Fiche de rappel pour le chapitre :

Des Débuts de la Génétique aux Des Débuts de la Génétique aux Enjeux actuels des BiotechnologiesEnjeux actuels des Biotechnologies

1. Quelle est la nature du matériel génétique ? Vous détaillerez votre réponse à l’aide d’un schéma.ADN : Acide désoxyribonucléique

2 chaînes (brins) reliées par des liaisons hydrogènes

Nucléotide

4 types de base

nucléotide

2. Expliquez les termes homozygote, et hétérozygote.

Caryotype d’une cellule somatique d’un homme

AA AA

Un individu de groupe sanguin A, peut être de génotype:

- (A,A)

Il est homozygote pour le gène des groupes sanguins

- (A,O)

Il est hétérozygote pour le gène des groupes sanguins

OO

(en anaphase de mitose)

2. Expliquez les termes homozygote, et hétérozygote.

Caryotype d’une cellule somatique d’un homme

Un individu de groupe sanguin A, peut être de génotype:

- (A,A)

Il est homozygote pour le gène des groupes sanguins

- (A,O)

Il est hétérozygote pour le gène des groupes sanguins

(en métaphase de mitose)

AA

OO

AAOO

gène qui possède deux allèles identiques sur chacun des chromosomes d’une paire

Homozygote :

gène qui possède deux allèles différents sur chacun des chromosomes d’une paire

Hétérozygote :

3. Comment le génotype a-t-il une influence sur le phénotype ? Vous expliquerez les phénomènes qui permettent l’expression des gènes.

Transcription et traduction

du Génotype au Phénotype moléculaire

Membrane plasmique

Enveloppe nucléaire

Pore nucléaire

Cytoplasme

ChromatineGénotype

Phénotype moléculaire

Protéines

ADN : Chaîne de nucléotides

Protéines : Chaîne d’acides aminés

ARN polymérase

AU

UC

G

Nucléotides libres

T A C AG CT G C

A T GTCG A CG

Triplet d’initiation

T A C A G C T G C

A T G T C GA C G

ARN polymérase

G

A C

Nucléotides libres

A

G C A G C U GA U

Déplacement

ARNm

Brin transcrit

Brin non transcrit

A T G TCGA CG

ARN polyméraseG

Nucléotides libres

G C AG CU G A

U

ARNmT A CAG CT G C

Transcription Rôle de l’ARNpol :- Ouvre, déroule et réenroule l’ADN- Réalise les liaisons entre les nucléotides de l’ARNm du début à la fin d’un gène

AU

GC

U C

CU G

G CU

……

U UAUAA

Transfert de l’ARNm du noyau au cytoplasme

ADN

AUGCU CCU GG CU …… U UAUAA

TraductionGrande sous unité

Petite sous unité

Ribosome

Leu

Val

Leu

Ala

Met

Acides aminés libres

Codon d’initiationDéplacement

Codon stop

Rôle du ribosome : - Se fixe à l’ARNm- Réalise les liaisons entre les acides aminés du codon d’initiation au codon stop

Schéma bilan du passage du génotype au phénotype

4. Qu’est ce qu’une mutation ? Vous expliquerez les différents types de mutations existants, comment elles peuvent participer à l’évolution avec le principe de la sélection naturelle.

Une mutation est un changement de la séquence d’un gène.

Ce que c’est ?

Une mutation est due au hasard mais elle peut être favorisée par des agents mutagènes.

De quelle façon se produit-elle ?

Elle n’est transmise à la descendance que si elle est présente dans les gamètes.

Participation à l’évolution ?

Mutation par substitution, mutation par insertion, mutation par délétion.

Quels sont les types de mutation ?

Elle ne sera transmise à la descendance que si l’individu se reproduit. Pour cela la mutation ne doit pas être défavorable à l’individu dans son environnement.

Sélection naturelle ?

La méiose

5. Réalisez un schéma de la méiose d’une cellule à 2 paires de chromosomes.

Le brassage interchromosomique est dû à la migration indépendante des chromosomes homologues lors de …………………………………. de la méiose.La fécondation permet aussi d’augmenter la variabilité génétique en réunissant …………………………. les différents gamètes. Le brassage intrachromosomique est provoqué par les chiasmas lors de ………….. de la méiose où peuvent se dérouler des ……………………..brassant les allèles des chromosomes homologues, et réalisant de nouvelles combinaisons d’allèles.

l’anaphase I

6. Expliquer en quoi la méiose et la fécondation permettent à la fois la stabilité d’une espèce et la variabilité des individus au sein de cette espèce.

Au hasardLa prophase I

crossing-over

8. Qu’est ce qu’un OGM ? Comment obtient-on un tel organisme ? En quoi de telles expérimentations montrent que la molécule d’ADN est universelle ?OGM : organisme génétiquement modifié fabriqué par transgénèse (transfert d’un gène appartenant à un autre organisme dans toutes les cellules de ce nouvel organisme)

ADN universel : transfert de gène d’êtres vivants très variés, ces gènes continuent de fonctionner ce qui prouve que la machinerie d’expression génique est la même partout!

Pour le caractère « couleur du poil »

Gamète : 100 % de gamètes porteurs de l’allèle n

Génération P : Souris blanche x Souris noire

Phénotype : [blanche] x [noire]

On pose l’hypothèse qu’un seul gène code pour la couleur des souris.

Soit n l’allèle codant pour la couleur blanche et N codant pour la couleur noire.

