1UNIVERSITE DES SCIENCES TECHNOLOGI E HOUARI BOUMEDIENE. ET DE LA FACULTE DES SCIENCES BIOLOGIQUES TD de GENETIQUE EXERCICES D'APPLICATION DU COURS DE GENETIQUE DEUXIEME ANNEE SNV 2 MATERIEL GENETIQUE EXERCICE 1 L'analyse en bases azotées de l'ADN provenant de divers organismes a donné les pourcentages regroupés dans le tableau ci-après : Organismes Homme Saumon Criquet Bactériophage T2 Bacille de la tuberculose Bases azotées Adénine Thymine Guanine Cytosine 31.0 29,7 29,3 32,8 16,1 31,5 29,1 29,3 32,8 14,8 19,1 20,8 20,5 18,2 34,9 18,4 20,4 20,7 16,6 35,4 1) Interprétez ces résultats. Quelle relation simple existe-t-il entre les différentes bases de chaque organisme ? 2) Quelle hypothèse concernant la structure de l'ADN pouvez-vous déduire de cette relation ? EXERCICE 2 Les rapports des quantités de bases de l'ADN des mêmes espèces étudiées dans l'exercice N°1 sont donnés dans le tableau ci-après : Rapports A+G (1) A+T (2) Espèces C+T G+C Homme 1,004 1,67 Saumon 1,02 1,43 Criquet 0,996 1,42 Bactériophage T2 1,03 1,896 Bacille de la tuberculose 1,0159 0,440 1) Quels renseignements tirez-vous du rapport (1) ? 2) Même question pour le rapport (2) ? 3) Quelles conclusions tirez-vous de ces renseignements ? 4) Que pouvez-vous déduire, si le rapport (2) pour un ADN donné est égal à 1 ? 5) Expliquez dans quel cas les 2 rapports peuvent être égaux entre eux pour un ADN bicaténaire donné ? EXERCICE 3 Le rapport A+T dans un brin simple d'une molécule de l'ADN est de 0,2. G+C A) Quel est le rapport A+T du brin complémentaire ? G+C B) Si le rapport A+G est de 0,2 ; quelle sera la valeur de ce rapport dans la chaîne complémentaire ? T+C C) Quel est le rapport A+G dans la double chaîne de l'ADN de A et B ? T+C EXERCICE 4 On connaît le virus jX174. On extrait de l'ADN de ce virus et on le compare à celui des Mammifères. On se demande, en effet, si on n'est pas en présence d'un ADN à un seul brin (ADN monocaténaire). A l'analyse, l'ADN viral présente une composition en bases comprenant : 32% de cytosine, 29% d'adénine, 22% de thymine et 17% de guanine. 3 1) En quoi cette composition est-elle inhabituelle quand on la compare à celle de l'ADN d'un Mammifère ? 2) Cet ADN P1 est utilisé comme matrice pour la synthèse d'ADN in vitro. Le produit synthétisé P2 a la composition suivante : 17% de cytosine, 22% d'adénine, 29% de thymine et 32% de guanine. Quelle relation existe-t-il entre la composition de P1 et celle de P2 ? 3) On fait la même expérience avec un ADN de Mammifère P'1 que l'on fait répliquer comme dans l'expérience précédente. Que peut-on dire des compositions de P'1 et P'2 nouvel ADN formé ? 4) L'ADN du virus est-il formé d'un brin ou de deux ? Exposez vos arguments. 5) Dans une même molécule d'ADN bicaténaire, chacun des deux brins complémentaires véhiculeraient-ils la même information biologique ? EXERCICE 5 On a isolé de l'ADN "A" à partir de virions d'un type viral déterminé. Sa composition en bases a été mesurée à 1% près. On a mesuré de la même manière la composition en bases d'un ADN "B" d'origine inconnue. A 21 25 ADN "A" ADN "B" G 29 24 C 28 18 T 22 33 1) Que vous suggère la composition en bases de l'ADN A ? Pourquoi ? 2) Même question pour l'ADN B. Des solutions d'ADN "A" et "B" sont soumises à un chauffage progressif. On mesure pendant ce chauffage l'absorption à 260 nm de ces solutions. Les résultats sont indiqués dans la figure1. On soumet ensuite ces mêmes solutions à un refroidissement progressif (Figure2). Les courbes A et B s'appliquent respectivement à l'ADN "A" et "B". Absorption (260nm) absorption (260nm) A B 40 60 80 100 Figure 1 q en °C B A 100 80 60 Figure 2. 40 q en °C 1) Interprétez la courbe A dans la figure 1 puis la figure 2. 2) Le profil de la courbe B peut-il vous aider à interprétez les résultats relatifs au % de bases de l'ADN B ? Commentez. EXERCICE 6 La quantité d'ADN contenue dans les cellules de la carpe a été déterminée selon les techniques suivantes : 1° Technique : L'ADN a été chimiquement extrait d'une masse M de matériel en utilisant une méthode quantitative. D'une part, le nombre de cellules constituant la masse M a été déterminé soit par mesure de sections cellulaires sur des coupes de tissu observées au microscope optique (dans le cas du foie) soit directement à l'hématimètre sur une fraction aliquote (dans le cas des érythrocytes et des spermatozoïdes). Les résultats sont les suivants : Foie : Expérience 1 : 4,2 x 108 cellules 1,38 mg ADN Expérience 2 : 8,6 x 108 cellules 2,80 mg ADN Expérience 3 : 6,9 x 108 cellules 2,28 mg ADN. Erythrocytes : Expérience 1 : 5,5 x 108 cellules 1,87 mg ADN Expérience 2 : 7,6 x 108 cellules 2,58 mg ADN Spermatozoïdes : Expérience 1 : 7,1 x 108 cellules 1,16 mg ADN Expérience 2 : 12,6 x 108 cellules 2,05 mg ADN. 2° Technique : Les tissus ou cellules ont été fixés et colorés au Feulgen. La coloration des noyaux a été quantifiée par microphotométrie et les quantités d'ADN calculées au moyen d'une table de correspondance 35 x 10-12 g/noyau.45 x 10-12 g/noyau Expérience 2 : ADN = 3. 1°) Des bactéries sont cultivées dans un milieu de culture dont la source d'azote contient uniquement de l'azote lourd 15 N.71 solution de CsCl 1.3 x 10-12 g/noyau . Des préparations par écrasement ont été réalisées à partir de ces cellules et à partir d'érythrocytes. Interprétez les résultats des 3 types d'observations. indique la fin de la 2° division. Erythrocytes : Expérience 1 : ADN = 3. Les valeurs ci-dessous sont une moyenne établie sur 100 noyaux.69 à 1.4 x 10-12 g/noyau. Les résultats sont les suivants : Foie : Expérience 1 : ADN = 3.3 x 10-12 g/noyau.3 x 10-12 g/noyau Expérience 2 : ADN = 3. imaginez les schémas de la molécule d'ADN traduisant cette interprétation. Foie : Expérience 1 : ADN = 3. La bande sombre correspond dans le gradient de densité qui s'est établi (de 1. puis placées au début de l'expérience dans un milieu contenant 14N. pour chaque centrifugation. 1 (b) Fig.717 1.724 1. 3 (c) . Extrémité centripète 1.71 1. c. indique la fin de la 1° division. des ADN contenant des atomes d'azote lourd 15 N peuvent être séparés des ADN analogues contenant des atomes d'azote normal(léger) 14N. Ces bactéries sont cultivées dans des conditions provoquant la synchronisation des divisions. L'ADN nucléaire a été estimé par microphotométrie d'absorption ultraviolette (l =2600Ả). 3°) L'ADN est extrait de bactéries cultivées dans un milieu contenant 15N. 2°) Des bactéries de la même espèce cultivées dans un milieu dont la source d'azote contient uniquement de l'azote normal 14N et dont l'ADN est centrifugé donnent le résultat représenté par la figure 2. des dosages de l'ADN cellulaire ont conduit à des quantités légèrement supérieures à celles trouvées ici. a. on a placé dans le tube la même quantité d'ADN. 2 Fig. b.717 1. sachant que.724. Pensez-vous que ce résultat soit en contradiction avec la constance de la quantité d'ADN/cellule ? Pourquoi ? EXERCICE 7 Meselson et Stahl ont mis au point une technique d'obtention du gradient de densité par centrifugation à grande vitesse (ultracentrifugation différentielle).74 Extrémité centrifuge (a) Fig. 3° Technique : Les cellules du foie ont été séparés les unes des autres par dilacération.4 Coloration = f (quantité d'ADN). L'aspect des tubes à centrifugation est donné par la figure 3. indique le début de l'expérience. L'ADN est extrait de ces bactéries placées dans un tube à centrifugation et centrifugées pendant 24 heures avec une accélération de 100000 g.74) un ADN de densité 1. 1) Que peut-on dire de la fiabilité des techniques utilisées ? 2) Ces résultats sont-ils compatibles avec le fait que l'ADN constitue le matériel génétique ? 3) Quelle précision apportent-ils quant à la localisation cellulaire? 4) Dans un tissu embryonnaire de carpe. Cette technique permet de séparer des ADN de densité très légèrement différente: par exemple.2 x 10-12 g/noyau Expérience 2 : ADN = 3.5 x 10-12 g/noyau. L'aspect du tube en fin de centrifugation est celui de la figure 1.724 1. Erythrocytes : Expérience 1 : ADN = 3. Expérience 2 : ADN = 3.69 Augmentation de la densité de la 1. 60 0.97 1.97 1. EXERCICE 9 I. 2°) Cette expérience est-elle suffisante pour affirmer qu'amorce et produit sont identiques ? Pourquoi ? 3°) A quelles autres conclusions.L'ADN polymérase I purifiée à partir d'E.97 1.00 0.68 A+G T+C 0. Après un temps suffisant une quantité importante de radioactivité a été incorporée sous forme de polynucléotides.62 U 0.01 A+T G+C 0.04 0.Une deuxième expérience différente de la première est réalisée cette fois pour déterminer la composition en bases du matériel génétique de deux organismes "B" et "C". en gradient alcalin (c'est à dire dans un milieu où les conditions de dénaturation sont maintenues en permanence).98 1. On compare alors l'ADN amorcé et l'ADN synthétisé in vitro et on obtient les résultats suivants : Amorce Produit A T C G 1. vous amène cette expérience ? 4°) A la lumière de vos connaissances actuelles sur l'ADN pourriez-vous expliquer pourquoi la réplique de l'ADN est une réplication de haute fidélité et qu'est ce qui assure cette fidélité ? II.98 A+G T+C 0. on obtient après représentation des résultats sous forme graphique.00 1. par contre. Les résultats obtenus sont les suivants : Organisme"B" Organisme"C" A T C G 0.84 0.Dans un tube à essai. mais seulement ce que vous pouvez déduire de son fonctionnement à partir de ces deux expériences.02 1°) Expliquez pourquoi les 4 éléments sont nécessaires à la synthèse de l'ADN in vitro (synthétisez un peu plus) le rôle de l'ADN polymérase III. 1°) Que tirez-vous de l'expérience I ? 