TP2 : Les brassages génétiques au moment de la méiose
Nous avons vu que la méiose a lieu au cours de la reproduction sexuée et entraîne une réduction du nombre de chromosomes.
Chaque chromosome se sépare de son homologue de manière totalement aléatoire par rapport aux autres paires d’homologues. Puisque pour chaque gène, différentes versions alléliques peuvent exister et puisqu’une paire de chromosomes homologues portent les mêmes gènes mais pas forcément les mêmes allèles, la méiose chez les diploïdes permet un brassage de l’information génétique.
Problème : Comment la distribution des chromosomes homologues lors de la méiose permet-elle d’expliquer la diversité des gamètes et finalement des individus?
Document 1 : Le génotype de la drosophile (Drosophila mélanogaster)
Le caryotype de la drosophile se compose de 4 paires de chromosomes. Dans les croisements que vous allez étudier, nous allons nous intéresser à 3 gènes déterminants chacun un caractère particulier :
Un gène présent sur les chromosomes 2 qui gouverne la taille des ailes et qui existe sous 2 versions alléliques :
- Allèle vg+ qui conduit à des ailes longues,
- Allèle vg qui conduit à des ailes vestigiales (atrophiées).
Un gène présent sur les chromosomes 3 qui gouverne la couleur du corps (thorax) et qui existe sous 2 versions alléliques :
Allèle eb+ qui conduit à un corps clair (brun),
- Allèle eb qui conduit à un corps sombre, ébène.
Un gène présent sur les chromosomes 2 qui gouverne également la couleur du corps (thorax) et qui existe sous 2 versions alléliques :
- Allèle b+ qui conduit à un corps clair (brun),
- Allèle b qui conduit à un corps sombre, ébène.
Protocoles 1 :
1ère génération : Croisement entre deux parents P1 [vg+, eb+] et P2 [vg, eb]
- Ecrire les génotypes des gamètes produits par les deux parents et compléter un échiquier de croisement afin de donner les génotypes et phénotypes de la première génération F1.
2ème génération : Croisement d’une mouche F1 avec une mouche double homozygote récessif P2 (c’est un croisement test) pour les 2 gènes considérés. F2 = F1 X P2 (individu de phénotype récessif). Il permet de retrouver le génotype des gamètes des F1
- Observer à la loupe binoculaire le résultat de ce croisement. Repérer les différents phénotypes au niveau de la descendance et réaliser le comptage et compléter le formulaire bilan : https://docs.google.com/forms/d/15podlTxFE97Z7TthsC-_oQ7BEzUuLQTGr6mnOaRa7sM/viewform
- Ecrire les génotypes des gamètes produits par les deux parents et compléter un échiquier de croisement afin de donner les génotypes et phénotypes de la première génération F2.
Bilan : Par un schéma de méiose avec une cellule 2n = 4, faire l’interprétation du brassage afin d’expliquer les 4 phénotypes obtenus.
Protocole 2 :
1ère génération : Croisement entre deux parents P1 [vg+, b+] et P2 [vg, b]
- Ecrire les génotypes des gamètes produits par les deux parents et compléter un échiquier de croisement afin de donner les génotypes et phénotypes de la première génération F1.
2ème générations : Croisement d’une mouche F1 avec une mouche double homozygote récessif P2 (c’est un croisement test) pour les 2 gènes considérés. F2 = F1 X P2 (individu de phénotype récessif). Il permet de retrouver le génotype des gamètes des F1
- Observer à la loupe binoculaire le résultat de ce croisement. Repérer les différents phénotypes au niveau de la descendance et réaliser le comptage et compléter le formulaire bilan : https://docs.google.com/forms/d/1li8ZxgRUvmzdDFlGeCk1TsSkq9MBIUvvRgReSqkkZTQ/viewform
- Ecrire les génotypes des gamètes produits par les deux parents et compléter un échiquier de croisement afin de donner les génotypes et phénotypes de la première génération F2.
Bilan : Par un schéma de méiose avec une cellule 2n = 4, faire l’interprétation du brassage afin d’expliquer les 4 phénotypes obtenus.
Document 2 : Echanges entre chromatides pendant la méiose
Le cytologiste belge Frans Alfons JANSSENS, en 1909, émet l’hypothèse que les chromatides pourraient se briser et se recoller en réassociant des segments homologues paternels et maternels : le résultat est une recombinaison. MORGAN propose cette hypothèse pour expliquer les réassociations entre gènes. Il nomme crossing-over cet échange physique entre segments de chromosomes.
Voir l’animation en cliquant ici : Animation expliquant le crossing over (échange entre chromatides)