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Des débuts de la génétique aux enjeux actuels des biotechnologies.

En 1903 et 1904, Sutton et Bovery postulèrent que les gènes étaient situés sur les chromosomes, et que chaque chromosome possédait son propre assortiment de gènes. On se trouvait ainsi en présence d'une théorie chromosomique de l'hérédité qui représentait l'idée que l'on se faisait de la réalité à ce moment donné de l'histoire des sciences.
On cherche à comprendre comment sutton et bovery ont pu établir la théorie chromosomique de l'hérédité et à vérifier la théorie particulaire de Mendel.

A partir de l'exploitation de ces documents, présentez les déductions de Mendel sur l'hérédité et expliquez comment les travaux de Sutton et Bovery ont permis d'apporter des arguments en faveur de l'idée selon laquelle les caractères mendéliens sont portés par les chromosomes.

Document 1 : les travaux de mendel publiés en 1856

liban1.gif

Document 2 : Expériences de Bovery pratiquées chez l'oursin (1902-1904)

Expérience 1
Expérience 2
Fécondation normale (un seul spermatozoïde pénètre dans l'ovule d'Oursin) suivie d'une séparation des qutre premières cellules issues du développement de l'oeuf.

Les quatres cellules ont le même nombre de chromosomes.

Chaque cellule est à l'origine d'une larve d'oursin.
Double fécondation (deux spermatozoïdes pénètrent dans l'ovule) suivie d'une séparation des quatres premières cellules issues du développement de l'oeuf.

Les quatre cellules ont un nombre différent de chromosomes correspondant à des combinaisons différentes. Une des cellules a le même nombre de chromosomes qu'une cellule issue d'une fécondation normale mais l'assortiment des chromosomes est différent.

Chaque cellule est à l'origine d'une larve d'oursin.
liban2.gifliban3.gif
Ces larves vivent
Ces larves meurent

Document 3 : travaux de Sutton sur la spermatogénèse chez la sauterelle Brachystola (1902)

-Photo des chromosomes d'une cellule germinale à l'origine de spermatozoïdes. La cellule est en prophase de première division de méiose :

liban4.gif
Les chromosomes se sont regroupés par deux et chacun est divisé longitudinalement formant ainsi 11 paires de chromosomes plus le chromosome X.

-Vue polaire du plan équatorial d'une cellule germinale à l'origine de spermatozoïdes en métaphase de deuxième division de la méiose :
liban5.gif

Corrigé personnel :
La théorie sur l'hérédité en place au début du 19ème siècle était celle de l'hérédité par mélange selon laquelle les caractères du père et de la mère se mélangent et le descendant possède alors des caractères intermédiaires entre ceux de ses parents.
Mendel, par ses travaux, a contribué à émettre une nouvelle théorie : la théorie de l'hérédité particulaire. Celui-ci en travaillant sur le pois dans le but d'obtenir des hybrides stables fait des constations intéressantes en 1856.
Document 1 :
Mendel croise dans un premier temps des pois de lignée pure ayant des caractères différents : lisse et ridé. Au lieu d'obtenir des descendants moyennement ridés (ou moyennement lisse) conformément à la théorie par mélange, il obtient 100% de descendants à pois lisse. Pour Mendel, le caractère lisse est dominant. Il représente par la lettre A l'élément du caractère dominant et par la lettre a l'élément portant le caractère dominé (ou récessif).
Il émet l'hypothèse que l'individu est porteur de deux éléments (ou particules). Ainisi dans le premier croisement les parents à pois lisses possèdent deux éléments A et ceux à pois ridés possèdent deux éléments a. Les parents produisent des cellules sexuelles ne possédant qu'un des deux éléments : dans ce cas, les cellules sexuelles possèdent forcément soit A , soit a. Après fécondation, tous les individus obtenus (F1) possèdent un élément A et un élément a et sont donc lisses. Avec ce type de croisement, Mendel réfute la théorie par mélange et met en place sa théorie particulaire.
La suite de ses expériences viendra la confirmer : il croise deux F1obtenus précédemment : chacune de ces F1 produit des cellules sexuelles contenant soit l'élément A, soit l'élément a. La fécondation réunis ces cellules sexuelles au hasard selon le tableau de croisement ci-dessous :
Aa
AAA
(plante pure à graine lisses)
Aa
(plante hybride à graine lisses)
aAa
(plante hybride à graines lisses)
aa
(plante pure à graines ridées)

D'où la formule représentant cette F2 qu'il a écrite : AA+2Aa+aa.
Les résultats obtenus correspondent aux proportions théorique prévues par la théorie.
Il laissera ensuite s'autoféconder les plantes F2 à graines lisses. Les F2 AA donneront des descendants de types AA à 100%. Les deux autres tiers des F2, qui sont de type Aa auront une descendance de type AA+2Aa+aa.

Conclusion partielle : Mendel réfute la théorie par mélange et met en place la théorie particulaire de l'hérédité ainsi que les notions de dominance et de récessivité : chaque individu pour un caractère donné possède 2 éléments (ou particules), supports du caractère transmis à la descendance. Cette transmission se fait par la production de cellules sexuelles contenant un des deux éléments. La fécondation permet de réunir les éléments au hasard.