2°) Que tirez-vous de l'expérience II ? 3°) Proposez un modèle de fonctionnement de l'ADN polymérase III in vitro permettant d'expliquer ces deux expériences.52 0.50 0.des ions Mg++. . On ne vous demande pas de dire tout ce que vous savez sur la polymérase III.05 0.4 désoxyribonucléotides triphosphates dont la dTTP tritiée (radioactive). Expérience II : Si on réplique un ADN lourd (marqué par l'azote 15) en milieu léger (14N).coli. . on ne retrouve pas d'ADN léger même après deux dédoublements. On peut synthétiser des quantités d'ADN 50 fois supérieures à la quantité de matrice introduite. On place le tube à essai au bain marie à 37°C.Une amorce d'ADN purifié à partir d'E. EXERCICE 10 .98 0.coli. on mélange en quantité convenable : .73 - 1°) Quelles conclusions pouvez-vous tirez ? A quelles types d'organismes peuvent appartenir la matériel génétique "B" et "C" ? 2°) Que savez-vous des organismes " C" et de leurs particularités ? Citez un exemple. concernant la structure de l'ADN amorce et l'ADN synthétisée.66 - 0.5 EXERCICE 8 On réalise au laboratoire les deux expériences suivantes : Expérience I : Avec un ADN portant des amorces 3'OH. . un pic d'ADN et un autre pic correspondant à de l'ADN lourd.88 0. coli déficientes en ADN polymérase I pendant deux générations en présence de 14C thymidine. un analogue qui augmente la densité de flottaison de l'ADN dans lequel il est incorporé. Le dTTP est remplacé par du 3H-dBUTP.5 pour rompre les liaisons H. On obtient la figure 1.3' (b) 3'-TCTTGTTGCTCCAG-5' 1°) Donnez la séquence complémentaire pour chacun des brins proposés en calculant le nombre de liaisons "hydrogène" et "phosphodiester". coli A. C. La comparer avec la figure 1.ATCCTTGCGTTAC. Ces complexes sont incubés dans les conditions optimales de température et pH en présence de dATP et dGTP. . le mélange est débarrassé des membranes et centrifugé en gradient de CsCl à l'équilibre. GENETIQUE BACTERIENNE EXERCICE 1 On considère 4 souches mutantes d'E. Quels renseignements complémentaires vous apporte-t-elle ? EXERCICE 11 Soient les séquences nucléotidiques suivantes utilisées comme matrices dans la synthèse d'ADN in vitro : (a) 5'. puis on prépare par lyse ménagée des complexes "ADN-membranes" débarrassés du cytoplasme. Le pic observé est repris. B. 5' brin (a) 3' 5' 3' brin (b) 3°) Précisez le type de réplication pour les deux brins. 4°) A l'aide de schémas. Après incubation pendant un cycle de réplication. 2°) Représentez la structure des 3 premiers nucléotides formés dans le brin néosynthétisé. Comment pouvez-vous l'interprétez ? 3°) Décrire la figure 2. traité à pH 12. détaillez la réplication discontinue (du début jusqu'à la formation des deux premiers fragments d'Okazaki). on obtient la figure 2. ADN ADN 14 14 C 3 3 C H H Fond Sommet Fond Figure 1 Sommet Figure 2 1°) Comment expliquez-vous que l'on puisse cultiver des bactéries déficientes en ADN polymérase I pendant plusieurs générations ? 2°) Décrire la figure 1.6 On cultive des E. puis centrifugé à nouveau sur gradient. D dont les génotypes sont les suivants : A : Val - B : Val + Xyl C : Val + Xyl D : Val - - Xyl Xyl + - Thr Thr Thr Thr + + Bio Bio Bio Bio + + s AziNa AziNa AziNa AziNa R s R T1 T1 T1 T1 R s R s Str Str Str R s s R Str . Un échantillon dilué de cette culture. EXERCICE 3 On considère une culture d'E.minéral + glucose + thréonine + leucine 1 m. B.minéral + glucose + arginine + thréonine Boîte mère m.coli contenant un certain nombre de souches différentes. 3°) Donnez la composition d'un milieu sélectif pour chacune de ces souches.coli A. étalé sur milieu solide complet (m.7 1°) Donnez la composition du milieu commun de culture convenant à un mélange des 4 souches.minéral + glucose + proline + phénylalanine. 2°) Donnez la composition d'un milieu de culture pour chacune de ces souches.minéral + glucose + arginine + leucine 1 1 6 2 5 M. 3°) Ces milieux de culture sont-ils sélectifs ? EXERCICE 2 On considère 3 souches mutantes d'E. dont les génotypes sont les suivants : A : Leu + His B : Leu + His C : Leu + His + - Gal + Ala Gal + Ala Gal - + Ala - Arg Arg Arg + + Mal - Mal + Mal + 1°) Donnez la composition d'un milieu de culture pour chacune de ces souches. C. 2°) Donnez la composition d'un milieu de culture convenant à un mélange de ces 3 souches. 1 5 4 4 ..minéral + glucose + arginine + thréonine + leucine + proline + phénylalanine + histidine) donne naissance à 6 colonies. Cette boîte mère est répliquée sur 6 milieux différents. Les résultats sont les suivants : ° 1 1 2 6 3 5 1 6 3 4 m. à la 8° minute on trouve des colonies sur milieu sélectif de Thr +. de 20 min des Try+ . 2°) Donner la composition des milieux de culture pour la souche Hfr (1).recombinées His + . EXERCICE 4 Pour connaître la position des gènes sur le chromosome d'E.coli on réalise une expérience de conjugaison interrompue. à la 18° min sur celui du Lac + .8 m. 3°) Donnez la composition minimale du milieu de conjugaison.minéral + glucose + proline + histidine m. ont donné les résultats suivants : Hfr (2) : Au bout de 10mn. de 37 min des Pro + . 1°) Quel(s) recombiné(s) chaque milieu permet-il de sélectionner ? 2°) Quelle est la position des gènes sur le chromosome ? EXERCICE 5 Afin de localiser les gènes sur le chromosome d'E. la souche F . 4°) Pour quels caractères doit-on s'attendre à trouver des bactéries F . . de 42 min des His + . de 31 min des Phe + . minéral + glucose + phénylalanine + histidine. avec une souche F dont le génotype est le suivant : -: R F : Gal His Try Phe Lys Str Lac Cys 1°) Quel est le génotype de la souche Hfr qu'on doit utiliser ? Pourquoi ? 2°) Quelle sera la composition du milieu de conjugaison ? 3°) On observe les résultats de la conjugaison en prélevant des échantillons toutes les minutes et on les étalant sur les milieux sélectifs suivants : A : milieu minéral + glucose + tryptophane + phénylalanine + lysine + cystéine + streptomycine. EXERCICE 6 Une expérience de conjugaison bactérienne interrompue est réalisée avec une souche Hfr (1) obtenue à + partir d'une souche F d'E.et le milieu de conjugaison. a) Quelle est la composition de chacun des milieux sélectifs ? b) Etablir la carte génétique de cette souche Hfr. appartenant à la même souche A. à la 12° min sur celui de T1R . sur le milieu C au bout de 18 min. Hfr (2) et Hfr (3). A l'aide des Hf r (1). au bout de 16 min des StrS . les lectures effectuées deux jours plus tard donnent les résultats suivants : Rien jusqu'à la 7° minute. (2) et (3). on a trouvé des F .recombinées Xyl + . sur G de 68 min et sur B de 55 min.coli après mutation : + + + R S Hfr (1) : Phe Val Bio Mal T1 Pen 1°) Donnez le génotype de la souche F . de 27 min des Bio + . sur E de 48 min. dont le génotype est le suivant : + R + S + + Hfr (1) : Bio T1 His Str Thr Lac 1°) Quel sera le génotype de la souche F à utiliser ? 2°) Donnez La composition du milieu de culture pour chacune de ces deux souches. sur D au bout de 25 min.coli. à la 25° min sur celui de Bio + et à la 46° min sur celui de His +.à utiliser en justifiant votre choix. établir la position des gènes sur le chromosome de la souche A d' E.coli. Hfr (3) : Au bout de 6 min on a trouvé des F . de 63 min des Bio + . Déterminez le génotype de chacune des différentes souches et le milieu de culture pour chacune d'elle. sur A de 36 min. 6°) Deux expériences similaires effectuées avec deux autres Hfr.recombinées ? Pourra-t-on effectivement recueillir chacun de ces types ? 5°) En faisant un prélèvement toutes les minutes et en étalant chaque fois sur une série de milieux sélectifs. On observe des recombinés sur le milieu F au bout de 10 min. B : milieu minéral + glucose + tryptophane + phénylalanine + histidine + cystéine + streptomycine C : milieu minéral + galactose + tryptophane + phénylalanine + lysine + histidine + cystéine + streptomycine D : milieu minéral + glucose + histidine + phénylalanine + lysine + cystéine + streptomycine E : milieu minéral + glucose + tryptophane + histidine + lysine + cystéine + streptomycine F : milieu minéral + lactose+ histidine + tryptophane + phénylalanine + lysine + cystéine + streptomycine G : milieu minéral + glucose + tryptophane + phénylalanine + lysine + histidine + streptomycine. de 42 min des Leu + . On utilise une souche Hfr (1) obtenue à partir d'une souche F+ (A). on réalise une expérience de conjugaison interrompue. Azi (8min). dresser la carte factorielle de la souche Hfr (1). Phe+ (11min). Bio (55min). Leu (42min). On fait pousser ces plantules dans . 4°) Les résultats obtenus pour cette première expérience sont les suivants : Mal (46min). Ser (55min). T1 (79min). établir la carte génétique de la souche F+ (préciser les distances) dont dérivent les deux souches de Hfr. A l'aide de ces résultats. His. Hfr3 : Lys+ (6min). Bio. Arg+ (36min).(85min). dont les résultats sont les suivants : Hfr (2) : Try (91min). Bio+ (24min). EXERCICE 7 Soit le colibacille (E. Arg+ (24min). on a pu suggérer. Phe (32min). 1°) Donner le génotype de la souche F . 