Durée estimée : 30 min Niveau : Terminale spé SVT Type : ECE — Sujet 26_SVT_07 (poursuite de stratégie) Thème : 1A — Génétique et évolution Cours référencés : 1A.1 (méiose, brassages interchromosomique et intrachromosomique, lois de Mendel)

Avertissement — à lire avant de commencer. Cette leçon n’est pas un corrigé du sujet ECE. Diffuser un corrigé officiel des ECE est interdit, et ce n’est de toute façon pas le but pédagogique. L’idée ici est de te donner des pistes de réflexion et une méthode pour aborder ce type de sujet : comment lire l’énoncé, identifier la question, construire une stratégie et anticiper les résultats. À toi ensuite de faire le travail intellectuel le jour de l’épreuve — c’est lui qui te vaudra des points.

À la fin de cette leçon, tu sauras :

  • Reconnaître le type d’un sujet ECE (classique ou poursuite de stratégie)
  • Énoncer et expliquer la 3e loi de Mendel dans sa version historique et moderne
  • Articuler brassage interchromosomique en méiose I et proportions phénotypiques 9/3/3/1 attendues en F2
  • Conduire et interpréter un test de conformité à un modèle théorique
  • Distinguer gènes liés (sur le même chromosome) et gènes indépendants (sur des chromosomes différents)
  • Construire une poursuite de stratégie en trois temps pour vérifier la 3e loi sur d’autres couples d’allèles
  • Anticiper la nature de la ressource complémentaire apportée en partie B
  • Communiquer tes comptages par tableau sur tableur ou photographie titrée et légendée, et interpréter avec « J’observe / Or je sais / J’en déduis »

1. Quel type de sujet ECE est-ce ?

Avant de plonger dans le contenu, il faut d’abord reconnaître le type du sujet, car la stratégie attendue n’est pas la même.

Deux grands types de sujets ECE :

  • Sujet « classique » (à l’ancienne). La partie A commence par « Élaborer une stratégie de résolution afin de déterminer… ». On te demande de proposer la stratégie avant toute manipulation. Ensuite tu mets en œuvre.
  • Sujet « poursuite de stratégie ». Tu commences par une manipulation déjà cadrée, suivie d’une analyse de résultats. C’est seulement ensuite qu’on te demande de proposer une stratégie pour poursuivre la résolution du problème (avec une autre expérience, un autre angle).

Ici, dans le sujet 26_SVT_07, la partie A annonce : « La stratégie adoptée consiste à déterminer les pourcentages… puis à les comparer ». La stratégie initiale est imposée. En partie B, on te demande de compléter la démarche de vérification sur d’autres couples d’allèles. C’est donc un sujet de poursuite de stratégie.

2. Le contexte et la question scientifique

Le sujet te place dans un classique historique de la génétique. Gregor Mendel (1822-1884) a formulé en 1866 ses trois lois de la transmission héréditaire à partir d’observations purement statistiques sur le pois, sans rien connaître des chromosomes ni de la méiose. Il a notamment énoncé la 3e loi : les couples de caractères sont hérités indépendamment les uns des autres.

Plus tard, les travaux de Thomas Hunt Morgan et de son équipe sur la drosophile (début du XXe siècle) ont permis de relier ces lois statistiques aux mécanismes cytologiques de la méiose. Mais ils ont aussi révélé des exceptions à la 3e loi : certains caractères ne ségrégent pas indépendamment. Pourquoi ? Parce qu’ils sont portés par le même chromosome (gènes liés). Ce sujet te propose de tester la 3e loi sur un couple d’allèles précis chez la drosophile : ebony (couleur du corps) et scarlet (couleur des yeux).

La question scientifique du sujet : « La transmission des couples d’allèles des gènes ebony et scarlet chez la drosophile obéit-elle à la 3e loi de Mendel ? » Ta démarche consiste à comparer les proportions phénotypiques observées en F2 aux proportions prédites par la 3e loi (9/3/3/1).

3. À quoi servent les ressources fournies ?

Les ressources d’un sujet ECE ne sont jamais là pour décorer. Chacune a une fonction précise dans la résolution. Avant de te lancer, prends 2 minutes pour identifier ce que chaque ressource t’apporte.

Ressource 1 — Énoncé historique de la 3e loi de Mendel. Rappel de la formulation originelle : les couples de caractères sont hérités de façon indépendante. C’est le cadre théorique à tester par tes mesures expérimentales. Sans cette formulation explicite, tu ne saurais pas quoi vérifier.

Ressource 2 — Vision moderne et proportions attendues 9/3/3/1. Elle donne la traduction cytologique de la 3e loi : lors de la méiose, un hétérozygote pour deux gènes indépendants produit 4 sortes de gamètes en proportions égales grâce au brassage interchromosomique. Conséquence en F2 du croisement F1×F1 : 9/16 de double dominant, 3/16 de chaque dominant simple, 1/16 de double récessif. Tableau de référence absolu pour ton test de conformité.

