Exercice 1 - Deuxième proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Centres étrangers (Afrique) 2021 (jour 1)

Expliquer comment la reproduction sexuée produit une diversité génétique en prenant le cas de la transmission de deux gènes localisés sur deux paires différentes de chromosomes. Votre explication s'appuiera sur la transmission d'un gène A (ayant deux allèles, A et a) et d'un gène B (ayant deux allèles B et b) d'un couple de parents à sa descendance.

Réponse : Introduction La reproduction sexuée associe deux processus cellulaires complémentaires : la méiose, qui produit des cellules haploïdes (gamètes) à partir d'une cellule diploïde, et la fécondation, qui réunit deux gamètes pour former une cellule-œuf diploïde. Nous étudierons ici comment ces deux mécanismes génèrent de la diversité génétique pour deux gènes indépendants (situés sur deux paires distinctes de chromosomes) : le gène A (allèles A et a) et le gène B (allèles B et b). --- I. La méiose et le brassage interchromosomique 1. Principe : Chez un individu hétérozygote pour les deux gènes de génotype $(A//a, B//b)$ : - Les deux paires de chromosomes homologues s'alignent de part et d'autre du plan équatorial en métaphase I. - En anaphase I, la disjonction des paires de chromosomes homologues s'effectue de manière indépendante et aléatoire. 2. Conséquence génétique : - Il y a autant de chances pour que le chromosome portant l'allèle $A$ migre vers le même pôle que le chromosome portant $B$, ou vers le pôle du chromosome portant $b$. - Après la méiose II (séparation des chromatides sœurs en anaphase II), cet individu produit 4 types de gamètes génétiquement différents en proportions équiprobables ($25\,\%$ ou $1/4$ chacun) : - Gamète $(A, B)$ : $25\,\%$ - Gamète $(A, b)$ : $25\,\%$ - Gamète $(a, B)$ : $25\,\%$ - Gamète $(a, b)$ : $25\,\%$ --- II. La fécondation, amplificatrice de la diversité génétique 1. Rencontre aléatoire des gamètes : Si les deux parents sont double hétérozygotes $(A//a, B//b)$, chacun produit les 4 types de gamètes équiprobables décrits ci-dessus. 2. Échiquier de croisement : La rencontre aléatoire d'un gamète mâle (parmi 4 possibles) et d'un gamète femelle (parmi 4 possibles) produit $4 \times 4 = 16$ combinaisons de gamètes équiprobables (chacune ayant une probabilité de $1/16$). 3. Diversité des descendants : Ces 16 combinaisons correspondent à : - 9 génotypes différents : $(A//A, B//B)$, $(A//A, B//b)$, $(A//A, b//b)$, $(A//a, B//B)$, $(A//a, B//b)$, $(A//a, b//b)$, $(a//a, B//B)$, $(a//a, B//b)$, $(a//a, b//b)$. - Dans le cas d'une dominance absolue de $A$ sur $a$ et de $B$ sur $b$, on observe 4 phénotypes dans les proportions classiques $9/16 [A,B]$, $3/16 [A,b]$, $3/16 [a,B]$, $1/16 [a,b]$. --- Conclusion La méiose brasse les allèles par la ségrégation indépendante des chromosomes homologues (brassage interchromosomique), créant une diversité initiale de gamètes. La fécondation amplifie considérablement cette diversité par la rencontre aléatoire de deux gamètes parmi l'infinité de combinaisons possibles, rendant chaque individu génétiquement unique.