2°) Donner la composition des milieux de culture de chacune des deux souches.utilisée. L'ordre des gènes de chaque Hfr est respectivement le suivant : Hfr1 : Leu+ (8min). A l'aide des résultats obtenus pour ces 3 expériences de conjugaison bactériennes. Ile (15min). Phe (85min). T4.coli. Try (81min). Justifiez votre réponse. Bio (28min) et Phe (5min). Expliquer. Met (3min). 5°) Deux expériences similaires ont été réalisées avec deux autres souches Hfr (Hfr (2) et Hfr (3)) obtenues à partir de la même souche F +. Try. Cys (7min). dresser la carte factorielle de la souche F + dont dérivent les 3 souches Hfr utilisées. Les résultats de cette expérience sont les suivants : Hfr2 : Xyl (88min). Pro+ (8min). Try+ (36min). Try+ (20min).(2min). 3°) Quelle est la composition du milieu de conjugaison ? 4°) Comment procédez-vous pour éliminer les parents Hfr qui masquent la détection des F . EXERCICE 8 Afin d'établir la carte génétique de la souche F+. Pen (57min). A l'aide de tous les résultats obtenus au cours de ces deux expériences.9 3°) Quels sont les recombinants susceptibles d'apparaître. Xyl (16min). Une expérience de conjugaison interrompue est réalisée entre une souche F . que doit-on faire ? 7°) Une autre expérience de conjugaison interrompue a été réalisée avec une autre souche de Hfr appartenant à la même souche F+ que Hfr1. His+ (45min). A la suite d'expériences réalisées par le cytologiste Taylor. Mal (18min). un mode de duplication de l'ADN mitotique et méiotique tout a fait parallèle à celui mis en évidence pour l'ADN d'E. Lac+ (51min). Pro (82min). His + (38min). 6°) Dans le cas où tous les recombinés ne sont pas isolés par la technique des milieux sélectifs.recombinées qui sont susceptibles d'être formées ? Donner la composition des milieux sélectifs qui permettent de les isoler. Try + (24min). Lac (68min). T1S (52min). différentes Hfr ont été utilisées. Donnez un milieu sélectif pour chacun d'eux et donner une méthode permettant de recueillir les recombinants pour lesquels il n'existe pas de milieu sélectif. Hfr (3) : His (20min). Bio (62min). MITOSE / MEIOSE EXERCICE 1 Le processus de duplication se produit avant la prophase ou au tout début de la prophase. Etablir la carte de la souche F+ dont dérivent les 3 souches de Hfr. chez les organismes supérieurs. Val (23min). La duplication de l'ADN chromosomique a pu être étudié sur des plantules de fèves. Bio . Hfr2 : Lac+ (5min).recombinée ? Quelles sont les conséquences ? 5°) Quelles sont les F .coli) dont le chromosome comporte les marqueurs suivants : Xyl. Bio+ (12min).et une souche Hfr1 dont l'ordre de passage des gènes est le suivant : Xyl . 2°) Faites un schéma récapitulatif de la méiose pour cette cellule. On porte alors artificiellement. Est-il possible d'obtenir un gamète ayant uniquement les caractères de l'un des deux parents ? Justifier votre réponse. a) les individus descendants de ces ovules seraient-ils du même sexe ? Pourquoi ? b) chacun des individus obtenus possède deux copies identiques de chaque gène. 3°) On laisse les racines sur ce milieu le temps d'une nouvelle division. si les paires de chromosomes homologues sont notées A/a. EXERCICE 4 Dans son roman " Le meilleur des mondes " A. Quel est le nombre total de combinaisons chromosomiques produites après la méiose chez cet individu ? 4°) Chez l'homme. Les observations montrent que la thymidine pénètre dans les racines des plantules et est incorporée dans l'ADN des chromosomes des cellules des extrémités de racines. 1°) Imaginons tout d'abord que dans un tel système qu'on laisse un ovule fécondé "in vitro" se diviser par mitoses jusqu'au stade 16 cellules. Si ces 16 cellules pouvaient donner naissance à 16 bébés normaux. 6°) Comment interpréter ces probabilités ? 7°) En supposant qu'il ait eu crossing-over. On laisse pousser les racines le temps nécessaire à la duplication des chromosomes. 1°) Combien compte-t-on de chromatides à : a) la fin de la prophase d'une mitose ? . B/b. L'autoradiographie montre alors que la moitié seulement des chromosomes métaphasiques est radioactive et qu'une seule des deux chromatides des deux chromosomes radioactifs est marquée. marquée par le tritium. C/c. 3°) Combien de cellules à n chromosomes produit-elle ? 4°) Combien de génotypes différents peuvent avoir les cellules à n chromosomes ? caractéristiques de EXERCICE 3 Soit un individu où n=3. quelle est la probabilité pour qu'un spermatozoïde ne contienne que les caractères maternels ? 5°) Même question pour un ovule. en donnant les principales chaque stade. Comment vos connaissances sur la molécule d'ADN et sur la mitose vous permettent-elles d'interpréter ces résultats.10 des solutions de thymine radioactive. 2°) On lave ensuite les racines et on les transfère dans une solution ne contenant pas de thymidine marquée. Huxley décrit une société dans laquelle les individus sont fabriqués à la chaîne. Ces ovules donneraient naissance chacun à un bébé normal. lors de la méiose en prophase I : 1°) Combien de gamètes différents peuvent-ils être produit par cet individu si l'on considère qu'il n'y a pas eu de crossing-over ? 2°) Quels sont leurs génotypes ? 3°) On considère un autre individu où n = x. 1°) L'examen autoradiographique d'échantillon de ces jeunes racines montre que tous les chromosomes métaphasiques sont radioactifs et que les deux chromatides sont marquées. 1°) Schématiser les différents stades de la méiose de cette cellule. ceux-ci pourraient-ils se croiser entre eux ? Pourquoi ? 2°) Imaginons un autre processus à présent de reproduction : Tous les ovules d'une femme sont prélevés. mais une seule des deux chromatides est marquée. le nombre de chromosomes par ovule à 2n (sans l'intervention de spermatozoïdes). EXERCICE 2 Soit une cellule à 2n=4. Aidez-vous de schémas. Comment appelle-t-on de tels génotypes ? c) les individus obtenus sont-ils identiques à leur mère ? Pourquoi ? d) les individus obtenus sont-ils génotypiquement identiques entre eux ? Pourquoi ? EXERCICE 5 Chez l'homme le nombre de chromosomes est de 2n = 46. Ces 16 cellules sont alors séparées et mises chacune dans une éprouvette différente. L'autoradiographie des chromosomes en métaphase de 1° division révèle sur ce nouveau milieu que tous les chromosomes sont radioactifs. c) spermatocyte de 1er ordre. quel est le nombre de chromosomes contenus dans une cellule diploïde ? 2°) Quel est le nombre maximal de bivalents qui peuvent être formés à la méiose. en prophase I ? 3°) Faites un schéma récapitulatif de la méiose de cette cellule. b) spermatocyte de 2ème ordre. . 3°) Même question pour une cellule sexuelle de la femme aux stades suivants : a) globule polaire I. Au dimorphisme sexuel s'ajoute une différence marquée des garnitures chromosomiques. on a représenté la métaphase d'une mitose. c) ovocyte II. 1°) Combien de chromosomes une souris reçoit-elle de son père ? 2°) Combien d'autosomes trouvent-on dans un gamète ? 3°) Combien de chromosomes sexuels trouve-t-on dans un ovule ? 4°) Combien d'autosomes y-a-t-il dans une cellule somatique chez une souris femelle ? EXERCICE 9 Des études ont été faites sur le criquet Sud-américain Dichroplus silveira . alors que chez l'âne n = 33. un couple fertile peut engendrer plusieurs générations dans l'année. 1°) Sur la figure (A). comme on peut le voir dans les cellules somatiques représentées ci-dessous : Cellule appartenant à une femelle Cellule appartenant à un mâle 1°) Dites quelle étape de la vie cellulaire représentent ces schémas ? 2°) Quels types de division peuvent subir chacune de ces cellules ? Combien de génotypes peuvent générer chacune de ces cellules ? 3°) Quelles sont les conclusions que l'on doit envisager pour comprendre la répartition statistique de 50% de mâles et 50% de femelles obtenues à chaque génération? EXERCICE 7 Chez le cheval n = 30. Quelles remarques faites-vous sur les gamètes obtenus ? EXERCICE 8 Chez la souris 2n = 40 et le système d'hétérochromosomes est le même que chez la drosophile.11 b) l'anaphase d'une mitose ? On considère à présent les cellules sexuelles de l'espèce humaine. Considérons une mule produite d'un croisement entre un âne et une jument. 4°) L'ovocyte de 2ème ordre et le 1er globule polaire portent-ils le même nombre de chromosomes ? Les chromosomes de ces deux cellules sont-ils identiques ? 5°) Mêmes questions pour l'ovotide et le 2 ième globule polaire. Pour chacune de ces générations on relève statistiquement 50% de femelles et 50% de mâles. 1°) Chez cet animal. EXERCICE 6 Chez la drosophile. Représentez vos réponses sur des schémas où vous choisirez n = 2. 