TP2 : Théorie chromosomique de l’hérédité

Historique des découvertes menant à la théorie chromosomique de l’hérédité 1883 E. van Beneden décrit chez ………………………………. le caractère ……………………….des gamètes et le caractère ……………………………de l'œuf après ………………………… 1884-1988 W. Flemming, Eduard Strasburger and E. van Beneden décrivent la mitose et le processus de duplication des "chromosomes", proposant les termes de prophase, métaphase et anaphase pour caractériser les étapes de ce processus. 1888 T. Boveri vérifie la réduction du nombre des chromosomes en observant la méiose chez l'Ascaris. H. Gottfried Waldeyer définit le mot chromosome. 1894-1900 C. Correns, H. de Vries et Von Tschermak réalisent des croisements similaires à ceux de ……………… sur plusieurs espèces de plantes dont le …………. et énoncent les ………. lois de transmission des caractères : …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………. Ascaris bivalens haploïde diploïde fécondation Mendel Pois trois Loi de l’uniformité des hybrides, loi de disjonction des caractères, loi de ségrégation indépendante des couples de facteurs 1901 H. de Vries adopte le terme mutation pour désigner des transformations soudaines et spontanées du matériel héréditaire de la plante Oenothera.

1902 L. Cuénot généralise au monde ………………………. les lois de transmission des caractères. W. Sutton observe le comportement des chromosomes au cours de la ………………….. Il montre le brassage …………………………….. et énonce une relation entre le comportement des chromosomes durant la ………………..et la ségrégation des facteurs héréditaires qui l’amène en 1903 à la théorie chromosomique de l’hérédité. Il suppose la présence de ……………… facteurs par chromosome. W. Bateson définit les termes génétique, F1, F2, allèlomorphe (raccourci ensuite en allèle), homozygote, hétérozygote. 1903 W. Johannsen distingue l'apparence d'un organisme et sa constitution génétique et invente les termes de gène, génotype et phénotype. 1905 N. Stevens et E. Wilson montrent avec l’étude des cellules du …………………........... qu’il existe une paire de chromosome………………….. Une femme a dans ces cellules somatiques deux chromosomes ………………… : ………. alors qu’un homme a deux chromosomes …………………… : ……… Les gamètes mâles ne portent qu’un seul de ces chromosomes : …. ou ……. et déterminent le sexe du descendant puisque les gamètes femelles portent tous le chromosome ….. animal méiose interchromosomique méiose plusieurs ver de farine sexuel homologue XX différents XY X Y X

Qu’appelle-t-on la théorie chromosomique de l’hérédité ? Théorie énoncée par Sutton (et Boveri) au début du XXème siècle : les chromosomes sont porteurs des facteurs héréditaires. Un individu a des paires de chromosomes : deux traits par caractère, un venant de son père et un venant de sa mère. Lors de la méiose, les gamètes n’ont qu’un chromosome : un trait par caractère.

Méiose Fécondation Méiose 2. Les limites des théories mendéliennes Génération P : Belle de nuit rouge x Belle de nuit blanche [rouge] x [blanche] Phénotype : On pose l’hypothèse qu’un seul gène code pour la couleur des belles de nuit. Soit R l’allèle codant pour la couleur rouge et B codant pour la couleur blanche. Les belles de nuit de la génération P étant de lignée pure, elles sont homozygotes pour le caractère de la couleur : Génotype P: (R/R) x (B/B) Méiose Gamète : 100 % avec l’allèle R 100 % avec l’allèle B Fécondation Génotype F1: (R/B) Les belles de nuit étant roses, l’allèle R est codominant avec l’allèle B. [rose] x [rose] F1 x F1 : Phénotype : Génotype : (R/B) x (R/B) Méiose Gamète : 50 % avec l’allèle R et 50% avec l’allèle B 50 % avec l’allèle R et 50% avec l’allèle B

Méiose Fécondation Méiose Fécondation 2. Les limites des théories mendéliennes Génération P : Belle de nuit rouge x Belle de nuit blanche Génotype P: (R/R) x (B/B) Méiose Gamète : 100 % avec l’allèle R 100 % avec l’allèle B Fécondation Génotype F1: (R/B) Les belles de nuit étant roses, l’allèle R est codominant avec l’allèle B. [rose] x [rose] F1 x F1 : Phénotype : Génotype : (R/B) x (R/B) Méiose Gamète : 50 % avec l’allèle R et 50% avec l’allèle B 50 % avec l’allèle R et 50% avec l’allèle B Fécondation Tableau de croisement : Gamètes F1 R 1/2 B 1/2 Gamètes F1 R (R/R) [rouge] (R/B) [rose] 1/2 B 1/2 (R/B) [rose] (B/B) [blanche] Soit ¼ [rouge], ¼ [blanche] et ½ [rose] Résultats identiques à l’expérience donc caractère gouverné par un gène.