Génotype : (n,n) x (N,N)

Méiose

100 % de gamètes porteurs de l’allèle N

Les souris de la génération P étant de lignée pure, elles sont homozygotes pour le caractère de la couleur :

Fécondation Génération F1 : Souris noires

Génotype : (n,N)

n N

Les souris étant noires, l’allèle N est dominant sur l’allèle n.

Test cross :

Gamète :

50 % de gamètes porteurs de l’allèle n et 50% de gamètes porteurs de l’allèle N

Souris F1 x Souris blanche

Phénotype : [noire] x [blanche]

On connaît le génotype de la souris F1 :

Génotype : (n,N) x (n,n)

Méiose

100 % de gamètes porteurs de l’allèle n

(n,N)

L’allèle n étant récessif devant l’allèle N, la souris blanche est donc homozygote : (n,n)

n Nn N n nn n

n n N N n n n n

Gamète : 50 % de gamètes porteurs de l’allèle N et 50% de gamètes porteurs de l’allèle n

Souris F1 x Souris blanche

Phénotype : [noire] x [blanche]

On connaît le génotype de la souris F1 :

Génotype : (N,n) x (n,n)

Méiose

100 % de gamètes porteurs de l’allèle n

(N,n)

L’allèle n étant récessif devant l’allèle N, la souris blanche est donc homozygote : (n,n)

Fécondation Gamètes

F1Gamètes

Tableau de croisement : n N

n (n,n) (n,N)

1/2 1/2

1 1/2 1/2

Soit 50% de souris (n,n) et 50% de souris (n,N)

Fécondation 50% de souris (n,n) et 50% de souris (n,N)

Génération F2 : 50% de souris [blanche] et 50% de souris [noire]

Nombres obtenus par l’expérience : 47 souris 50 sourisLes proportions étant similaires, l’hypothèse est validée : la couleur n’est gouvernée que par un gène.Attention il faut aller jusqu’à la F2 pour valider l’hypothèse : ex p79

Gamète : 50 % de gamètes porteurs de l’allèle N et 50% de gamètes porteurs de l’allèle n

Souris F1 x Souris blanche

Phénotype : [noire] x [blanche]

On connaît le génotype de la souris F1 :

Génotype : (N,n) x (n,n)

Méiose

100 % de gamètes porteurs de l’allèle n

(N,n)

L’allèle n étant récessif devant l’allèle N, la souris blanche est donc homozygote : (n,n)

Gamète :100 % de gamètes porteurs de l’allèle n et de l’allèle F

Génération P : Souris blanche frisée x Souris noire raide

Phénotype : [blanche, frisée] x [noire, raide]

On pratique le même raisonnement pour l’état des poils des souris. Soit f l’allèle codant pour l’état raide et F codant pour l’état frisée.

Génotype :

n nn n

F FF F

Méiose

n

F

n

n

F

F;

N

N

f

f;x

N NN N

f ff f

100 % de gamètes porteurs de l’allèle N et de l’allèle f

N

f

Hypothèse : les deux gènes sont indépendants

F1 étant de phénotype frisé : l ’allèle F est dominant sur l’allèle f. On obtient 48 souris frisés et 49 raides, soit les mêmes proportions que pour la couleur des poils. L’état des poils est donc gouverné par un gène.

Gamète :100 % de gamètes porteurs de l’allèle n et de l’allèle F

Génération P : [blanche, frisée] x [noire, raide]

Génotype :

Méiose

n

n

F

F;

N

N

f

f;x

100 % de gamètes porteurs de l’allèle N et de l’allèle f

Fécondation

Hypothèse : les deux gènes sont indépendants

Génération F1 : Souris [noires, frisées]Génotype : N

n

F

f;

Test cross : [noire frisée] x [blanche raide]

Génotype :

Méiose

N

n

F

f;

n

n

f

f;x

25% de chaque gamète :(N;F) (n;f) (N,f) (n,F)

Gamète : 100% de gamète (n,f)

Fécondation Génération F2 : 25% [noires frisées]

25 %[noires raides]25% [blanches frisées]25% [blanches raides]

Ces proportions ne correspondent pas aux quantités de l’expérience, l’hypothèse n’est donc pas validée : les deux gènes ne sont pas indépendants.

Génotype : N

N

f

f

Hypothèse : les deux gènes sont liés

Génération P : [blanche, frisée] x [noire, raide]

n

n

F

Fx

Gamète :

100 % de gamètes (n,F)

n nn n

F FF F

Méiose

n

F

N NN N

f ff f

N

f

100 % de gamètes (N,f)

100 % de gamètes (n,F) 100 % de gamètes (N,f)

Fécondation Génération F1 : Souris noires friséesGénotype : n

N

F

f

Génotype : N

N

f

f

Génération P : [blanche, frisée] x [noire, raide]

n

n

F

Fx

Hypothèse : les deux gènes sont liés

Méiose

[noire frisée] x [blanche raide]

Génotype : n

N

F

f

n

n

f

fx

Test cross :

Méiose Majorité de gamètes parentaux : (n,F) et N,f)Minorité de gamètes recombinés : (n,f) et (N,F)

Gamète : 100% de gamète (n,f)

Fécondation Génération F2 : [blanc frisé]

[noir raid][blanc raide][noir frisé]

Ces proportions correspondent aux quantités de l’expérience, l’hypothèse est donc validée : les deux gènes sont liés.

Majoritaire

Minoritaire