2°) Indiquer le nombre de chromosomes et leur nombre de chromatides pour chacun des stades suivants : a) spermatide. b) ovocyte I. une paire de grands chromosomes à centromère médian. E. S'agit-il d'une mitose ou d'une méiose ? De quel stade s'agit-il ? EXERCICE 10 Une plante possède au niveau de ses cellules 8 chromosomes. B et C et le sac embryonnaire dont les noyaux sont notés D. une paire de petits chromosomes à centromère médian. Combien trouve-t-on de chromosomes dans : a) une microspore ou une macrospore ? b) la cellule après la première division nucléaire (caryocinèse) d'une mégaspore ? c) un noyau polaire ? d) un noyau spermatique ? e) un microsporocyte ? f) une cellule de feuille ? g) un sac embryonnaire mature après dégénérescence des noyaux non fonctionnels ? h) un oosphère ? i) une cellule de l'albumen ? j) une cellule de l'embryon ? k) une cellule du péricarpe ? l) une cellule d'aleurone ? EXERCICE 13 Soit chez le maïs. b) Sachant que dans cette espèce la détermination du sexe se fait comme chez l'homme. chez une plante. B/b. c'est-à-dire la fusion d'un gamète mâle et d'un gamète femelle formés par cette même plante. G. Quelle proportion obtiendra-t-on alors d'individus ayant : a) 4 chromosomes grands et 4 petits ? b) 4 paires de chromosomes grands ? c) 2 chromosomes grands et 2 petits ? d) 4 chromosomes petits ? EXERCICE 11 Chez les plantes supérieures. après la méiose. H. une paire de grands chromosomes à centromère terminal et une paire de petits chromosomes à centromère terminal. 1°) En désignant par A/a. I. peut-on dire s'il s'agit d'une cellule provenant d'un mâle ou d'une femelle ? 2°) Dessiner les chromosomes d'un gamète femelle. Quelles cellules équivalentes trouve-t-on dans le règne animal ? Quelles cellules. C/c et D/d les paires de chromosomes homologues. J et K. 3°) Le schéma (B) représente une autre figure de division cellulaire. est-il possible chez cette plante de trouver (et en quelle proportions) des cellules issues de la méiose qui présentent : a) 2 chromosomes à centromère terminal et 2 chromosomes à centromère médian ? b) 4 chromosomes à centromère terminal et 4 chromosomes à centromère médian ? c) 3 chromosomes à centromère médian et un chromosome à centromère terminal ? 2°) On provoque une autofécondation. F.12 a Figure A Figure B a) Apparier les chromosomes 2 à 2 en les désignant par leurs lettres. est l'équivalent du spermatocyte primaire ? EXERCICE 12 Chez le maïs (Zea mays) 2n = 20. trois mégaspores dégénèrent. le grain de pollen dont les noyaux sont notés A. . Après fertilisation : a) Quelle combinaison correspond à l'embryon ? b) Quelle combinaison correspond à une cellule d'aleurone ? c) Au tube pollinique ? d) Dans le grain de pollen. (3) GHC. (5) CI. (1) ABC. (2) BCI. quels sont les noyaux qui ne seront pas présents dans la graine ? B C D G J B Oosphère I E H A Noyau végétatif F antipodes K synergides oosphère GENETIQUE DES DIPLOIDES EXERCICE 1 On croise deux lignées pures de rats qui diffèrent par un seul caractère. l'autre de rats gris ? 1°) Comment peut-on se rendre compte de la pureté de ces lignées ? 2°) Tous les individus issus du croisement sont de phénotype gris (F1) . Comment peut-on connaître son génotype ? 6°) Le croisement effectué entre un rat gris et un rat blanc a donné après plusieurs portées : 52 rats gris et 48 rats blancs. quels seront les phénotypes obtenus à la F2 et dans quelles proportions ? 3°) On fait un croisement au laboratoire. L'une est constituée de rats blancs. On croise un mâle de la souche mutante avec une femelle sauvage.les rats de F1 avec des rats blancs ? . Les drosophiles nées de ce croisement ont toutes le phénotype sauvage.13 Soient les 5 combinaisons . quels sont les noyaux génétiquement identiques ? e) Même question pour le sac embryonnaire ? f) De ce grain de pollen et de sac embryonnaire. 1°) Que peut-on dire des allèles sauvages par rapport aux allèles mutés ? 2°) Sachant que ces deux couples d'allèles sont portés par deux paires de chromosomes homologues différentes. Que déduire de ces résultats ? 3°) Doit-on obligatoirement s'assurer de la pureté de la lignée de rats blancs ? Pourquoi ? 4°) Qu'obtiendrait-on en croisant :. Des individus de F1 sont croisés au hasard et on obtient en F2 : 298 rats gris et 114 rats blancs. mais l'expérimentateur distrait a uniquement marqué sur le flacon : . (4) AJ.les rats de F1 avec des rats gris ? 5°) On trouve dans la salle d'élevage un rat gris échappé de sa cage. corps gris) et une souche mutante aux yeux pourpres (pr) et au corps noir (ebony = eb). Quel était le génotype du parent gris ? EXERCICE 2 On dispose au laboratoire de deux souches pures de drosophiles : une souche sauvage (oeil rouge. Uniforme angora = 166. 198 mouches corps noir. 200 mouches corps gris. yeux pourpres. 3°) Quels sont alors les génotypes et les phénotypes du couple de souris du départ ? EXERCICE 6 Chez la drosophile. 224 souris à moustaches normales. squelette déformé. yeux pourpres. l'une pelage angora et de couleur uniforme. sans marquer le génotype des mâles. 1°) Quels sont les deux couples d'allèles intervenant dans ce croisement ? 2°) Quel est le génotype des parents de race pure et celui des hybrides de F1 ? 3°) Quels sont les gamètes donnés par ces hybrides et dans quelles proportions ? Quelles conclusions en tirez-vous ? EXERCICE 5 On connaît chez la souris deux gènes récessifs conduisant l'un à des moustaches ondulantes (mo). Ces souris F1 sont alors croisées entre elles et on obtient sur 1000 souris. yeux pourpres ? EXERCICE 3 Un éleveur achète un couple de cobayes gris à poils lisses. Uniforme poils courts = 18. 19 gris à pelage rude. squelette normal. squelette normal. squelette déformé.14 Femelles de F1. yeux rouges. 203 mouches corps noir. yeux rouges. 1°) Quels sont les différents gamètes fournis par les hybrides F1 et dans quelles proportions ? 2°) Déterminez le génotype des individus F1 avec une représentation des gènes sur chromosome. yeux pourpres. . l'autre à poils courts et dont la robe est panachée de blanc. 49 corps noir. yeux rouges. Les hybrides de première génération (F1) ont tous les poils courts et la robe panachée. l'allèle corps "black"(b) et l'allèle "ailes vestigiales" sont sur le même chromosome et distants de 20 centimorgans. différentes par deux couples d'allèles. Quel était le génotype des mâles ? 4°) Quel aurait été le génotype des mâles si on avait obtenu les résultats suivants : 450 drosophiles corps gris. 78 gris à pelage lisse. L'analyse de la descendance donne les résultats suivants : 199 mouches corps gris. 26 blancs à pelage lisse et 5 blancs à pelage rude. yeux sauvages (rouges). les résultats suivants : 525 souris à moustaches normales. Dans les quatre ans qui suivent l'achat l'éleveur constate que le couple de cobayes a donné naissance à 128 petits. 225 souris à moustaches ondulantes. 26 souris à moustaches ondulantes. 153 corps noir. Le croisement entre un couple de souris de race pure conduit après une génération à des souris F1 double hétérozygote pour ces deux gènes. l'autre a une malformation du squelette (ms). 1°) Quels sont les génotypes possibles des cobayes gris à pelage lisse apparus dans la descendance du couple acheté ? 2°) Quel est le génotype du couple de cobayes acheté par l'éleveur ? 3°) Comment l'éleveur pourra-t-il obtenir une lignée pure de cobayes blancs à pelage rude ? 4°) Comment pourra-t-il obtenir une lignée pure de cobayes gris à pelage rude ? EXERCICE 4 On croise entre elles deux races pures de lapins. Panachée angora = 16. 148 corps gris. Ces hybrides se fécondent entre eux et donnent naissance à une génération (F2) qui se répartit ainsi : Panachée à poils courts = 502. 599 aux ailes longues et yeux écarlates. de phénotype sauvage. Les hybrides de la première génération sont de deux types : les mâles ont les yeux blancs et les femelles les yeux rouges. corps gris) et des femelles aux ailes découpées (cut = ct. 199 aux ailes vestigiales et yeux écarlates.5% à corps bossu et ailes longues. corps noir et 491 mâles aux ailes découpées et au corps gris.5% à corps bossu et ailes vestigiales. 1°) Que conclure sur la disposition de ces gènes sur le chromosome ? On croise des drosophiles femelles de race pure aux yeux écarlates et au corps ebony (eb). EXERCICE 9 La transmission du caractère plumage rayé (plumes noires et blanches) chez la poule est liée au sexe. récessive) et aux corps noir (ebony). 3°) Que concluez-vous sur la localisation des gènes sur le chromosome ? 4°) Dressez une carte factorielle pour l'ensemble de ces croisements. des mâles sauvages (ailes normales. que concluez-vous en ce qui concerne les gènes étudiés ? On croise des drosophiles mâles à corps bossu et ailes vestigiales.5% de mouches sauvages. 602 aux ailes vestigiales et aux yeux rouges. 2°) Interprétez ces deux croisements. avec des femelles hybrides de phénotype sauvage. le mâle est homogamétique (ZZ) et la femelle présente la particularité de ne posséder qu'un seul chromosome sexuel (Z) que l'on note Z0 ou z pour éviter les confusions. hybride et un mâle de race pure au corps ebony et yeux écarlates. et on obtient : 50% de mouches sauvages et 50% de mouches au corps ebony et aux yeux écarlates. l'une de type sauvage. 493 femelles ailes normales. quelles conclusions en tirezvous ? 2°) Quels sont les gamètes donnés par chacun des parents et avec quelle fréquence ? 3°) Génotype des parents ? 2° croisement : On croise des femelles sauvages (corps gris.5% à corps normal et ailes vestigiales. On obtient les descendants : . corps gris. et corps noir (ebony = eb. Un deuxième croisement entre une femelle sauvage. des mâles aux yeux rouges et des mâles aux yeux blancs en nombre égal. EXERCICE 10 1° croisement : On croise deux souches de drosophiles. On obtient une descendance composée de : 487 femelles ailes normales. indiquer lequel ? Chez cette espèce. 