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Thème 1A3 - Evolution Biodiversité - Sujet II-2 Pondichéry 2013

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L'alcool déshydroqénase (Adh) est une enzyme qui chez la mouche du vinaigre, Drosophila melanogaster, catalyse la conversion de l'alcool en sucre. On lui attribue un rôle de détoxification dans les milieux nutritifs alcoolisés sur lesquels Drosophila melanogaster se développe. Le gène gouvernant la synthèse de cette enzyme présente une grande variabilité.

On cherche à montrer que cette variabilité, résulte d'une sélection exercée par le milieu.

 

1- Exploitez les documents 1 et 2 pour répondre au QCM présenté (une seule réponse exacte) et énoncer la nature de la relation entre la tolérance à l'éthanol et la fréquence de l'allèle AdhF chez Drosophila melanogaster. 
2- En vous appuyant sur l'ensemble des documents, relevez les arguments qui plaident pour l'implication d'une pression de sélection s'exerçant à deux niveaux du génome que vous préciserez.

 

Document 1 : Distribution géographique des fréquences alléliques des allèles du gène Adh chez Drosophila melanogaster 


Parmi les 32 populations représentées, la fréquence de l'AdhF, l'un des allèles du gène Adh le plus représenté, est proportionnelle au secteur noir sur chaque cercle (l'autre allèle dont la proportion est représentée en blanc est l'allèle AdhS) . 
Remarque: Dans la plupart des populations naturelles, il existe deux allèles fréquents, AdhF (F pour fast) et AdhS (S pour slow), le premier gouvernant l'expression d'une enzyme dont l'activité est deux fois supérieure à l'enzyme gouvernée par le second.

Pays
Commune
Latitude
Fréquence en % de l'allèle adfF
Tolérance à l'éthanol
France............................







Tunisia ...........................

Bénin ..............................

Ivory Coast ....................


Congo ............................


South Africa...................
 
Venteuil
Châteaubriand
Ménétréol
Villeurbanne
Bonnac-la-Côte
Les Fumades
Banyuls

Bou-Argoub

Cotonou

Lamto
Taï

Brazzaville
Dimonika

Johannesburg
Cape Town

49.0 N
47.4 N
47.2 N
45.7 N
45.5 N
43.3 N
42.3 N

36.2 N

6.2 N

6.1 N
5.6 N

4.2 S
4.0 S

26.2 S
33.5 S
 

95,3
99,1
94,9
93,2
93,8
97,4
91,8

87,3

1,6

9,0 
26,6

6,6
1,2

33,7
51,9
17.0 ± 0.3
16.6 ± 0.4
16.7 ± 0.3
15.4 ± 0.5
15.0 ± 0.2
16.0 ± 0.2
18.0 ± 0.7

16.8 ± 0.3

7.6 ± 0.1

9.6 ± 0.3
9.2 ± 0.1

8.5 ± 0.2
6.5 ± 0.2

10.2± 0.2
11.8± 0.3
 

Document 2 : Tolérance vis-à-vis de l'éthanol (les valeurs calculées du tableau sont corrélées aux concentrations mortelles d'éthanol) des larves de Drosophila melanogaster et fréquence de l'allèle AdhF dans 15 populations naturelles

Remarque: On observe le même type de résultats chez les adultes.

D'après J. R. David et al, Génét Sél Evol, 1986

 

exon : séquence d'ADN transcrite en ARNpm et conservée dans l'ARNm après excision
intron : séquence d'ADN transcrite puis excisée lors de la maturation de l'ARNpm

Document 3 : Structure simplifiée du gène Adh chez Drosophila melanogaster

D'après Martin Kreitman, Nature, 1983

 

Régions du gène Adh

Intron I

Introns 
II + III

Exon 2

Exon 3

Exon 4

de mutations

1,7

5,2

3,9

3,9

14,3

ln Génétique et évolution T1, Solignac, Periquet, Anxolabéhère, Petit, Hermann, 1995

Document 4 : Différences nucléotidiques dans les régions du gène Adh chez Drosophila melanogaster

Remarque : 
- On précise que sans contrainte sélective, le pourcentage attendu de zones variables dans les différentes régions du gène devrait être le même.

 

QCM relatif à l'exploitation des documents 1 et 2

FEUILLE-RÉPONSE A REMETTRE AVEC LA COPIE

Cochez la réponse la plus exacte et précise correspondant aux données des documents

 A/ Les 2 caractéristiques étudiées, à savoir la fréquence de l'allèle AdhF et la tolérance vis-à-vis de l'éthanol, ne montrent pas de variation significative.

 B/ Il existe une importante différenciation géographique des populations de Drosophila melanogaster pour les fréquences alléliques du gène de l'Adh.

 C/ Les 2 caractéristiques étudiées, à savoir la fréquence de l'allèle AdhF et la tolérance vis-à-vis de l'éthanol, montrent une augmentation de la tolérance et de la fréquence de l'allèle AdhF avec la latitude.

 D/ Il existe une importante différenciation géographique des populations de Drosophila melanogaster vis-à-vis de la tolérance à l'éthanol.

Corrigé partiel (Q2 en cours de rédaction)


Date de création : 20/05/2013 @ 08:51
Dernière modification : 17/06/2014 @ 15:21
Catégorie : Thème 1A3 - Evolution Biodiversité
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