Méiose Fécondation Méiose 2 gènes indépendants gouvernant 2 étapes d’une chaîne de biosynthèse. Soit un gène à 2 allèles A et a avec A dominant sur a et un gène à 2 allèles B et b avec B dominant sur b. Les deux gènes sont indépendants A B a b P1 x P2 : Génotype : ; ; x A B a b Méiose Gamète : 100 % de gamètes (A ; B) 100 % de gamètes (a ; b) Fécondation A B Génotype F1 : ; a b F1 x F1 : Génotype : A B A B ; x ; a b a b Méiose 25% de chaque gamète : (A;B) (A;b) (a,b) (a,B) 25% de chaque gamète : (A;B) (A;b) (a,b) (a,B) Gamète :

Méiose F1 x F1 : Génotype : A B A B ; x ; a b a b 25% de chaque gamète : (A;B) (A;b) (a,b) (a,B) 25% de chaque gamète : (A;B) (A;b) (a,b) (a,B) Gamète : Gamète de F1 25% 25% 25% 25% (A, B) (A, b) (a, B) (a, b) Gamète de F1 25% A B A b a B a b ; ; ; ; (A, B) A B A B A B A B 25% A B A b a B a b ; ; ; (A, b) ; A b A b A b A b 25% A B A b a B a b (a, B) ; ; ; ; a B a B a B a B 25% A B A b a B a b ; ; (a, b) ; ; a b a b a b a b Phénotypes : [ A; B] = 9/16 [ A ; b] = 3/16 [ a ; B] = 3/16 [ a ; b] = 1/16

3. Expérience de Morgan et localisation d’un gène A l’aide du document 10 p92, dites pourquoi Morgan choisit de travailler sur des croisements de drosophiles. Cycle de vie d’une drosophile 2. A l’aide de la vidéo, expliquez quelles sont les précautions à prendre pour réaliser des croisements entre drosophiles de souches pures ? Vidéo sur les croisements 3. Quelles proportions aurait-on obtenu d’après « les lois de Mendel » en F1 et F2 (en considérant les parents de souches pures) ? Ces proportions sont-elles en accord avec les résultats obtenus ? D’après Mendel : D’après l’expérience : F1 : 100% homogène avec trait dominant idem F2 : ¾ avec trait dominant et ¼ avec trait récessif F2 : 4/5 trait dominant et 1/5 avec trait récessif 4. Quelle devrait être la répartition des mâles et des femelles en F1 et F2 ? Quelle hypothèse pouvez-vous formuler pour expliquer les résultats expérimentaux ? Cycle de vie de droso : vie et mort de la droso http://www.gena.ucl.ac.be/genedactic/cinema.htm F1 : 50% mâle, 50% femelle avec trait dominant (hétérozygote) F2 : toujours ½ de mâle et ½ de femelle dans chaque groupe Hypothèse : le gène codant pour la couleur des yeux est porté par un chromosome sexuel 5. Les proportions de la F1 respectent-elles les « lois de Mendel » ?

♂ [rouge] x ♀ [blanc] Méiose Fécondation ♀ [rouge] ♂[blanc] 5. A partir de l’hypothèse formulée précédemment, expliquer les résultats de ce croisement. Hypothèse : le gène codant pour la couleur des yeux est porté par le chromosome sexuel X Soit R l’allèle codant pour la couleur rouge et r l’allèle codant pour la couleur blanche. La F1 deu premier croisement est à 100% rouge, l’allèle R est donc dominant sur r. ♂ [rouge] x ♀ [blanc] Génération P : Génotype P: (XR//Y) x (Xr//Xr) Méiose Gamètes : 50% de gamète porteur du chr XR 50% de gamète porteur du chr Y 100 % avec Xr Fécondation Tableau de croisement : Gamètes ♂ XR 1/2 Y 1/2 Gamètes ♀ Xr ♂[blanc] (XR // Xr) ♀ [rouge] (Xr // Y) Soit ¼ [rouge], ¼ [blanche] et ½ [rose] Résultats identiques à l’expérience donc caractère gouverné par un gène.