Fiche à trous · 3ème · SVT

Génétique — Transmission héréditaire

Complétez de mémoire, puis vérifiez avec la page de corrigé.

Deux frères ont les mêmes parents, donc le même réservoir d'information — et ils ne se ressemblent pas. La raison tient en deux hasards qui se succèdent : celui de la méiose, qui fabrique des cellules reproductrices toutes différentes, et celui de la fécondation, qui en réunit deux au hasard. Ce chapitre explique pourquoi un caractère se transmet, et pourquoi il ne se transmet pas toujours.

Où l'information est écrite

Définition — chromosome, gène, allèle :

Les chromosomes vont par paires : l'un vient du père, l'autre de la mère. L'espèce humaine en compte 23 paires, soit 46 chromosomes dans chaque cellule du corps. Chaque individu porte donc deux allèles de chaque gène, un par chromosome de la paire — et ces deux allèles peuvent être identiques ou différents.

Deux divisions qui ne font pas la même chose

Définition — mitose et méiose :

Piège

Confondre mitose et méiose, et faire produire des gamètes par une division ordinaire.

Se demander ce que devient le nombre 46. S'il est conservé, c'est une mitose ; s'il tombe à 23, c'est une méiose.

Propriété

Génotype et phénotype

Définition — génotype et phénotype :

Définition — dominance, récessivité, homozygote, hétérozygote :

Piège

Croire qu'un allèle récessif non exprimé a disparu, ou qu'un caractère qui saute une génération vient de nulle part.

Chercher dans l'arbre un enfant atteint dont les deux parents ne le sont pas. Si l'on en trouve un, l'allèle responsable est récessif — et les deux parents sont hétérozygotes.

L'échiquier de croisement

Construire un échiquier de croisement

Exemple

Deux parents hétérozygotes pour un gène dont l'allèle A est dominant se croisent. Quelles proportions attendre chez les enfants ?

Résultat :

Ces proportions sont des probabilités, pas des garanties. Une famille de quatre enfants peut parfaitement n'en compter aucun de phénotype récessif : chaque fécondation est indépendante des précédentes, exactement comme un lancer de dé. Les trois quarts se vérifient sur des centaines de descendants, jamais sur quatre.

Les lois de Mendel

Règle

Mutations et diversité

Définition — mutation :

Une mutation ne se transmet à la descendance que si elle touche une cellule reproductrice. Celle qui survient dans une cellule de la peau reste dans cette lignée de cellules — c'est ainsi que naît un cancer, qui n'est pas héréditaire pour autant. Certains agents augmentent la fréquence des mutations : les rayons ultraviolets, les rayonnements ionisants, la fumée de tabac.

Ai-je distingué le génotype, qui s'écrit avec des allèles, du phénotype, qui s'observe ?
Mes gamètes ne portent-ils bien qu'un seul allèle de chaque gène ?
Mon échiquier a-t-il autant de cases que de combinaisons possibles ?
Ai-je traduit chaque génotype en phénotype avant de compter les proportions ?
Ai-je annoncé mes proportions comme des probabilités, pas comme des certitudes ?
Un enfant atteint de parents non atteints ? Alors l'allèle est récessif.

Corrigé · à détacher

Génétique — Transmission héréditaire

1. Le noyau de chaque cellule contient des chromosomes, faits d'ADN. Un gène est un segment de chromosome qui porte l'information d'un caractère — le groupe sanguin, la couleur des yeux. Un allèle est une version possible d'un gène. Un gène occupe toujours la même place sur le même chromosome ; ce sont ses allèles qui varient d'un individu à l'autre.
2. La mitose est la division ordinaire : une cellule en donne deux, identiques à elle et entre elles. Elle assure la croissance et le renouvellement. La méiose ne se produit que dans les ovaires et les testicules : elle fabrique les cellules reproductrices, ou gamètes, en divisant par deux le nombre de chromosomes. Un gamète humain ne porte donc que 23 chromosomes, un seul par paire.
3. La méiose divise le nombre de chromosomes par deux ; la fécondation le rétablit. C'est ce cycle qui maintient 46 chromosomes de génération en génération.
4. Le cycle se referme sur lui-même, et c'est ce qui maintient l'espèce : la méiose divise le nombre de chromosomes par deux, la fécondation en réunit deux lots et le rétablit.
5. $23 \times 2 = 46$
6. Le génotype est l'ensemble des allèles que porte un individu — ce qui est écrit. Le phénotype est l'ensemble de ses caractères observables — ce qui se voit. Les deux ne se déduisent pas l'un de l'autre dans les deux sens : un génotype donne toujours un phénotype, mais un phénotype peut correspondre à plusieurs génotypes.
7. Un individu est homozygote pour un gène s'il porte deux allèles identiques, hétérozygote s'il en porte deux différents. Chez un hétérozygote, l'allèle qui s'exprime est dit dominant, celui qui reste masqué récessif. La dominance ne dit rien de la fréquence ni de la qualité d'un allèle : elle dit seulement lequel des deux se voit quand ils cohabitent.
8. L'échiquier de Punnett : les gamètes d'un parent en colonnes, ceux de l'autre en lignes, et chaque case donne un génotype possible de l'enfant.
9. Écrire le génotype de chaque parent, avec ses deux allèles.
10. Déterminer les gamètes que chaque parent peut produire : un gamète ne reçoit qu'un seul allèle du gène.
11. Porter les gamètes d'un parent en colonnes, ceux de l'autre en lignes.
12. Remplir chaque case en réunissant l'allèle de sa ligne et celui de sa colonne : c'est un génotype d'enfant possible.
13. Traduire chaque génotype en phénotype, puis compter les cases pour obtenir les proportions.
14. Chaque parent produit deux sortes de gamètes en proportions égales : la moitié porte A, l'autre moitié porte a.
15. L'échiquier donne quatre cases : AA, Aa, Aa, aa. Trois d'entre elles contiennent au moins un allèle A, donc s'expriment avec le phénotype dominant.
16. Une seule case ne contient que des allèles a, et c'est la seule à donner le phénotype récessif.
17. 3 chances sur 4 pour le phénotype dominant, 1 sur 4 pour le récessif
18. Deux principes, établis par Gregor Mendel sur des plants de pois avant même que l'on connaisse les chromosomes, gouvernent tout ce chapitre. Ségrégation : les deux allèles d'un gène se séparent à la méiose, et chaque gamète n'en reçoit qu'un. Assortiment indépendant : deux gènes portés par des paires de chromosomes différentes se transmettent indépendamment l'un de l'autre — la couleur des yeux ne suit pas le groupe sanguin.
19. Une mutation est une modification de la séquence de l'ADN. Elle crée un nouvel allèle, et c'est la seule source de nouveauté génétique : le brassage de la méiose ne fait que redistribuer des allèles qui existaient déjà. Une mutation peut être sans effet, défavorable, ou avantageuse — rien ne le décide à l'avance, et cela dépend du milieu.