355 corps ebony. Le type "plumage rayé" est dominant sur le type "plumage uni" (noir). corps noir. 127 corps gris. 2°) Combien de classes phénotypiques prévoit-on et le nombre pour chacune de ces classes ? EXERCICE 7 On croise deux races pures de drosophiles. 119 corps ebony yeux rouges. 485 mâles ailes découpées. Le croisement réciproque donne-t-il le même résultat ? Sinon. 1°) Que pensez-vous de la répartition des phénotypes dans cette descendance. yeux normaux) avec des mâles aux yeux rugueux (rouge = r. Les hybrides obtenus. Les F1 issues de ce croisement sont à nouveau croisées entre elles. avec des mâles hybrides de phénotype sauvage pour les caractères précédents. des femelles aux yeux blancs. On obtient alors : 42.Indiquer le résultat du croisement entre une femelle au plumage rayé et un mâle au plumage uni. 7. EXERCICE 8 On a croisé entre elles des drosophiles de race pure : des femelles aux yeux blancs et des mâles aux yeux rouges. récessive). Analyser cette expérience. . récessive). donne la descendance suivante : 345 mouches sauvages. 42. aux ailes longues et aux yeux rouges et l'autre aux ailes vestigiales et aux yeux écarlates (mutation scarlett = sc).15 On réalise un croisement entre deux souches pures : les femelles sont "black" aux ailes normales et les mâles ont des ailes vestigiales et le corps normal. 1°) Donnez le tableau de croisement et la fréquence des gamètes. La F2 comprend 1500 descendants. yeux écarlates. 7. yeux écarlates. sont croisés entre eux et donnent la descendance suivante : 1800 mouches sauvages. Ces hybrides croisés entre eux donnent en F2 les descendants suivants : des femelles aux yeux rouges. 126 plantes à fleurs blanches et feuilles dentelées. en précisant éventuellement la distance qui les sépare. comment pouvez-vous expliquer ces résultats ? 2°) Déterminez les phénotypes attendus parmi les descendants d'un croisement entre une chatte jaune et un chat noir. yeux rugueux. 3°) Faites la même chose pour le croisement réciproque. 187 plantes à fleurs pourpres et feuilles découpées. alors que les poulets à crête rouge croisés entre eux donnent toujours des poulets à crête rouge.Pouvez-vous expliquer les phénomènes intervenus au cours de ces croisements et vérifiez votre hypothèse à l'aide du test c2 dans le cas du dernier croisement. placez les gènes sur les chromosomes d'une cellule à 2n d'un mâle aux ailes normales. Les chattes peuvent être noirs. yeux normaux. yeux rugueux. 81 femelles corps ebony. yeux rugueux. quels sont les gamètes produits par les parents A et B et leur fréquence. pourquoi ? 2°) La ségrégation est-elle indépendante. hétérozygote. il est apparu que dans la descendance de plusieurs couples de poulets à crête rose. Des poulets à crête rose croisés entre eux ont donné : 164 poulets à crête rose et 76 poulets à crête rouge. La génération obtenue est composée de : mâles dont 182 au corps gris yeux normaux.16 78 mâles corps gris. 62 plantes à fleurs blanches et feuilles entières. pourquoi ? 3°) Quels sont les génotypes des parents A et B (vérification c2) ? 4°) Comment procédera-t-on pour déterminer le génotype des plantes à fleurs blanches et feuilles entières. un quart de chats noirs. un quart de chattes mosaïques. On obtient la descendance suivante : 189 plantes à fleurs pourpres et feuilles entières. Quelles sont les couleurs des parents ? 5°) Même question pour une descendance comprenant un quart de chats jaunes un quart de chattes jaunes. . 1°) D'après la descendance obtenue. des fleurs pourpres et feuilles dentelées ? EXERCICE 12 Les chats peuvent être noirs ou jaunes. yeux normaux. yeux normaux. 1°) Si ces deux couleurs sont sous le contrôle d'un gène lié au sexe. 22 mâles corps ebony. yeux rugueux. 80 mâles corps ebony. à fleurs pourpres et feuilles dentelées. 4°) Certains croisements donnent des chattes dont la moitié un pelage mosaïque et l'autre moitié un pelage noir. 1°) Quel est le génotype des parents et pourquoi ? 2°) Quels sont les gamètes donnés par les parents et leur fréquence ? 3°) Quelles conclusions en tirez-vous ? 4° Question : A l'aide de tous ces résultats. 61 plantes à fleurs blanches et feuilles découpées. yeux normaux et corps gris. . de femelles dont 183 au corps gris. 77 femelles corps gris. yeux rugueux. 1°) Quel est le génotype de ces parents et pourquoi ? 2°) Quels sont les gamètes donnés par ces parents et leur fréquence ? Quelles conclusions en tirez-vous ? 3° croisement : Des femelles au corps ebony et yeux rugueux sont croisées avec des mâles au corps gris et yeux normaux. 20 mâles corps gris. et des chats dont la moitié est jaune et l'autre moitié noire. jaunes ou avoir un pelage mosaïque (noir et jaune). yeux normaux et 185 corps ebony. Le reste des embryons venus à terme donne alors toujours des poulets à crête rose et des poulets à crête rouge. ¼ environ des oeufs forment des embryons qui meurent avant l'éclosion. EXERCICE 13 Dans un élevage. 370 plantes à fleurs pourpres et feuilles dentelées. 186 corps ebony. EXERCICE 11 On croise deux mufliers A et B. dans la proportion de 2 pour 1. Cch = chinchilla. l'un albinos.333 0. Ch = himalayen. Pour cela.168 0. Indiquer le génotype de chaque spore et expliquez comment l'asque étudié a été formé pendant la méiose ? EXERCICE 2 On croise une souche de Neurospora auxotrophe pour la thiamine et l'arginine avec une souche prototrophe. Ast pg o+ . le mycèle n° 8 est mis en contact avec un mycèle de référence dont le type de thalle est connu :( a).Arg + __________ Asque B = 40 2 Thi + Arg + 2 Thi + Arg 2 Thi . l'autre chinchilla.008 0.043 Ast+ pg o . il existe 4 allèles au locus C. La femelle a 8 petits. et on les numérote de 1 à 8.x Pro . Dans un troisième test. c = albinos.Arg 2 Thi . Ast pg 0. déterminant la couleur du pelage : C = sauvage.Arg + 2 Thi .048 0. On obtient les résultats suivants pour les différents types d'asques : 2 Thi + Arg + 2 Thi + Arg + 2 Thi . Si on considère une autre souche Ast+ pg / Ast pg+ produisant quatre types de gamètes avec les fréquences suivantes : Ast + pg . A) 1er croisement : Pro + Lys .17 EXERCICE 14 Chez les lapins.332 0. pg et o trois gènes récessifs chez la drosophile.Arg __________ Asque D = 6 1°) Quel est le génotype des souches parentales ? 2°) Quelles informations pouvez-vous tirer des résultats de ce croisement concernant la position des gènes ? 3°) Représentez schématiquement la formation des asques de types C et D lors de la méiose. mais il ne forme aucun périthèce.Arg + 2 Thi . .168 2°) Quelles remarques faites-vous concernant la carte génétique ? (L'effectif total analysé = 1000). Après germination.Arg + 2 Thi + Arg 2 Thi . Ast pg o . Une cage à lapins contenait une femelle himalayenne et deux mâles. Le mycèle n° 1 produit des périthèces lorsqu'il entre en contact avec le mycèle n° 3. Ast pg+ o+ .332 0. par ordre de dominance. Ces mycèles sont testés. elles donnent 8 mycéliums individuels. Ast+ pg o+ 0. 3 himalayens.Lys + .Lequel des deux mâles est le père des petits. et quels sont les génotypes de la mère et des petits ? EXERCICE 15 Soient Ast. EXERCICE 3 On étudie 4 mutations chez Neurospora crassa conférant aux souches l'auxotrophie pour la proline. Sachant qu'une souche tri-hybride pour ces trois gènes produit différents types de gamètes avec les fréquences suivantes : Ast+ pg+ o . la leucine.Arg ___________ Asque C = 14 2 Thi + Arg + 2 Thi . 4 chinchillas.Arg __________ Asque A = 40 2 Thi + Arg 2 Thi + Arg 2 Thi .120 0. Ast pg+ o . on isole les 8 ascospores contenues dans cet asque.125 0. Ast pg+ . 1 albinos. 0. GENETIQUE DES HAPLOIDES EXERCICE 1 On voudrait connaître le type de thalle (A ou a) de chaque spore dans un asque de Neurospora. Ast+ pg+ . De même le mycèle n° 2 en contact avec le mycèle n°6 forme des périthèces. de haut en bas.331 0.012 Ast+ pg+ o+ 1°) Etablissez la carte génétique pour les trois gènes (l'effectif total analysé = 2000). l'arginine et la lysine. 18 Parmi les asques obtenus.Lys + + + + 2 Pro Lys 2 Pro Lys 2 Pro .Arg + -Quelles conclusions tirez-vous de ce croisement ? C) 3ème croisement : Leu + Pro + x Leu . ont donné les mycéliums suivants : 550 Leu + Arg + 554 Leu . quelle indication pouvez-vous en tirer ? D) A l'aide de tous les éléments dont vous disposez. par rapport au centromère et l'un par rapport à l'autre ? B) 2ème croisement : Leu + Arg + x Leu . 2 et 3 ? 2°) Calculer le % de spores recombinées. on a les relations suivantes : Spores roses : génotype r j + Spores jaunes : génotype r + j Spores blanches : génotype r j Spores noires : génotype r + j + On réalise le croisement d'une souche à spores jaunes avec une souche à spores roses. 4°) Parmi ces 300 asques.Pro Ce croisement a donné les asques suivants : . EXERCICE 4 Deux gènes interviennent pour déterminer la couleur des spores chez Sordaria macrospora. 200 ont été analysés au hasard. établissez une carte génétique pour Neurospora crassa.Lys + 2 Pro Lys 2 Pro Lys 2 Pro + Lys + + + 2 Pro Lys 2 Pro Lys 2 Pro + Lys __________ ___________ ___________ 72 20 108 -Quelle est la position des 2 loci Pro+ / Pro .5 ditypes recombinés.Arg On a recueilli après ce croisement 2204 spores qui.Lys + 2 Pro .et Lys + / Lys . Ils se répartissent selon les 3 types suivants en fonction de l'ordre des spores : 2 Pro .4%. . Entre phénotypes et génotype. 