gamètes (vg b+/) ;
Comme les méioses sans crossing-over sont plus fréquentes que les méioses avec crossing-over, un individu F1 produira plus de gamètes
de type parental - donc de génotype (vg+ b+/) ou (vg b/) que de gamètes de type recombiné - donc de génotype (vg+ b/) ou (vg b+/). Ainsi,
l'existence de ces deux types de méiose avec des fréquences différentes permet d'obtenir les 4 catégories de gamètes avec des proportions
différentes et donc les proportions des 4 phénotypes observés.
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014
Résultats statistiques du croisement-test : F1 [corps gris-jaune ; ailes longues] X P2 [corps noir ; ailes vestigiales]
Phénotypes des descendants [corps
gris-jaune ;
du croisement-test
longues]
Proportions
40,4 %
ailes [corps noir ; ailes vestigiales] [corps
gris-jaune ;
vestigiales]
42,6 %
10,6 %
ailes [corps noir ; ailes longues]
6,4 %
Résultats statistiques du croisement-test : F1 [corps gris-jaune ; ailes longues] X P2 [corps noir ; ailes vestigiales]
Phénotypes des descendants [corps
gris-jaune ;
du croisement-test
longues]
Proportions
40,4 %
ailes [corps noir ; ailes vestigiales] [corps
gris-jaune ;
vestigiales]
42,6 %
10,6 %
ailes [corps noir ; ailes longues]
6,4 %
Résultats statistiques du croisement-test : F1 [corps gris-jaune ; ailes longues] X P2 [corps noir ; ailes vestigiales]
Phénotypes des descendants [corps
gris-jaune ;
du croisement-test
longues]
Proportions
40,4 %
ailes [corps noir ; ailes vestigiales] [corps
gris-jaune ;
vestigiales]
42,6 %
10,6 %
ailes [corps noir ; ailes longues]
6,4 %
Résultats statistiques du croisement-test : F1 [corps gris-jaune ; ailes longues] X P2 [corps noir ; ailes vestigiales]
Phénotypes des descendants [corps
gris-jaune ;
du croisement-test
longues]
Proportions
40,4 %
ailes [corps noir ; ailes vestigiales] [corps
gris-jaune ;
vestigiales]
42,6 %
10,6 %
ailes [corps noir ; ailes longues]
6,4 %
Partie 2 : Génétique et évolution
Terminale S - 2013/2014