Génétique — Transmission héréditaire

Utiliser ses connaissances

Réponds à chaque question par deux ou trois phrases.

1. 1.Dans une population, l’allèle dominant d’un gène est-il forcément le plus fréquent, ou le « meilleur » des deux ? Justifie.

   1.5 pt
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   Non. La dominance dit seulement lequel des deux allèles s’exprime quand ils cohabitent chez un hétérozygote ; elle ne dit rien de la fréquence ni de la qualité de cet allèle.

   Dominant ne veut dire ni répandu ni avantageux : c’est un rapport entre deux allèles chez un même individu. 0,5 pour « non », 1 pour la justification.

2. 2.Une mutation est-elle toujours défavorable ? De quoi dépend son effet ?

   1.5 pt
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   Non : une mutation peut être sans effet, défavorable ou avantageuse. Rien ne le décide à l’avance : cela dépend du milieu.

   Le même nouvel allèle peut gêner dans un milieu et aider dans un autre. 0,5 pour « non », 0,5 pour les trois effets, 0,5 pour le milieu.

Analyser un document

Le document 1 montre une cellule d’ovaire ou de testicule, simplifiée à deux paires de chromosomes, et les quatre gamètes que sa méiose peut produire. Observe-le, puis réponds.

1. 1.Écris le génotype de cette cellule pour chacun des deux gènes.

   1 pt
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   Gène A : (A//a) ; gène B : (B//b).

   Chaque paire porte deux allèles différents du même gène : A et a sur la paire 1, B et b sur la paire 2.

2. 2.Que contient chaque gamète, et pourquoi le gamète 1 a-t-il reçu A sans a ?

   1 pt
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   Deux chromosomes, un par paire. Lors de la méiose, A et a sont partis dans des gamètes différents : chacun n’en reçoit qu’un.

   C’est la ségrégation : les deux allèles d’un gène se séparent à la méiose, qui divise par deux le nombre de chromosomes.

3. 3.Complète les gamètes 2, 3 et 4 : quelles lettres portent-ils, si aucun n’est identique à un autre ?

   1 pt
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   A et b ; a et B ; a et b (dans n’importe quel ordre).

   Chaque gamète prend un allèle de chaque gène : deux choix pour A, deux pour B, soit quatre combinaisons.

4. 4.Quelle loi de Mendel explique qu’un gamète qui a reçu A puisse recevoir aussi bien B que b ? Justifie avec le document.

   1 pt
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   L’assortiment indépendant : les gènes A et B sont portés par deux paires de chromosomes différentes, ils se transmettent donc indépendamment l’un de l’autre.

   La légende du document le précise : deux paires différentes. Ce que reçoit un gamète pour le gène A ne décide pas de ce qu’il reçoit pour le gène B.

Construire un échiquier

Chez une plante (exemple construit pour ce contrôle), le gène de la couleur des fleurs existe sous deux allèles : R, « fleur rouge », dominant, et r, « fleur blanche », récessif. On croise une plante homozygote à fleurs rouges avec une plante à fleurs blanches. On croise ensuite entre elles deux plantes issues de ce premier croisement : on obtient 80 plantes, dont 59 à fleurs rouges et 21 à fleurs blanches.

1. 1.Écris le génotype des deux parents du premier croisement, puis le génotype et le phénotype de leurs descendants.

   1 pt
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   Parents : (R//R) et (r//r). Chaque descendant reçoit R de l’un et r de l’autre : tous sont (R//r), à fleurs rouges.

   Le parent homozygote rouge ne produit que des gamètes R, le parent blanc que des gamètes r ; R domine, les fleurs sont rouges.

2. 2.Quelles sortes de gamètes fabrique une plante (R//r), et en quelles proportions ?

   0.5 pt
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   La moitié de ses gamètes porte R, l’autre moitié porte r.

   Un hétérozygote produit deux sortes de gamètes en proportions égales.

3. 3.Construis l’échiquier qui prévoit les descendants du second croisement.

   1 pt
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   Quatre cases : (R//R), (R//r), (R//r) et (r//r).

   Gamètes R et r en lignes, R et r en colonnes : chaque case réunit l’allèle de sa ligne et celui de sa colonne.

4. 4.Calcule les effectifs attendus de chaque phénotype parmi les 80 plantes.

   1 pt
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   Trois cases sur quatre donnent des fleurs rouges : $80\times 3÷4=60$ ; une case sur quatre donne des fleurs blanches : $80÷4=20$.