72 sont post-réduits pour la leucine. . Comment désigne-t-on habituellement les asques des groupes 1. sachant que le taux de pré-réduction pour l'arginine est de 37.263 ditypes parentaux. On observe 809 asques qui se répartissent en 3 groupes : Groupe 1 Groupe 2 Groupe 3 2 spores jaunes 4 spores jaunes 4 spores noires 2 spores noires 4 spores roses 4 spores blanches 2 spores blanches 2 spores roses _________________ _____________ _______________ 492 237 80 1°) Illustrer schématiquement le comportement des chromosomes dans chacun de ces cas. 1°) Donner les génotypes des spores de chaque type d'asque obtenu (sans ordre).Lys + 2 Pro . permet-il une localisation précise des loci ? .32 tétratypes.Arg - 548 Leu + Arg 552 Leu . Quelles conclusions peut-on tirer de ce résultat. mises à germer. 2°) Ces gènes sont-ils liés ou indépendants ? Pourquoi ? 3°) Expliquez par des schémas comment se sont formés les tétratypes.. Try + 2 Lys .Met + 2 tc .Arg . elles ont donnée les mycéliums suivants : + + + 225 Met Try 227 Met Try + 224 Met Try 226 Met Try Sachant que 42. établissez une carte génétique de Neurospora . par rapport au centromère et par rapport l'un à l'autre ? C) On réalise le croisement suivant : tc + Ser + x tc .32 tétratypes .Arg + Try + 2 Lys + Arg + Try + _______________ 100 [IV] 2 Lys .Arg .Try + 2 Lys + Arg + Try + ________________ [VI] 2 Lys .Arg + Try + 2 Lys + Arg .Try 2 Lys + Arg . Les résultats permettentde préciser la position des loci ? Quelles remarques pouvez-vous faire sur la carte génétique que vous devez établir ? ils EXERCICE 5 Quatre couples d'allèles sont étudiés chez Neurospora à l'aide de croisements.Arg .19 3°) Le % de post-réduction pour le couple j+ / j est de 46% et pour r + / r de 58%. l'arginine et le tryptophane avec une souche prototrophe pour ces trois acides aminés. EXERCICE 6 On croise une souche de Neurospora auxotrophe pour la lysine.Arg .Met + ___________ ___________ ___________ 232 56 112 -Quelle est la position des loci tc + / tc .4 ditypes recombinés. Mises à germer.Try 2 Lys .Arg .Met + L'analyse de 400 asques obtenus à partir de ce croisement a donné seulement les 3 types suivants : conclusions 2 tc .Met + + 2 tc Met 2 tc Met 2 tc .Try 2 Lys + Arg + Try + 2 Lys + Arg + Try + _______________ 300 [II] 2 Lys .Arg .Arg .et Met +/ Met -.Try + 2 Lys + Arg .Try 2 Lys + Arg + Try ________________ .Ser On obtient les asques suivants : . + + A) 1er croisement : Met Try x Met Try On a recueilli 902 spores issues de ce croisement.Try + 2 Lys .Try + 2 Lys .Try + 2 Lys + Arg + Try 2 Lys + Arg + Try _______________ 300 [III] 2 Lys .Arg .Arg + Try 2 Lys + Arg . quelles sont les que vous pouvez tirer de ce croisement ? B) 2ème croisement : tc + Met x tc . pourquoi ? Sachant que parmi ces asques 96% sont pré-réduits pour la sérine.Try 2 Lys .Arg + Try 2 Lys + Arg + Try ________________ [V] 2 Lys .Met + 2 tc + Met + + + + 2 tc Met 2 tc Met 2 tc + Met + 2 tc Met 2 tc Met 2 tc . quelles conclusions en tirez-vous ? D) A l'aide de tous les éléments dont vous disposez. On obtient 6 types de tétrades avec les résultats suivants : [I] 2 Lys .6% des asques analysés sont post-réduits pour le tryptophane.364 ditypes parentaux .Try 2 Lys . Ces gènes sont-ils liés ou indépendants. si oui quels sont-ils ? Préciser ce que sont des homoallèles. EXERCICE 3 6 0 8% 18% 18% 0. 1 0 2 8% 0 3 18% 10% 0 4 18% 10% 0. On veut établir une carte génétique précise. Pour cela on infecte simultanément des colibacilles de la souche K avec deux souches virales (seul le phage sauvage est capable de lyser la souche K). 0 = pas de multiplication virale.01% 0 5 0. EXERCICE 2 On a isolé 6 souches de Neurospora crassa auxotrophe pour la sérine. 2°) Y a-t-il des hétéroallèles. 1 0 2 + 0 3 + + 0 4 0 + + 0 5 + + 0 + 0 6 + 0 + + + 0 7 0 + + 0 + + 0 8 + 0 + + + 0 + 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1°) Expliquez pourquoi. 3°) Etablissez la carte génétique des sites mutés.02% 8% 18% 18% 0 1°) Y a-t-il des homoallèles. désignées par des chiffres de 1 à 8.TEST CIS-TRANS EXERCICE 1 On dispose de 8 souches mutantes de bactériophage T4. Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant : + = multiplication virale.02% 0 1 2 3 4 5 6 . mais également. dans certains cas il y a multiplication virale et dans d'autres pas ? 2°) A l'aide du tableau ci-dessus précisez la position des différentes mutations. si oui lesquels ? Préciser ce que sont des hétéroallèles. TEST DE COMPLEMENTATION. ditypes recombinés et tétratypes ? 2°) Les gènes sont-ils liés ou indépendants ? Justifiez votre réponse. dans le cas de certains croisements. avec des fréquences variables. Expliquez l'apparition de ces deux types de dicaryons. Le tableau suivant indique le % de spores (ser+) obtenues à partir des différents croisements. L'analyse des spores révèle la présence de spores (ser-). 3°) Etablir la carte génétique. Le croisement entre ces différents mutants produit des dicaryons (ser -) et des dicaryons (ser+). de spores (ser+).20 100 100 100 1°) Quelles sont les tétrades ditypes parentaux. 16 0.25 0 6 0. CODE GENETIQUE ET MUTATIONS . on a cherché les Arg + et on a trouvé pour ces spores les fréquences suivantes : 1 0 2 10-5 0 3 0 10-5 0 4 0.25 0. Ces pourcentages sont indiqués dans le tableau suivant : 1 0 2 25% 0 3 9% 25% 0 4 12% 25% 3% 0 5 25% 12% 25% 25% 0 6 25% 15% 25% 25% 3% 0 7 12% 25% 3% 0.06 0. en examinant les asques obtenus à partir de ces différents croisements. sur un ou plusieurs chromosomes ? Expliquez pourquoi ? 2°) Y a-t-il des mutants homoallèles ? Hétéroallèles ? Expliquez. On a observé les dicaryons obtenus puis les spores.06 0 spores 1 2 3 4 5 6 7 A partir de ces résultats expliquez par des schémas la position des différents sites mutés. . 3°) Etablissez une carte génétique.25 0.1 0. et effectué le test cis-trans sur les différents croisements.de Neurospora. on a croisé entre eux 7 mutants.Comment interprète t-on ses résultats ? .1 0.21 Pour étudier les mutants Arg. numérotées de 1 à 9 de Neurospora.1 0.16 0.16 0.D'autre part.= phénotype du dicaryon : Arg + = phénotype du dicaryon : Arg + 1 - 2 - 3 - 4 + + + - 5 + + + + - 6 + + + + - 7 + + + + + + - 1 2 3 4 5 6 7 A combien de cistrons différents appartiennent ces 7 mutations ? . Les croisements entre mutants donnent toujours une majorité de spores Leu -. précisez la notion d'allèle pour les mutants Arg -.1 0.1 0.En quoi consiste le tes cis-trans ? .1 0. avec dans la plupart des cas un % de spores Leu + allant de 0 à 25%.05% 3 25% 25% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1°) Les mutations atteignent-elles un ou plusieurs locus.25 0 5 0.25 0. numérotés de 1 à 7. auxotrophes pour la leucine. EXERCICE 4 On dispose de 9 souches.25 10-5 0 7 0.01% 25% 25% 0 8 19% 25% 11% 8% 25% 25% 8% 0 9 25% 12% 25% 25% 0.Les phénotypes des dicaryons résultant des croisements en position trans sont donnés par le tableau suivant : . 5' 5'..TTTTCATGTAGTGAAT..AAAACCUAGAACCCA....AAAAGTCCATAACTTA.5' C) 5'.AAAAGTCCATCACTTA..UUUUCGAGAUGUCAA... Tous deux sont issus d'une mutation spontanée ponctuelle..TTTTCAGGTAGTGAAT....22 EXERCICE 1 I........COOH Mutant A : .3' B) 3'..... Deux mutants A et B de cette souche ont été isolés.. 2°) Précisez à chaque fois....Complétez les séquences en bases ci-dessous en indiquant à chaque fois l'orientation (5' ® 3' ou 3' ® 5').....5' 5'... 3°) En quelles protéines ces ARNm sont-ils traduits ? II.AAAAGTACATCACTTA. Le mutant B par contre possède au niveau de son extrémité C-terminale une rallonge de 7 acides aminés...5' 5'.AAAGGTCCATCACTTA.5' 5'. Le mutant A possède une enzyme dont l'extrémité C-terminale est raccourcie : le fragment qui fait suite à la sérine (position 262) manque... lequel des deux brins d'ADN a servi de matrice pour la transcription.Quelles sont les modifications qui affectent l'information portée par l'ARNm des souches A et B..TTTTCAGGTATTGAAT. sens sens 3' A A A C G ADN A G double brin U C ARNm A 3' Anticodon M E T Chaîne en acides aminés EXERCICE 2 Soient les séquences suivantes en nucléotides de l'ADN : Séquence de l'ADN normal : 3'.5' 5'....Leu-Gly-Val-Ser-Leu-Met-Asn-Gly-Lys.TTTCCAGGTAGTGAAT. .3' d) 3'.AAAGTCCATCACTTA... Souche sauvage : 259 260 261 262 263 264 265 266 267 NH..GAAAUGGCAGUUUAC....TTTCAGGTAGTGAAT...3' A quoi correspondent ces différentes modifications (de a à d) ? Quelles sont leurs conséquences au niveau de la chaîne polypeptidique ? EXERCICE 3 Une souche sauvage d'E....Soit les séquences d'ARNm suivantes : A) 5'.3' c) 3'....coli produit une enzyme ayant un poids moléculaire de 35000 Daltons..3' En vous basant sur le code génétique : 1°) Déterminez la séquence d'ADN double brin correspondant à chacun des ARNm ci-dessus...3' b) 3'.3' Séquences de l'ADN modifié : a) 3'.. . 1°) Combien de types de gamètes produit cet individu ? Quelle est la fréquence de chaque type de gamète ? 2°) S'il y a fécondation de ces gamètes avec un gamète normal.. EXERCICE 2 Dans l'espèce humaine. le chromosome 21 peut transloquer avec l'un des chromosomes du groupe D (13. comment se déroulerait la méiose ? Quels sont les résultats ? (Crossing-over situé au même emplacement).. 5°) Si le chromosome était télocentrique (centromère situé à l'extrémité avant le gène A). 14 ou 15).. pouvez-vous dire si le changement d'un seul et unique acide aminé dans un polypeptide altère de façon dramatique la fonction de ce polypeptide. Expliquez par un schéma la prophase I..a e d c f b h g . facilement reconnaissable. De cette espèce quatre variétés ont leur chromosome arrangé ainsi : 1. 