Sujet de bac S spé SVT
pratique des raisonnements scientifiques (5points)

Des débuts de la génétique aux enjeux actuels des biotechnologies

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Sujet : Au sujet des lois de Mendel
A partir des 3 documents et de vos connaissances discutez de la validité des lois attribuées à Mendel.

Document 1 : les 2 lois de Mendel, début du XXème siècle
1) loi de pureté des gamètes : étant donné un caractère se présentant sous deux traits caractéristiques, les gamètes formés par un hybride (qui réunit donc les deux traits de caractères), ne contiennent qu'un seul des traits de caractères. Il y a séparation des traits de caractères réunis chez l'hybride lors de la formation des gamètes.
2) loi de ségrégation indépendante des caractères : les traits de caractères associés à deux caractères présents chez un organisme se séparent indépendamment dans les gamètes; c'est-à-dire que les traits de caractères associés à chacun de ces deux caractères se retrouvent associés de façon équiprobable dans les gamètes produit par cet individu.

Document 2 : Calvin Bridges, un des élèves de Morgan , prouva, en 1916, de façon indiscutable, que les gènes, particules héréditaires et unités mutables, étaient associés aux chromosomes. Voici les éléments de sa démonstration. (d'après Belin, exercice 3 p 208)
" Vous prendrez comme notation "w" pour l'allèle "white" (associé au trait de caractère "yeux blancs") et "+" ou "w+" pour l'allèle sauvage (la drosophile sauvage a les yeux rouges). On rappelle que chez la drosophile il y a 4 paires de chromosomes: la paire n°1 est une paire de chromosomes sexuels et la paire n°4 une paire de chromosomes ponctiformes."
Bridges croise une drosophile à yeux blancs avec un mâle à yeux rouges. La F1 contient des femelles à yeux rouges et des mâles à yeux blancs. Dans des cas rares (1/2.000) il obtient des femelles à yeux blancs et des mâles à yeux rouges (appelés "descendants EXCEPTIONNELS de première génération"). Les mâles de ce groupe sont stériles. Bridges croise une femelle à yeux blancs du groupe des descendants exceptionnels de première génération avec un mâle sauvage à yeux rouges. Il obtient habituellement des mâles à yeux blancs et des femelles à yeux rouges. Mais, de nouveau, dans certains cas assez rares (4/100) il obtient des mâles à yeux rouges et des femelles à yeux blancs. Ces descendants sont appelés "descendants EXCEPTIONNELS de deuxième génération".
Bridges obtint ces résultats pour des cellules de première puis deuxième génération et suivants :
mâles
femelles
descendants EXCEPTIONNELS de première génération
XO
XXY
descendants EXCEPTIONNELS de deuxième génération
XY
XXY
les garnitures chromosomiques XX et XXY donnent des individus physiologiquement et anatomiquement femelles (et fertiles) alors que les garnitures chromosomiques XY et XO (O signifiant l'absence du chromosome Y) donnent des mâles mais les XO sont stériles.
L'interprétation de ces résultats par Bridges repose sur une non disjonction des chromosomes sexuels à la méiose*. Il affirme ainsi que ces croisements prouvent que les caractères sont non seulement liés, ensemble, aux chromosomes, qui sont ainsi des groupes de liaison, mais que un caractère pris séparément, est bien associé à un chromosome de façon stable.
*Au temps de Bridges, le terme de méiose n'était pas employé. Le phénomène de la méiose est décrit précisément sous la dénomination de double mitose sexuelle en 1900 par Hans von Winiwarter (à la suite des premières observations qui avaient été réalisées par son maître, Edouard Van Beneden en 1883 sur le nombre de chromosomes dans les cellules sexuelles de l'Ascaris, un ver parasite, au cours de ces deux divisions sexuelles).
Document 3 : Morgan et son équipe réalisent des cartes génétiques vers 1915 à partir de croisements chez la drosophile (Drosophila melanogaster).
Une souche pure sauvage (notée "+" pour chaque trait de caractère*) est croisée avec une souche pure présentant des mutations touchant les ailes (aile vestigiale notée "vg") et les yeux (yeux bruns, trait de caractère noté "bw"). Tous les descendants de première génération (F1) sont de type sauvage (ailes longues et yeux rouges).
On croise une femelle de la F1 avec un mâle aux ailes vestigiales et aux yeux bruns. On obtient 716 drosophiles de type sauvage, 196 drosophiles aux ailes longues et aux yeux bruns, 138 drosophiles aux ailes vestigiales et aux yeux rouges et 702 drosophiles aux ailes vestigiales et aux yeux bruns.
* Vous pourrez aussi utiliser si vous le souhaitez la notation "vg+" et "bw+", au lieu de "+", pour les traits de caractères sauvages.
Le centimorgan (cM) est une unité de recombinaison égale à 1% de recombinaison.

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