bac S septembre 2006 métropole : corrigé personnel

Partie (sujet)

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Partie 2.1 (sujet)

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Partie 2.2 obligatoire (sujet)

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(Titre :) Des Trèfles riches en cyanure
(Introduction :) Comment expliquer l'apparition de Trèfles riches en cyanure lors du croisement de parents pauvres en cyanure et comment expliquer leur proportion en première et en deuxième génération fille?
 
1. génotypes et phénotypes. Le premier document présente une chaine métabolique. Pour que le cyanure soit synthétisé, il faut que la plante possède deux enzymes actives (=fonctionnelles) EA et EB, sinon la production est faible.
Pour une plante homozygote, la présence de l'allèle a+ permettra la présence de l'enzyme EA active, la présence de l'allèle a ne permettra que la synthèse d'une enzyme EA non fonctionnelle. Il en est de même pour les allèles b+ et b vis à vis de l'enzyme EB.
On explique ainsi que les parents soient pauvres en cyanure: la variété X de génotype (a+ b / a+ b) possède une enzyme EA active et une enzyme EB inactive; la variété Y de génotype (a b+ / a b+) possède une enzyme EA inactive et une enzyme EB active. Dans les deux deux cas la chaine métabolique est interrompue.





2. premier croisement. Lors de la formation des gamètes (méiose), chaque parent (homozygote = de lignée pure), ne produit qu'un seul type de gamète contenant un exemplaire de chaque gène. X produit des gamètes (a+ b) et Y des gamètes (a b+). Les exemplaires de gènes apportés par chaque gamète s'ajoutant à la fécondation, la génération F1 aura pour génotype (a+ b / a b+).
Cette prévision est compatible avec les résultats si on admet que le génotype hétérozygote est de phénotype [riche en cyanure] : la présence d'un allèle + pour chaque gène suffit pour synthétiser suffisament d'enzyme active (d'où le qualificatif d'allèle dominant) . Ici il existe à la fois a+ et b+ donc la chaine métabolique fonctionne et la plante est riche en cyanure.


3. deuxième croisement. La variété Z étant homozygote pour les deux allèles "récessifs", elle a pour génotype (a b / a b). Elle ne peut produire qu'un seul type de gamète (selon la règle déjà évoquée plus haut) : (a b).

Le document 1 indique que les deux gènes sont sur deux paires de chromosomes. La F1 produit donc quatre types de gamètes équiprobables en raison de la répartition au hasard des chromosomes homologues à la première division de méiose (schéma conseillé, mais non exigé).

Tableau de croisement des gamètes
(les cases en traits pleins représentent les descendants F2
et sont équiprobables)
gamètes de Z  →
gamètes de la F1 ↓            
a b
a+ b a+ b / a b
[pauvre en cyanure], puisque l'enzyme B est inactive
a b+ a b+ /a b
[pauvre en cyanure], puisque l'enzyme B est inactive
a b a b / a b
[pauvre en cyanure], c'est le génotype de Z
a+ b+ a + b+ / a b
[riche en cyanure], puisqu'il y aura suffisamment
d'enzyme A active et d'enzyme B active
La fécondation se produit au hasard et peut être représentée par un tableau de croisement.

(Conclusion, synthèse : ) La séparation des deux exemplaires d'un même gène (séparation des chromosomes homologues), la répartition au hasard des chromosomes homologues lorsque deux couples d'allèles sont portés par deux paires de chromosomes. L'ajout des exemplaires (portés par les chromosomes homologues) à la fécondation permettent bien d'expliquer le spourcentages observés.  
présence d'un titre, d'une introduction et d'une conclusion
soin, orthographe; séparation des paragraphes, plan apparent
 

Partie 2.2 spécialité (sujet)

Avertissement

L'énoncé (qui respecte à la lettre le programme) pose plusieurs problèmes (c'est le texte même du programme qui, en fait, pose problème)  : Lire aussi : L'ouvre de Mendel : discussion

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(Titre :) Réfutations sucessives
(Introduction :) Pour Mendel :
- chaque gamète ne transmet qu'un seul (jeu de) caractère de chaque couple de «caractères différentiels»; de plus un des (jeux de) caractères domine l'autre lorsqu'ils sont réunis par la fécondation pour donner la plante hybride;
- lorsque deux couples de caractères différentiels sont en jeu, chaque couple est indépendant (au moins chez le Pois).
En quoi cet énoncé réfute-t-il les idées de ses prédécesseurs ? En quoi sera-t-il réfuté à son tour ?
 
