corrigé bac 2014 - France examen

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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.

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Examen : Bac S

Epreuve : Sciences de la Vie et de la Terre

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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.


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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


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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.


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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.


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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.


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Fin de télophase II

On obtient de façon équiprobable 4 types de gamètes différents avec les combinaisons alléliques :


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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 , allèle récessif codant

pour un corps sombre ; et le gène codant pour la longueur des ailes avec , allèle dominant codant pour des ailes

longues et , allèle récessif codant pour des ailes courtes.

Dressons l'échiquier de croisement de entre elles donnant la descendance :


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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 sera de

phénotype de même que celui car dominant , seul s'exprimera.


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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.


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