4°) Si un crossing-over intervient entre les gènes D et E.Leu-Gly-Val-Ser... MUTATIONS CHROMOSOMIQUES ET MUTATIONS DU GENOME EXERCICE 1 Soit un chromosome sub-métacentrique de structure génique ABCDEFG dont le centromère est situé entre les gènes C et D. On considère un individu porteur d'une translocation 21-13.... quels résultats obtiendrait-on à la fin de la méiose ? Quelle conclusion en tirez-vous ? (Répondez à la question à partir d'un schéma). un type normal (HbA) et deux types mutants (HbS et HbC). 1°) A l'aide du code génétique. traduire ces séquences en polypeptides..23 259 260 261 262 NH. 1°) Expliquez comment se forme cette inversion ? Quelle est la nouvelle structure génique du chromosome ? 2°) Représentez une cellule hétérozygote pour cette inversion. HbA : GUC-CAU-UUA-ACC-CCG-GAG-GAA-AAA-AGU HbS : GUC-CAC-CUA-ACC-CCG-GUG-GAG-AAA-AGU HbC : GUC-CAC-CUA-ACA-CCA-AAG-GAG-AAA-AGU. combien de types d'embryons seraient-ils produits ? Quelle serait leur probabilité ? Ces embryons sont-ils tous viables ? Pourquoi ? EXERCICE 3 Le chromosome d'un diptère a été divisé en huit segments.... Comment appelle-t-on cette cellule ? 3°) Cette cellule subit la méiose.Leu-Gly-Val-Ser-Leu-Met-Lys-Val-Asn-Ser-Trp-Leu-His-Ser-Arg-Ala. 2°) De quels types de mutations résultent les deux hémoglobines mutées HbS et HbC ? 3°) En vous appuyant sur cet exemple et vos connaissances..COOH EXERCICE 4 On a comparé les séquences de bases de l'ARNm de l'extrémité de la chaîne B pour 3 types d'hémoglobine humaines.COOH Mutant B : 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 NH.a h b d c f e g 2.. Ce chromosome subit une inversion (sous l'effet de radiation ionisante) dans la région CDE. FONCTION DU GENE OU ACTIVITE DES GENES EXERCICE 1 . Dans ce cas l'individu porteur de ce type de translocation produit deux types de gamètes. occasionnellement on peut observer dans cette descendance des femelles "white".a e f c d b h g. 2°) Quels sont les résultats obtenus à la fin de la méiose ? 3°) Dans le cas d'une autofécondation de l'individu porteur de la translocation. soient les individus suivants : a.50% de trisomiques et . Les individus qui portent cette mutation ont les yeux blancs.a h b d g e f c 4. 1°) Quels sont les deux types de gamètes ? 2°) Expliquez par un schéma leur obtention au cours de la méiose. quels résultats obtiendrait-on ? Quelles sont leurs proportions ? EXERCICE 6 Chez l'homme.tétrasomique d. sont-ils viables ? Expliquez pourquoi ? EXERCICE 7 Chez la drosophile.50% de monosomiques. il existe une mutation récessive appelée "white". cependant. Expliquez de quelle manière cela peut se produire.trisomique c. Le gène responsable de ce caractère est porté par le segment différentiel du chromosome X En général.tétraploïde. 1°) Combien de chromosomes trouve-t-on chez chacun d'eux ? 2°) Quels sont les types de gamètes produits par chacun d'eux ? 3°) Quelle est l'origine de chacun d'eux ? EXERCICE 5 Une plante est porteuse d'une translocation réciproque. Si nous supposons que chaque variété est issue d'une autre à la suite d'une inversion : comment ces quatre variétés ont-elles été produites ? EXERCICE 4 Chez le petit pois 2n=14. Schématisez la formation des gamètes chez les mâles et chez les femelles.24 3.triploïde e. il en résulte deux types d'embryons : . 3°) Les deux types d'embryons obtenus. lorsque l'on croise des femelles "white" avec des mâles sauvages on obtient en F1 des femelles sauvages et des mâles "white". Par fécondation avec un gamète normal. on connaît un type de translocation 21-21. Cette translocation affecte deux paires de chromosomes dont l'ordre génique normal est respectivement le suivant : Première paire –A B C D E Deuxième paire –L M N O 1°) Représentez schématiquement la prophase I.monosomique b. sachant que ces femelles "white" de la F1 présentent une aneuploïdie. La souche sauvage a les yeux rouges. soit C+F..25 Chez Neurospora. à moins d'être supplémentées par une ou plusieurs des six substances classées de A à F. 3°) Quelle conclusion en tirez-vous en ce qui concerne l'activité des gènes dans la cellule ? EXERCICE 2 Chez Neurospora crassa. + ornithine M. Type de souche Milieu minimum (M. -Représentez la chaîne de biosynthèse rendant compte de ces résultats et indiquez à quel niveau elle est interrompue par chacun des mutants. (+) signifie qu'il y a croissance. Substance A B C D E F Souche 1 2 3 4 + + + + 0 0 0 0 0 0 + 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . Les données sont regroupées dans le tableau suivant : (+ = croissance et .= pas de croissance). Ces mutants ne peuvent se développer sur milieu minimum que si l'on ajoute un métabolite particulier. Dans le tableau ci-dessous. Métabolites ajoutés au milieu minimum Souche mutante citrulline 1 2 3 4 + + + 0 semi-aldéhyde glutamique 0 + 0 0 arginine ornithine + + + + 0 + + 0 acide glutamique 0 0 0 0 EXERCICE 3 Quatre souches mutantes de Neurospora sont incapables de pousser sur milieu minimum.) + - Sauvage I II III M. 2°) Montrez au niveau de quelles transformations s'effectue le blocage pour chacune des classes de mutants.M. (-) pas de croissance. Compte tenu des données regroupées dans le tableau cidessous (+ = croissance. 0 = absence de croissance) retrouvez les voies de biosynthèse de la souche sauvage et indiquez le niveau de blocage propre à chaque mutant. + citrulline M. on a isolé un certain nombre de souches mutantes qui ne peuvent pousser sur un milieu minimum si on n'ajout pas un métabolite particulier.M. + arginine + + + + + + + + + 1°) Précisez la séquence selon laquelle les divers précurseurs sont formés.M. Les souches 2 et 4 poussent si on ajoute simultanément au milieu minimum soit E + F. on a isolé un certain nombre de souches mutantes Arg .M. ne produit pas de perméase. Par ailleurs. cn+ (2) et st+ (3) sont indiquées par les flèches horizontales sur le diagramme suivant: Tryptophane Enzyme v+ (1) Cynurénine Enzyme cn+ (2) 3-Hydroxycynurénine Enzyme st+ (3) Xanthommatine (pigment brun) .ne codant que pour une protéine inactive appelée Cz.Etablissez un tableau regroupant les données qui ont permis de retrouver la voie de biosynthèse de la souche sauvage. Les étapes catalysées par les enzymes codées par les gènes v+ (1). Substance Cystathionine Cystéine Méthionine Homocystéine + - - + + + + + + + - Mutant A B C D 1°) Quelles indications ces expériences vous apportent-elles sur la chaîne de biosynthèse de la méthionine ? 2°) Indiquez clairement l'étape enzymatique bloquée pour chaque mutant. compléter le tableau suivant : . (Utilisez les symboles. z. y. L'adjonction de l'acide aminé méthionine au milieu minimum restaure une croissance. enzyme accélérant le passage des galactosides du milieu vers l'intérieur de la bactérie.= pas de croissance).26 EXERCICE 4 On a isolé 4 mutants de Neurospora incapables de croître sur milieu minimum. la β-galactosidase est codée par z+. 0 = absence de croissance). + = croissance. REGULATI ON DE L'ACTIVITE GENIQUE EXERCICE 1 Dans le système lactose d' E. La capacité de plusieurs précurseurs de la méthionine à restaurer la croissance sur milieu minimum a été prouvée chez chacun de ces mutants : (+ = croissance et . coli. y+ dirige la synthèse de la perméase. EXERCICE 5 Soit la voie de biosynthèse du pigment brun (Xanthommatine) de l'œil de la drosophile à partir du tryptophane. Sachant que chacune des souches ci-dessous est de génotype o+. o+ z+ y+ 7) i. od qui est une forme défective. Enfin l'ensemble de l'opéron lactose est sous la dépendance d'un gène régulateur i.z+ y+ 8) i.o. oc ne l'est pas. La synthèse d'une autre enzyme de la chaîne.ne produit rien ou une protéine inactive.z+ y+ 3) i+ o.qui n'est pas sensible à l'action du répresseur. que l'inducteur soit présent ou non. compléter le tableau suivant : Génotype inducteur β-gal absent P inducteur β-gal présent P . est gouvernée par un gène de structure y (ou p). 1°) En tenant compte de leur effet sur l'opérateur.coli est sous la dépendance du gène i.y+ 4) i+ o+ z.od z+ y+ -Quels sont les produits élaborés par les gènes de structure (Justifiez vos réponses par des schémas de l'opéron lactose pour chaque cas étudié) : -en présence de lactose ? -en l'absence de lactose ? EXERCICE 3 L'expression de l'opéron lactose d' E.qui est inactif Le gène opérateur o existe sous trois formes alléliques: o+ qui est sensible à l'action d'un holorépresseur. oo interdit toute transcription des cistrons adjacents.y+ 5) i+ o+ z+ y6) i. coli. z. L'allèle i+ produit le répresseur. dont l'allèle i+ est fonctionnel pour la production d'un aporépresseur.27 génotype 1) i+z-y+ 2) i+z+y+ 3) i-z+y+ 4) i+z+y5) i-z-y6) i-z+y- inducteur P absent β-gal Cz Inducteur P présent β-gal Cz EXERCICE 2 Dans l'opéron lactose d'E. o. sous laquelle l'opérateur empêche toujours la transcription des gènes de structure.qui dirige la synthèse d'un produit inactif. alors que l'allèle i.dirige la synthèse d'un produit métaboliquement inactif. la perméase. is un répresseur qui est devenu insensible à l'inducteur (le lactose) et est appelé de ce fait superrépresseur. la synthèse de la β-galactosidase est gouvernée par un gène de structure z.z. On considère les souches bactériennes par les génotypes suivants: 1) i+ o+ z+ y+ 2) i+ o. dont on connaît deux allèles: z+ qui est fonctionnel. quelle est la relation de dominance existant entre les trois allèles de i ? 