1. Mendel opte pour une hérédité "particulaire".
Pour les prédécesseurs de Mendel, les caractères de parents se "mélangent" dans la progéniture (document 1). Dans le document 2, qui présente un des croisement réalisé par Mendel, on contate qu'en croisant un Pois hybride pour le couple de «caractères différentiels» lisse/ridé (et dont l'aspect est lisse) avec un Pois ridé, 1/2 des descendants sont lisses et 1/2 ridés : donc les caractères des parents ne se mélangent pas, puissent qu'ils réapparaissent distincts dans la descendance.
En considérant deux couples de caractères, lisse/ridé et jaune/vert, Mendel montre qu'on obtient en nombre égal les 4 combinaisons possibles de caractères chez les descendants. Mendel en déduit que les gamètes ne transmettent qu'un seul caractère de chaque couple et que les cellules ovulaires et polliniques sont produites en «nombre égal à toutes les formes constantes provenant des caractères réunis par la fécondation».
Ainsi est réfutée l'idée d'un mélange des caractères des parents chez leur descendants.

De plus Mendel montre que lorsque les deux caractères différentiels d'un couple sont réunis chez l'hybride, un des caractères «domine» l'autre : le caractère lisse domine le caractère ridé. Cette idée vient aussi à l'encontre de celle du mélange.

2. Réfutation de l'indépendance des couples de caractères
En utilisant la notation proposée dans l'énoncé, on peut écrire les génotypes des parents :
P1 : (vg+ br+ / vg+ br+) et P2  (vg br / vg br)
Si chaque parent ne transmet par ses gamètes qu'un seul allèle de chaque couple, P1 produit des gamètes (vg+ br+) et P2 (vg br). Une seule combinaison est possible en F1 : (vg+ br+ / vg br)
Cette F1 est de phénotype [ailes longues et yeux rouges] , ce qui confirme l'idée de dominance énoncée par Mendel.
Le deuxième croisement est un croisement test; d'après Mendel, les hybrides F1 produiront 4 types de gamètes (les couples de caractères étant indépendants) et l'autre mouche un seul.

Tableau de croisement des gamètes
(les cases en traits pleins représentent les descendants F2
et sont équiprobables)
gamètes de la mouche récessive  →
gamètes de la F1 ↓            
vg br
vg+ br+ vg+ br+ / vg br
[ailes longues et yeux rouges]
vg br vg br / vg br
[ailes atrophiées et yeux bruns]
vg+ br vg+ br / vg br
[ailes longues et yeux bruns]
vg br+ vg br+ / vg br
[ailes atrophiées et yeux rouges]
La fécondation se produit au hasard et peut être représentée par un tableau de croisement. Ce tableau qui correspondrait aux proportions 1/4, 1/4, 1/4, 1/4 énoncées par Mendel si les cases étaient équiprobables, n'est pas validé. Pour expliquer que les phénotypes F2 ne sont pas en proportions égales il faut supposer que les gamètes produits par la mouche F1 ne sont pas en proportions égales.

Si les gènes vg et br sont portés par le même chromosome, les couples vg+ br+ et vg br sont liés chez la F1 qui ne produit plus lors de la méïose que deux types de gamètes : vg+br+ et vg br.

Comment expliquer alors les phénotypes recombines (en proportion environ 30%) ? certaines méioses se déroulent avec un crossing over qui échange la moitié des allèles présents sur deux des quatres chromatides du couple de chromosomes homologues. Une telle méiose produit 4 gamètes correspondant au tableau précédent.

On peut calculer qu'ici 60% des méioses se produisent avec un crossing over, donc que les deux gènes sont relativement éloignés. Schéma non exigible (cliquez sur le lien).

(Conclusion, synthèse : ) Ainsi l'idée de l'indépendance des couples de caractères attribuée à Mendel n'est vraie que si les couples sont portés par des paires différentes de chromosomes. D'autres croisements montrent que la dominance d'un phénotype sur l'autre n'est pas toujours absolue. Le travail de Mendel n'est qu'une étape dans la connaissance des "lois de l'hérédité".  
présence d'un titre, d'une introduction et d'une conclusion
soin (présence d'un schéma), orthographe; séparation des paragraphes, plan apparent
 

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