Le document 2 présente les expériences de Bovery sur l'oursin.
La première expérience consiste à réaliser une fécondation normale chez l'oursin, d'observer le nombre de chromosomes présents dans chaque cellules obtenues après deux division de la cellule-oeuf, puis de séparer ces cellules. Les quatre cellules possèdent 36 chromosomes et donnent une larve d'oursin viable.
La deuxième expérience consiste à réaliser la fécondation d'un ovule avec deux spermatozoïdes (double fécondation). Les 4 cellules obtenues après deux divisions n'ont pas le même nombre de chromosomes et donnent des larves non viables. Même les cellules possédant 36 chromosomes ne donnent pas de larves viables.

Conclusion partielle : Le nombre de chromosomes est important pour la viabilité des larves, mais aussi leur association. Dans la deuxième expérience , même si le nombre de chromosomes est correct, les chromosomes sont mal associés et donnent des larves qui meurent. On en déduit que les cellules sexuelles contiennent un certain nombre de chromosomes. Lors de la fécondation, ces chromosomes sont réunis pour former une cellule possédant 36 chromosomes.
Quel est le nombre de chromosomes dans les cellules sexuelles?

Le document 3 montre les travaux de Sutton sur la spermatogénèse (formation des spermatozoïdes) à deux étapes différentes chez la sauterelle.
Il constate qu'en prophase de la première division de méiose, les chromosomes sont appariés deux à deux (2n chromosomes). Il met en évidence les paires de chromosomes homologues. Lors de la métaphase de deuxième division de méiose, les chromosomes homologues sont désappariés, ils sont seuls (n chromosomes). Les deux divisions de méiose aboutissent donc à la formation de cellules sexuelles (gamètes) composés de n chromosomes, c'est-à-dire, de la moitié du lot de départ de chromosomes.

Conclusion partielle : les chromosomes sont appariés. Les gamètes, après fécondation, contiennent la moitié du stock initial de chromosomes (n chromosomes). La fécondation permet donc de réunir au hasard deux lots et de rétablir le nombre de chromosomes à 2n.

Synthèse : en mettant en relation la théorie particulaire de mendel et les observation de Sutton et Bovery sur le nombre de chromosomes des cellules sexuelles, on aboutit à la théorie chromosomique de l'hérédité : Les chromosomes sont le support des particules mendéliennes responsables des caractères. Les chromosomes étant par paires et homologues, chaque chromosome d'une paire porte une des deux particules. Lors de la formation des cellules sexuelles avec la méiose. Les chromosomes homologues sont séparés, ce qui conduit donc à la séparation des particules mendéliennes. Les cellules sexuelles obtenues possèdent un seul des deux chromosomes, donc une seule des deux particules. La fécondation permet la réunion au hasard des chromosomes homologues, donc des particules.


Date de création : 31/05/2006 - 19:12
Dernière modification : 31/05/2006 - 21:42
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Réactions à cet article

Réaction n°5 

par GM le 04/01/2008 - 21:01

Dans les barêmes de correction que les correcteurs utilisent pour attribuer des points, on attend souvent des mots-clés précis, voire des notions complètes. On attend souvent un plan correct (quand c'est demandé, cela peut aller jusque 1 pt). Il vous faut cerner le sujet au brouillon et déterminer les connaissances qui permettent de répondre à la question de manière logique.
Entrainez-vous sur quelques sujets et proposez-les à votre professeur pour avoir son avis. En général, il n'y a pas une infinité de sujets type I possibles : on retombe souvent sur les mêmes questions même si leur formulation peut différer.

Réaction n°4 

par Steph le 04/01/2008 - 15:42

Ce site est vraiment génial , les correction pr réviser avant un DS où les fiches st très bien , continuez vraiment

Par contre je voudrai avoir votre avis , j'ai toujours eu un très bon niveau en biologie (treize ou quatorze) et cette année , en TS j'ai huit et à chaques fois il s'agit d'oublis me semblant évidents mais qu'il faut quand même écrire alors que depuis des années on me dit d'aller à l'essentiel !

La notation du bac est elle différente ?

Merci de me répondre,à bientôt


Réaction n°3 

par GM le 21/03/2007 - 12:08

Mouais... Si les corrigés sont là, c'est pour aider à comprendre comment faire un tel sujet le jour du bac. Ce n'est pas formateur de faire un simple copier-coller pour un DM. Il serait beaucoup plus utile de le faire soi même... et vous auriez mis moins d'une heure pour y arriver ;) . Et méfiance : les profs détectent très vite quand c'est du réchauffé!
Je rappelle le principe de ce site : on tente de faire l'exercice seul puis on consulte le corrigé pour voir si c'est correct. Faire autrement est inutile pour votre formation!

Réaction n°2 

par sly le 19/03/2007 - 21:06

ahhhh rolleyesje voulais vraiment vous remercier car ça va faire bientot 1 h que je cherchai un corrigé desespérément confused sur internet de ce sujet.
et oui ma prof de spe svt ns la donné en DM et je crois qu'aucun corrigé officiel n'existe !
donc je vai bien lire le votre ( et le recopier lol)
et encor merci !!tongue

Réaction n°1 

par Mrtallandione2007 le 04/02/2007 - 22:15

je suis professeur de svt au Senegal votre document est d'un apport considerable pour mes eleves et moi meme qui avons de serieux probleme de documentations.MERCI continuez.




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