   On traduit d’abord les cases en phénotypes : (R//R) et les deux (R//r) sont rouges, seule (r//r) est blanche.

5. 5.On a observé 59 plantes rouges et 21 blanches. Pourquoi ces résultats ne tombent-ils pas exactement sur les effectifs attendus ?

   0.5 pt
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   Les proportions de l’échiquier sont des probabilités : chaque fécondation est indépendante des autres, et le hasard donne des effectifs proches des effectifs attendus sans les garantir.

   59 et 21 sont très proches de 60 et 20 : les observations sont conformes aux probabilités, pas identiques.

6. 6.Les 59 plantes à fleurs rouges ont-elles toutes le même génotype ? Justifie.

   0.5 pt
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   Non : une plante à fleurs rouges peut être (R//R) ou (R//r).

   Le phénotype dominant correspond à deux génotypes ; seul le phénotype récessif en désigne un seul.

Analyser un arbre généalogique

Le document 2 suit, sur trois générations, un caractère héréditaire visible appelé ici caractère T. Analyse-le en répondant aux questions dans l’ordre : chacune s’appuie sur la précédente.

1. 1.L’allèle responsable du caractère T est-il dominant ou récessif ? Justifie en citant un couple précis du document.

   1.5 pt
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   Récessif : le couple I-1 × I-2 ne présente pas le caractère, et pourtant leur fils II-3 le présente. L’allèle était présent chez les parents sans s’exprimer : il est masqué, donc récessif.

   Un allèle dominant se serait exprimé chez au moins un des parents. 0,5 pour la réponse, 1 pour le couple cité et le raisonnement.

2. 2.On note t l’allèle responsable du caractère et N l’autre allèle. Écris le génotype de I-1, de I-2 et de II-3.

   1 pt
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   II-3 présente le caractère récessif : il est (t//t). Il a reçu un t de chacun de ses parents, qui ne présentent pas le caractère : I-1 et I-2 sont (N//t).

   Un phénotype récessif exige deux allèles récessifs ; des parents qui ne l’expriment pas en portent donc chacun un, masqué.

3. 3.Peut-on connaître avec certitude le génotype de II-4 ? Justifie.

   1 pt
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   Non : elle ne présente pas le caractère, elle peut donc être (N//N) ou (N//t) ; son phénotype ne suffit pas à trancher.

   Fille de deux hétérozygotes sans le caractère, elle a pu recevoir N de chacun, ou N de l’un et t de l’autre.

4. 4.II-1 vient d’une autre famille et ne présente pas le caractère. Que révèle sa fille III-2 sur son génotype ?

   1 pt
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   III-2 présente le caractère : elle est (t//t) et a reçu un allèle t de chacun de ses parents. II-1 porte donc un allèle t sans l’exprimer : il est (N//t).

   L’enfant permet de remonter au parent : un allèle t transmis venait forcément de lui. II-2 est (N//t) pour la même raison.

5. 5.Le couple II-1 × II-2 attend un troisième enfant. Quelle est la probabilité qu’il présente le caractère T ? Justifie.

   1 pt
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   II-1 et II-2 sont tous deux (N//t). L’échiquier donne une case (t//t) sur quatre : une chance sur quatre, à chaque naissance, quels que soient les enfants déjà nés.

   Chaque fécondation est indépendante des précédentes : avoir déjà un enfant avec le caractère ne change pas la probabilité.

Analyser un document

Lis le document 3, puis réponds aux questions en citant le texte quand c’est demandé.

1. 1.Relève la ligne qui décrit une mutation, et nomme ce qui l’a favorisée.

   1 pt
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   Ligne 3 : « la séquence de l’ADN d’un gène se trouve modifiée ». L’agent est le rayonnement ultraviolet (ligne 2).

   Une mutation est une modification de la séquence de l’ADN ; les ultraviolets du soleil en augmentent la fréquence.

2. 2.Explique pourquoi toutes les cellules issues de la cellule de la ligne 3 portent la même modification.

   1 pt
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   Elles sont produites par mitose (ligne 4), qui donne des cellules identiques à la cellule de départ : la modification est recopiée dans toute cette lignée de cellules.

   La mitose conserve l’information à l’identique, y compris l’allèle modifié.

3. 3.Explique la ligne 6.

   1 pt
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   La modification est survenue dans la peau, pas dans un ovaire ou un testicule : aucun gamète ne la porte, et les enfants ne peuvent pas la recevoir. Ce cancer n’est pas héréditaire.

   Seules les mutations des cellules reproductrices passent à la descendance.