Ressource 3 — Relations de dominance. Précise : eb+ (corps gris-jaune) dominant sur eb (corps noir) ; st+ (œil rouge brique) dominant sur st (œil rouge vif). Indispensable pour identifier correctement les 4 phénotypes en F2 à la loupe binoculaire.

4. Le raisonnement scientifique du sujet

On peut maintenant relier les ressources entre elles pour bâtir le raisonnement. Suis bien la logique :

  • Si les deux gènes (ebony et scarlet) sont indépendants (sur des paires de chromosomes différentes) → le brassage interchromosomique en méiose I produit les 4 gamètes en parts égales → la 3e loi s’applique → on attend les proportions 9/3/3/1 en F2 (soit ≈ 56 % / 19 % / 19 % / 6 %).
  • Si les deux gènes sont liés (sur le même chromosome) → le brassage intrachromosomique (crossing-over) est rare → la 3e loi ne s’applique pas → on attend une majorité de phénotypes parentaux et une minorité de recombinés.
  • Le test consiste donc à comparer les pourcentages observés aux proportions théoriques pour décider laquelle des deux situations s’applique.
  • Si l’écart est faible (proche de 9/3/3/1) → conformité à la 3e loi → gènes indépendants. Sinon → exception → gènes liés.

Conclusion logique : la 3e loi de Mendel est une conséquence directe du brassage interchromosomique en méiose I. Sa validité dépend donc de la localisation chromosomique relative des deux gènes étudiés.

5. Rappels théoriques : méiose et brassages

La méiose produit des cellules haploïdes (gamètes) à partir d’une cellule diploïde, en deux divisions successives. Deux types de brassages génèrent la diversité génétique des gamètes :

  • Le brassage interchromosomique a lieu en anaphase I : les paires de chromosomes homologues se séparent de façon aléatoire et indépendante. C’est ce brassage qui fonde la 3e loi de Mendel — il permet aux gènes situés sur des chromosomes différents d’être hérités indépendamment.
  • Le brassage intrachromosomique a lieu en prophase I : des échanges (crossing-over) se produisent entre chromatides d’homologues, recombinant les allèles de gènes liés (sur un même chromosome). Sa fréquence dépend de la distance entre les gènes le long du chromosome.

Attention : la 3e loi de Mendel n’est respectée que pour des gènes indépendants. Mendel a eu de la chance : tous les couples de caractères qu’il a étudiés chez le pois étaient effectivement portés par des chromosomes différents (ou suffisamment distants pour donner des proportions proches de 9/3/3/1). C’est Morgan qui a démontré, sur la drosophile, l’existence de cas où la 3e loi ne s’applique pas (« linkage »).

6. Construire ta stratégie en trois temps (poursuite de stratégie)

Comme il s’agit d’un sujet « poursuite de stratégie », ta proposition de stratégie intervient en partie B : on te demande comment compléter la démarche de vérification de la 3e loi. Tu utilises cependant la même grille en trois temps que pour un sujet classique.

Une stratégie ECE se formule toujours selon trois axes :

  1. LE QUOI — qu’est-ce que je cherche à mettre en évidence ?
  2. LE COMMENT — comment je m’y prends concrètement (matériel, manipulation, mesures) ?
  3. LES RÉSULTATS ANTICIPÉS — qu’est-ce que j’attends comme résultat et comment je conclurai dans chaque cas ?

Le QUOI

Je cherche à vérifier si la 3e loi s’applique à d’autres couples d’allèles chez la drosophile, en particulier à des gènes localisés sur la même paire de chromosomes (cas des gènes liés, où une exception est attendue). L’objectif est de confronter la 3e loi à sa principale limite documentée.

Le COMMENT

Je choisis un nouveau couple de gènes connus comme liés chez la drosophile (par exemple vestigial et black sur le chromosome 2, ou ebony et scarlet sur le chromosome 3 si tel est le cas). Je réalise des croisements classiques : parents de lignées pures pour chaque gène → F1 hétérozygote → croisement F1 × F1 → analyse des phénotypes en F2. Je compte les 4 phénotypes attendus, calcule leurs pourcentages, et compare aux proportions 9/3/3/1 prédites par la 3e loi.

Les RÉSULTATS ANTICIPÉS

Deux scénarios sont possibles :

  • Scénario 1 — Pour des gènes indépendants : proportions proches de 9/3/3/1 (56/19/19/6). 3e loi respectée.
  • Scénario 2 — Pour des gènes liés : phénotypes parentaux majoritaires (par exemple 40-45 % chacun, soit ≈ 85-90 % au total) et recombinés minoritaires (5-10 % chacun). 3e loi non respectée → exception démontrée. La fréquence des recombinés mesure la distance entre les deux gènes le long du chromosome (1 % de recombinaison = 1 centiMorgan).

