Travaux pratiques

GÉNÉTIQUE DES ORGANISMES DIPLOÏDES : DROSOPHILE



La Drosophile, Drosophila melanogaster, est l'un des organismes diploïdes les mieux connus des généticiens. C'est en étudiant la transmission des caractères héréditaires dans cette espèce que Morgan a pu établir dans les années 1930 la théorie chromosomique de l'hérédité qui peut se résumer de la façon suivante : les gènes sont des éléments matériels alignés bout à bout le long des chromosomes et dont la transmission reflète fidèlement le comportement des chromosomes lors de la méiose et de la fécondation.

Plusieurs centaines de mutations sont connues chez la Drosophile et une carte détaillée de son génome a été établie et corrélée précisément à l'organisation physique des chromosomes. Les lois statistiques de la transmission des caractères héréditaires ont pu ainsi être confirmées et étendues. Aujourd’hui, le séquençage de son génome est terminé et la drosophile constitue un des principaux organismes modèles en biologie du développement.

I- Reconnaissance des sexes et des différentes mutations étudiées

Le schéma suivant présente les principales différences phénotypiques entre mâle et femelle. Observer attentivement à la loupe binoculaire quelques individus :

1- Les mâles sont un peu plus petits que les femelles.

2- L'extrémité de leur abdomen en vue dorsale est arrondie et presque noire alors que celle des femelles est pointue et plus claire.

3- Les mâles possèdent un "peigne sexuel" situé sur les pattes antérieures.

 Voir figure à plus haute résolution

 

Femelle sauvage     
      Mâle sauvage

Les mutations étudiées portent sur les caractères suivants :
 

1. Couleur des yeux : 
Gauche : [w] = œil blanc (mutant)
Droite : [w+] = œil rougeâtre (sauvage)
 
2. Forme des ailes : 
[vg] = aile atrophiée (mutant)

[vg+] = aile sauvage (voir photos de la souche sauvage)

3. Couleur du corps : 
Gauche : [e] = couleur ébène (mutant)
Droite : [e+] = couleur sauvage.

1) En utilisant les données précédentes, comparer le phénotype des mouches contenues dans le tube qui vous est remis avec celui de la souche sauvage : noter sur votre feuille la lettre marquée sur le tube et écrire le phénotype correspondant en précisant s'il s'agit de mâles ou de femelles.

II- Localisation des gènes étudiés

Les mouches étant endormies à l'éther, on veillera à ne pas les laisser se réveiller en cours de manipulation. Si elles commencent à bouger, imprégner un coton avec un peu d'éther et recouvrir l'ensemble mouches + coton avec une boîte de Pétri.
Chacun travaillera sur un croisement différent et les résultats seront synthétisés ensuite.

Compter les mouches qui vous sont distribuées et les classer en fonction de leur phénotype (ailes : sauvages ou vestigiales ; corps : couleur sauvage ou ébène ; œil : couleur sauvage ou blanc) et de leur sexe.

2) Noter le résultat de votre décompte (proportions phénotypiques) sur votre feuille sans oublier d'y noter le code correspondant au croisement étudié.

3) Ecrire le croisement étudié en notant seulement les phénotypes avec le nombre d'individus correspondant (les phénotypes des parents sont indiqués sur la feuille remise avec les Drosophiles).

4) Elaborer une hypothèse permettant d'expliquer les résultats observés et la traduire par un schéma indiquant les génotypes des parents, les gamètes qu'ils produisent (avec leurs proportions) et les génotypes des descendants correspondants aux phénotypes observés.

5) Quelle(s) conclusion(s) peut-on en tirer sur la localisation chromosomique des gènes étudiés et sur leur dominance éventuelle ? (gènes liés ou indépendants, gènes liés ou non au sexe, gènes dominants et gènes récessifs).

Synthèse des résultats obtenus

Inscrire sur le tableau collectif les résultats numériques correspondant au croisement étudié.

6) Faire la moyenne des différents résultats obtenus et déterminer les proportions phénotypiques des descendants de chaque croisement.

7) Elaborer une hypothèse pour expliquer les résultats de chaque croisement et discuter sa validité en comparant les résultats obtenus collectivement avec les résultats théoriques attendus d'après vos hypothèses.

III- Observation des chromosomes géants

Observer une préparation microscopique de chromosomes géants de larves de drosophile ou de chironome. Ces chromosomes s'observent dans certains organes des larves et sont dus à des mitoses non suivies de séparation des chromosomes : ces derniers restent groupés entre homologues et donnent ainsi naissance à des chromosomes géants.

9) Faire un dessin d'observation d'une cellule en choisissant une cellule où il est possible de compter les chromosomes. Indiquer le nombre diploïde de chromosomes.

10) Sachant que chaque chromosome géant est formé par l'accolement de 1024 chromosomes, combien a-t-il fallu de cycles mitotiques sans anaphase pour aboutir à la constitution de ces chromosomes géants ?

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