TP-TD 2 : Les croisements de Morgan

Introduction :  Nous avons vu dans notre étude théorique ( Activité A1-1) que lorsque l’on étudie la transmission des caractères de 2 gènes (avec 2 allèles chacun), quatre phénotypes différents apparaissent après test-cross en génération F2 dans les mêmes proportions : deux phénotypes parentaux et deux phénotypes recombinés. 

Nous allons observer les résultats expérimentaux de différents croisements réalisés par Morgan afin de les confronter à ces résultats théoriques.

Pour cela 3 croisements seront étudiés, dont les parents ainsi que les descendants des différents croisementsont été conservés dans des plaques sous verre. 

Problème : Comment expliquer des résultats expérimentaux à l’aide des connaissances en génétique ?

Objectifs : 

  • Réaliser une identification et un comptage de drosophiles
  • Confronter les résultats théoriques aux résultats expérimentaux
  • Identifier et comprendre les différents brassages qui ont lieu.

Croisements 1 (correspondant à l’étude 2 de l’activité 2)

Des drosophiles de souche pure sauvage (P1) à aile longues et corps gris-jaune sont croisées avec des drosophiles doubles mutantes de souche pure (P2) à ailes vestigiales (gène vg)et corps ébène (gène eb). Les descendants à la génération F1 ont tous des ailes longues et  un corps gris-jaune et subissent un test-cross (croisement avec un double récessif) donnant des individus F2 présents dans le tableau suivant. 

  1. A l’aide de l’observation attentive des plaques de drosophiles F2, compléter le tableau suivant : identifier les différents phénotypes obtenus dans la génération F2 et le nombre d’individus de chaque phénotype. Calculer les proportions. 
  2. Comparer ces proportions avec l’étude théorique. Conclure.

Croisements 2

Des drosophiles de souche pure sauvage (P1) à aile longues et corps gris-jaune sont croisées avec des drosophiles doubles mutantes de souche pure (P2) à ailes vestigiales (gène vg)et corps black (gène bl).

Les descendants à la génération F1 ont tous des ailes longues et  un corps gris-jaune et subissent un test-cross (croisement avec un double récessif) donnant des individus F2. 

  1. A l’aide de l’observation attentive des plaques de drosophiles F2, compléter le tableau précédent. 
  2. Comparer ces proportions avec l’étude précédente et les lois de Mendel.
  3. (A faire à la maison) Expliquerles proportions obtenues à l’aide de la carte génétique des chromosomes 2 et 3 de la drosophile (voir Activité 2 – étude 2) et du document ci-dessous. 

 Photographie au MET et schéma d’interprétation d’une paire de chromosomes homologues dans une cellule en prophase 1 de méiose au sein de testicules de criquet.

En prophase I, les chromosomes homologues, étroitement appariés, laissent apparaître des figures en forme de X, appelés chiasmas, au niveau desquelles les chromatides s’enchevêtrent. 

A leur niveau peuvent se produire des échanges de portion de chromatides. Il s’agit d’une recombinaison homologue par crossing-over (ou enjambement). 

Remarques :

Le crossing-over est un phénomène général et normal mais la localisation d’un chiasma est aléatoire : elle varie d’une méiose à l’autre.

Plus les emplacements occupés par deux gènes (locus) sont éloignés sur un chromosome, plus la probabilité est grande qu’un crossing-over ait lieu entre eux. Toutefois, la fréquence de méiose sans crossing-over entre deux gènes est plus importante que la fréquence de méiose avec crossing-over entre ces deux gènes. On dit qu’ils sont liés.

  1. (A faire à la maison) Compléter le schéma de la méiose chez les drosophiles F1 ci-dessous et le schéma bilan de ce croisement 2 (p 3).

Schéma bilan explicatif du croisement 2 : 

Croisements 3 (monohybridisme):

 En 1908, au bout d’un an d’élevage de la souche sauvage, Morgan remarque un mutant dont les yeux ne sont pas rouges (w+) mais blancs (w). Il entreprend l’étude de la transmission de ce nouveau caractère en réalisant ces croisements :

  1. A l’aide de l’observation des plaques de drosophiles F1, compléter le tableau ci-dessous en indiquantle nombre d’individus de chaque sexe et de chaque phénotype. Calculer les proportions.

 Rappel : Il existe chez la drosophile, un dimorphisme sexuel : l’abdomen du mâle est moins long que celui de la femelle et l’extrémité est arrondie et plus foncée.

  1. Confronter vos résultats avec les lois de l’hérédité de Mendel. 
  2. (A faire à la maison) Expliquer les résultats étonnants du croisement B à l’aide des documents puis compléter le schéma bilan explicatif du croisement B (p 5).
Le génome de la drosophile est diploïde, formé de 4 paires de chromosomes (2n = 8). La première paire (chromosomes I ou chromosomes X et Y) correspond aux chromosomes sexuels, il y a 2 chromosomes X chez les femelles (sexe homogamétique), alors que les mâles sont hétérogamétiques (1 chromosome X et 1 chromosome Y).

Schéma bilan explicatif du croisement 3B :

  1. (A faire à la maison) Afin de vérifier si la 2ème génération respecte les lois de Mendel, prévoir les proportions des phénotypes de la génération F2 (pour les mâles et les femelles) provenant d’un croisement entre deux F1 aux yeux rouges du croisement A. Confrontez vos résultats aux lois de Mendel.

Schéma bilan explicatif du croisement 3A :