7. La mise en œuvre pratique (partie A — test du couple ebony × scarlet)

Compter les phénotypes en F2 : sous loupe binoculaire, identifie et compte les drosophiles de la F2 selon leurs deux caractères (couleur du corps × couleur de l’œil). Pour éviter les doublons, place un transparent par-dessus l’échantillon et utilise des feutres de couleur (un code couleur par phénotype). Les 4 phénotypes possibles :

  1. [eb+, st+] — corps gris-jaune, œil rouge brique (double dominant)
  2. [eb+, st] — corps gris-jaune, œil rouge vif
  3. [eb, st+] — corps noir, œil rouge brique
  4. [eb, st] — corps noir, œil rouge vif (double récessif)

Calculer les pourcentages et comparer : calcule le pourcentage de chacun des 4 phénotypes dans ton échantillon. Compare aux proportions théoriques 9/3/3/1 (soit 56,25 % / 18,75 % / 18,75 % / 6,25 %). Si l’écart est faible (de l’ordre de quelques pourcents), la 3e loi est respectée. Si l’écart est important (par exemple parentaux à 45 % + 45 % = 90 %), elle ne l’est pas.

8. Que pourrait être la ressource complémentaire (partie B) ?

Dans tous les sujets ECE, la partie B prévoit l’appel de l’examinateur pour obtenir une ressource complémentaire. Cette ressource n’est pas un cadeau : elle est calibrée pour compléter ton analyse ou débloquer une étape de raisonnement. Anticiper sa nature est un excellent réflexe d’élève.

Sur ce sujet précis, la ressource complémentaire pourrait être :

  • Une cartographie chromosomique de la drosophile situant les gènes ebony, scarlet, vestigial, white, etc. — permettant de vérifier la localisation et donc la nature liée ou indépendante des couples étudiés.
  • Un tableau de résultats publiés sur les proportions F2 pour différents couples d’allèles (liés et indépendants), illustrant les deux profils typiques.
  • Un schéma de méiose montrant simultanément le brassage interchromosomique (anaphase I) et le brassage intrachromosomique (crossing-over en prophase I).
  • Une introduction au test du χ² (khi²) pour quantifier statistiquement l’écart entre les proportions observées et attendues, et trancher si l’écart est significatif ou compatible avec la 3e loi.

Quelle qu’elle soit, cette ressource doit toujours être mobilisée explicitement dans ta conclusion : ne la regarde pas seulement, cite-la et explique en quoi elle conforte (ou nuance) ton interprétation.

9. Communiquer les résultats et interpréter

Pour la partie B, présente tes résultats sous une forme claire — deux options classiques sont attendues selon la nature de tes données.

Option 1 — Production sur tableur (option principale ici). Construis un tableau à double entrée sur tableur : pour chacun des 4 phénotypes, indique (a) effectif observé, (b) pourcentage observé, (c) pourcentage théorique attendu (9/3/3/1 = 56,25 / 18,75 / 18,75 / 6,25), (d) écart en valeur absolue et en pourcentage relatif. Ajoute un diagramme en barres groupées comparant observé vs théorique pour chaque phénotype, qui rend la conformité (ou non) immédiatement lisible.

Option 2 — Photographies titrées et légendées des drosophiles. Capture sous loupe binoculaire une photo représentative de chaque phénotype identifié dans ta F2. Présente les 4 photos côte à côte avec un titre informatif, une échelle, et la légende du phénotype concerné (couleur du corps, couleur de l’œil, génotype). Utile pour documenter la méthode d’identification phénotypique.

Interpréter les résultats

Adopte la structure d’analyse en trois temps, attendue à l’épreuve. Elle force la rigueur du raisonnement et te fait gagner des points :

Exemple appliqué au sujet (résultats compatibles avec la 3e loi) :

  • J’observe… que dans ma F2 de 320 drosophiles, je compte respectivement 178 [eb+, st+], 62 [eb+, st], 60 [eb, st+] et 20 [eb, st], soit environ 55,6 % / 19,4 % / 18,7 % / 6,2 %.
  • Or je sais que… la 3e loi de Mendel prédit des proportions 9/3/3/1 (≈ 56 / 19 / 19 / 6 %) lorsque les deux gènes sont indépendants, conséquence du brassage interchromosomique en méiose I (ressource 2).
  • J’en déduis que… mes proportions observées sont très proches des proportions théoriques (écart < 1 % sur chaque phénotype). La 3e loi de Mendel est donc respectée pour le couple ebony/scarlet — ces deux gènes sont vraisemblablement indépendants (portés par des paires de chromosomes différentes ou suffisamment éloignés sur le même chromosome).

