Un phénotype inhabituel chez un papillon : le corrigé !

Voir l’exercice original : Un phénotype inhabituel chez un papillon
Rappel : Un étudiant propose que le phénotype gynandromorphe chez un papillon tigré est le résultat d’une anomalie de méiose.
1- Points à vérifier
- Le déterminisme du sexe se faisant par les gonosomes, on va tester une anomalie de leur migration lors de la méiose.
- Les étapes concernées ne peuvent être que les anaphases (1 ou 2) où du matériel génétique complet se sépare (chromosomes ou chromatides).
(on rappelle que les crossing-over lors de la prophase ne provoquent que des échanges de portions de chromatides ; en cas d’anomalie, on peut avoir des duplications de gènes.) - Confrontation des résultats à l’hypothèse initiale
- Autre piste proposée si elle s’avère fausse.
2- Schémas d’une méiose normale
Anaphase 1 : séparation des homologues X et Y
Anaphase 2 : séparation des chromatides de chaque chromosome.
3- Schémas d’une méiose anormale
Dans les deux cas, on aura des gamètes sans gonosome et des gamètes avec 2 gonosomes.
Ce que l’on peut évaluer dans les deux cas
Titre, légendes
Soin/ lisibilité , exactitude du schéma
Explications correctes des mécanismes
comparaison des deux
4- Fécondation
Résultats attendus (on prendra des gamètes normaux pour l’autre parent, afin de simplifier le raisonnement) :
Trisomie et absence d’un gonosome prévus. (selon le moment où l’erreur s’est produite : 50%de chaque en anaphase 1, 25% de chaque + 25% de normaux en anaphase2)
Ce que l’on peut évaluer
Présentation sous forme de texte ou tableau
Tous les cas sont envisagés
5- Raisonnement : réfutation de l’hypothèse
La moitié mâle possède les gonosomes : XX, La moitié femelle possède X et Y ou bien XO.
Dans le cas d’une méiose anormale : on va obtenir un gamète anormal (possédant 0 gonosome ou 2 gonosomes) et le féconder avec un gamète normal (possédant au moins X ou Y).
Quelles que soient les combinaisons, on ne peut pas obtenir un mâle ET une femelle ! C’est soit l’un, soit l’autre !
Après développement du zygote, toutes les cellules auront le même caryotype, donc pas de moitié de papillon d’un sexe différent de l’autre moitié.
Document 1 : On apprend que la première mitose détermine les plans d’organisation droite / gauche de l’animal : c’est justement ce qui pose problème ici. La piste de la mitose est à retenir
Comparaison avec le document 2 : il existe bien des anomalies à l’anaphase de mitose
Si on veut avoir une moitié femelle + une moitié mâle, il faut une moitié avec X0 + une moitié avec XX... au moins, voire plus.
6- Schéma d’une anaphase anormale à la mitose
Les 2 cellules filles auront pour l’une 3 gonosomes (XXX), pour l’autre : un seul X, au lieu de XX dans les deux.
Ce que l’on peut évaluer
Titre, légendes
Soin/ lisibilité , exactitude du schéma
Explications
NB : Le cas où le zygote serait XY ne convient pas (la mitose anormale d’une cellule avec XY ne peut donner une cellule XX sans y !)
7- Conclusion : réponse au problème posé
L’hypothèse « anomalie de méiose » réfutée
L’hypothèse « anomalie de 1ère division de mitose » chez le zygote retenue
Précision/ bonus : La cellule initiale doit être XX : l’anomalie se produit donc chez un zygote mâle.
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