2°) Quelle est la relation de dominance existant entre les trois allèles de O ? 3°) En utilisant (+) pour la synthèse et (0) pour l'absence de perméase (P) ou de β-galactosidase (β-gal ). i. On connaît aussi plusieurs allèles de l'opérateur: o+ est sensible au répresseur. dont on connaît également deux formes alléliques: y + qui est fonctionnel y. En l'absence du lactose ? GENETIQUE DES POPULATIONS EXERCICE 1 Dans une population on a compté 2600 individus du groupe sanguin O. 2) En supposant que cette population soit panmictique.oc z+ y+ 4) i.o+ z+ y+ 3) i+ p.En présence du lactose ? . quels zygotes doit-on s'attendre à trouver et avec quelle fréquence à la génération suivante ? 3) Comparez ces résultats avec ceux trouvés dans l'échantillon.o+ z.p.o+ z+ yi+ p+o+z.o+ z+ y+ 5) i+ p.coli. Les génotypes des souches étudiées sont les suivants : 1) i+ p+ o+ z+ y+ 2) i+ p.y+ i+ p+o+z+ y. Un échantillon d'une population est composé de 108 rouges. 1500 du groupe A. présentent en fonction de leur génotype 3 phénotypes différents : R/R.Quels seront les produits élaborés par les gènes de structure : . A quel pourcentage de femmes hétérozygotes doit-on s'attendre dans la population (le gène responsable du daltonisme est porté par le chromosome sexuel X) ? EXERCICE 3 Une race de bovins. on a étudié les effets des mutations dans la région promotrice (p) sur la synthèse des gènes de structure de l'opéron lactose. les Shorthorn. 10% de la population mâle est daltonienne. dans des souches cultivées en présence ou en l'absence de lactose. la population dont il est question est-elle en équilibre ? EXERCICE 4 . R/W sont rouans (rouge et blanc mélangés) et les W/W sont blancs. 48 blancs et 144 rouans. Calculez les fréquences des allèles IA .y+ 6) i+ p. sont à robe rouge. 1) Estimez la fréquence des allèles R et W. EXERCICE 2 Dans l'espèce humaine.o+ z+ y+ 3) is o+ z+ y+ 4) i+ oc z+ y+ 5) i+ oo z+ y+ 6) i+ oc z+ y+ 7) i+ oo z+ y+ 8) is oc z+ y+ 9) is oo z+ y+ EXERCICE 4 Dans l'opéron lactose d' E. IB et IO déterminant les groupes sanguins dans cette population.28 1) i+ o+ z+ y+ 2) i. 600 du grooupe B et 200 du groupe AB. la production de barbe de couleur saumon (sm) et d'albumen déprimé (sh) est sous la dépendance de 2 gènes récessifs indépendants. il existe un gène récessif "white" (w = blanc).29 Chez le maïs. qui est porté par le chromosome X. en fonction des différents phénotypes. Etant donné les fréquences p = 0. une anémie connue sous le nom de thalassémie est sous la dépendance de deux allèles. en fonction de la relation de dominance C > Ch > c et les fréquences respectives suivantes p.5. en équilibre. Si 24% de la population est T/T et 50% hétérozygote T/t. analysés en Italie. Au génotype Tm/Tm correspond une thalassémie majeure.1 . Un échantillon d'une population dans laquelle les croisements ont eu lieu au hasard a donné les résultats suivants : 6 [barbe normale. EXERCICE 10 . Si une population de lapins contenant des individus sauvages. himalayens et albinos est panmictique. Dans une population de laboratoire. q et r. 2) Quel sera le pourcentage des femelles ayant les yeux blancs dans cette population ? EXERCICE 7 La possibilité de trouver un goût à une substance chimique appelée phénylthiocarbamide (PTC) est sous la dépendance d'un allèle dominant T. EXERCICE 6 Chez la drosophile.25% des femmes. Sachant qu'il n'existe pour le locus que deux allèles. D normal dominant et d.4 . q = 0. q et r. Un échantillon d'une population de lapins contient 168 lapins sauvages. Calculer les fréquences p. r = 0. EXERCICE 5 On considère 3 allèles déterminant la coloration du pelage chez le lapin : C = sauvage (entièrement coloré). Est-ce que cette population peut être considérée statistiquement comme en équilibre pour le locus ? EXERCICE 9 Soit une population panmictique. quelle est la fréquence de l'allèle t ? EXERCICE 8 Chez l'homme. on a trouvé 340 mâles aux yeux rouges (=sauvage) et 60 mâles aux yeux blancs. Une population d'individus. calculer les proportions des différents génotypes parmi les lapins sauvages. récessif. une thalassémie mineure. on observe que 5% des hommes sont daltoniens. à chaque génération. q et r à la génération suivante. albumen normal] Déterminez les fréquences respectives x et y des allèles déprimé et saumon. Les non-goûteurs sont homozygotes t/t. albumen déprimé] 54 [barbe saumon. et que les fréquences p de D et q de d sont les mêmes chez l'ensemble des hommes et des femmes. responsable de la maladie. a la composition suivante: 9596 normaux 400 mineurs 4 majeurs. codominants. albumen déprimé] 30 [sauvage] 10 [barbe saumon. quelles seront en fonction de p. Dans cette population. Ch = himalayens et c = albinos. à Tm/Tn. les fréquences attendues des différents génotypes ? En déduire une formule pour le calcul des fréquences des différents allèles. alors que cette anomalie ne se rencontre que chez 0. à Tn/Tn un phénotype normal. expliquez cette différence dans la répartition des phénotypes chez les hommes et les femmes. responsable de la coloration blanche des yeux. 1) Estimer la fréquence des allèles w+ et w. 30 himalayens et 2 albinos. lors du passage de Fo à F1 ? 5) Quelle sera la valeur de p à la génération F1 ? 6) Pour quelle valeur de p la population sera-t-elle en équilibre ? EXERCICE 11 Soit un arbre généalogique. 4) Calculez l'accroissement p. S = 1 pour A/a. S = 0. Une union est projetée entre E et I. A B C E D F G I J H J X 1) Quel serait le coefficient de consanguinité individuel de leurs descendants éventuels X (expliquez ce qu'est le coefficient de consanguinité et comment vous le calculez) ? .8 pour A/A.6 à la génération F0. Chacun des 3 génotypes est affecté d'un coefficient de sélection : S = 0.5 pour a/a 1) Que pensez-vous de ce type de sélection ? 2) Quel est le nom donné au phénomène qui fait que le coefficient de sélection de l'hétérozygote est le plus élevé des trois ? 3) Calculez la valeur sélective moyenne de la population.30 Soit une population panmictique. hétéroallélique pour un locus (deux allèles A et a) où la fréquence p de l'allèle A dominant = 0. étudié dans l'Idaho est composé de 891 blancs et 9 noirs. calculer la probabilité pour que X qui n'est pas encore né soit alcaptonurique. 3) Quelle serait cette probabilité si B était porteur de la tare ? EXERCICE 12 On considère l'arbre généalogique ci-dessous : A Z B C W F D E G V H I K J X 1) Donnez la définition du coefficient de consanguinité individuel. V et X.004 . (aucun des individus mentionnés n'est porteur de la tare). 2) Sachant que l'individu C est alcaptonurique (et est le seul dans ce pedigree).31 2) Quelle serait la probabilité pour que leurs descendants éventuels X soient porteurs d'une tare génétique due à un allèle récessif. W. dont la fréquence q dans la population est égale à 0. EXERCICE 13 La couleur blanche de la laine chez le mouton est due à un gène dominant b. représentant trois générations de croisements chez des moutons de la souche Rambouillet : . Un échantillon de 900 moutons de la souche Rambouillet. alors que la couleur noire est due à son allèle récessif b. on négligera la possibilité que ce gène soit apporté par les parents "extérieurs" Z. (La fréquence du gène récessif responsable de l'alcaptonurie étant très faible. et calculez le coefficient de consanguinité de X. 1) Quelle est la fréquence des différents allèles ? Soit le pedigree suivant. 1) En F2. le gène autosomal FB provoque une couleur noire des plumes. quelles sont les proportions que l'on s'attendait à trouver ? 2) Quelle est la valeur du χ2 ? 3) Quel est le nombre de degrés de liberté ? 4) Quelle est la probabilité pour que l'écart entre les valeurs calculées et les valeurs observées soit dû au seul fait du hasard ? 5) Les proportions sont-elles compatibles avec un équilibre éventuel de la population ? CODE GENETIQUE 2 ième base 3ième base 1 ère base U C A U UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC C Phe Phe Leu Leu Leu Leu Leu Leu Ile Ile Ile Met Val Val UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC A Ser Ser Ser Ser Pro Pro Pro Pro Thr Thr Thr Thr Ala Ala UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC G Tyr Tyr Stop Stop His His Gln Gln Asn Asn Lys Lys Asp Asp UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC Cys Cys Stop Try Arg Arg Arg Arg Ser Ser Arg Arg Gly Gly U C A G U C A G U C A G U C . alors que son allèle codominant FW les rend tachetées de blanc. Les hétérozygotes ont les plumes " bleu andalou".32 X 2) Calculez le coefficient de consanguinité des descendants X. Une poule tachetée de blanc est croisée avec un coq noir et en F2 on a trouvé : 95 noirs. 3) Quelle est la probabilité pour qu'il soit blanc ? Noir ? EXERCICE 14 Chez les poules. 220 bleus 85 tachetés. GCA GCG Ala Ala GAA GAG Glu Glu GGA GGG Gly Gly A G .33 G GUA GUG Val Val Abréviations : Ala : Alanine Arg : Arginine Asp : Acide aspartique Asn : Asparagine Cys : Cystéine Glu : Acide glutamique Gln : Glutamine Gly : Glycine His : Histidine Ile : Isoleucine Leu : Leucine Lys : Lysine Met : Méthionine Phe : Phénylalanine Pro : Proline Ser : Sérine Thr : Thréonine Try ou Trp: Tryptophane Tyr : Tyrosine Val : Valine.