10. La conclusion : revenir à la question initiale

Ta conclusion doit faire 3 choses : (1) rappeler tes pourcentages observés, (2) les comparer aux proportions théoriques de la 3e loi (9/3/3/1), (3) conclure sur la conformité ou non — donc sur la localisation chromosomique probable des gènes étudiés. Mentionner que pour les gènes indépendants la 3e loi est respectée car les chromosomes homologues se séparent de façon aléatoire à la méiose I (brassage interchromosomique). Intégrer la ressource complémentaire.

Exemple de formulation type (3e loi respectée) :

« Les proportions des 4 phénotypes observés en F2 (≈ 56 % / 19 % / 19 % / 6 %) sont très proches des proportions théoriques 9/3/3/1 prédites par la 3e loi de Mendel. Cette conformité s’explique par le brassage interchromosomique qui sépare aléatoirement les paires d’homologues à l’anaphase I de la méiose, lorsque les deux gènes sont indépendants. La ressource complémentaire fournie (cartographie chromosomique / tableau d’études antérieures) confirme cette interprétation. La transmission des couples d’allèles ebony/scarlet obéit donc à la 3e loi de Mendel : ces deux gènes sont indépendants. »

11. Les pièges fréquents à éviter

Piège n°1 — Ne pas identifier le type de sujet. Ici la stratégie initiale est imposée (compter et comparer). La proposition de stratégie n’arrive qu’en partie B (autres couples d’allèles).

Piège n°2 — Mal identifier les phénotypes. Les deux caractères (couleur du corps et couleur de l’œil) se croisent : 4 combinaisons possibles. Penser à les classer rigoureusement avec le code couleur des feutres et un transparent pour ne pas recompter.

Piège n°3 — Comparer en valeur absolue. Toujours comparer en pourcentages, pas en effectifs bruts (qui dépendent de la taille de ton échantillon). La 3e loi prédit des fréquences relatives, pas des effectifs.

Piège n°4 — Confondre brassage interchromosomique et intrachromosomique. Le brassage interchromosomique sépare les paires d’homologues (anaphase I) et fonde la 3e loi. Le brassage intrachromosomique (crossing-over) échange des segments entre homologues (prophase I) et explique les recombinés rares en cas de gènes liés.

Piège n°5 — Conclure sans relier à la cytogénétique. Ne pas se contenter de dire « la 3e loi est respectée ». Explique pourquoi elle l’est, par le brassage interchromosomique en méiose I. Inversement, si elle ne l’est pas, expliquer que c’est dû à une localisation sur le même chromosome (gènes liés).

12. Indice / cause / exemple — 3e loi et brassage

  • Indice : proportions phénotypiques en F2 proches de 9/3/3/1 (≈ 56/19/19/6 %)
  • Cause : les deux gènes sont situés sur des paires de chromosomes différentes (gènes indépendants) ; le brassage interchromosomique en méiose I produit 4 sortes de gamètes en proportions égales chez l’hétérozygote
  • Exemple : croisements historiques de Mendel chez le pois (lisse/ridé × jaune/vert → ≈ 9/3/3/1 confirmant l’indépendance des deux gènes) ; chez la drosophile, exemples de Morgan (white × yellow sur X = gènes liés ; ebony × vestigial = à vérifier selon localisation)

Ce qu’il faut retenir

  • Type de sujet : poursuite de stratégie (comptage A imposé, vérification sur autres couples à proposer en B)
  • Question du sujet : la 3e loi de Mendel s’applique-t-elle aux gènes ebony et scarlet ?
  • Clé : 3e loi respectée ⇔ gènes indépendants ⇔ proportions 9/3/3/1 ; sinon → gènes liés (parentaux majoritaires)
  • Outils : comptage phénotypique en F2 sous loupe binoculaire + comparaison aux proportions théoriques sur tableur
  • Stratégie de poursuite en 3 temps : LE QUOI (autres couples d’allèles, notamment liés) / LE COMMENT (nouveaux croisements F1 × F1) / LES RÉSULTATS ANTICIPÉS (proportions 9/3/3/1 ou non)
  • Communiquer les résultats : tableau comparatif observé vs théorique sur tableur OU photographies titrées et légendées des phénotypes
  • Interpréter : J’observe… / Or je sais… / J’en déduis…
  • Lien au cours : 1A.1 (méiose, brassages interchromosomique et intrachromosomique, lois de Mendel)
  • Conclusion finale : toujours relier la conformité (ou non) à la 3e loi à la localisation chromosomique des gènes et au brassage en méiose I
Fichiers de l’exercice
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🤖 Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.

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