Word

Biologie 30
Unité 3
Génétique
Temps suggéré : 20 heures Objectifs : 1- Expliquer l'importance des expériences et des observations de Mendel,
et les lois qui en découlent.
2- Discuter des liens entre l'ADN, les gènes et les chromosomes.
3- Définir les répercussions de la biotechnologie sur notre société.
4- Discuter de l'application de la génétique des populations à l'étude de
l'évolution.
Cette unité correspond aux chapitres 4 à 7 du livre Biologie 11
1- La génétique, science de l'hérédité Lecture recommandée : p. 120 à 122 du livre Biologie 11 En tant qu'être vivant, nous possédons tous des caractères (ou traits
distinctifs) qui font de nous des êtres uniques. Les animaux et les
plantes possèdent aussi des traits distinctifs et grâce à des croisements
sélectifs, on a pu reproduire ces caractéristiques. L'hérédité correspond aux caractères (physiques ou autres) transmis d'une
génération à l'autre. La génétique est l'étude des principes de variation et de la transmission
des caractères héréditaires chez les plantes et les animaux. C'est une
branche de la biologie. Plusieurs théories sur l'hérédité ont été écrites au cours des siècles.
Nous allons nous intéresser à Mendel et plus tard à Darwin (dans l'unité
5). [pic]2- Mendel
Lecture obligatoire : p. 123 à 135 du livre Biologie 11 Gregor Mendel a grandi sur la petite ferme de ses parents en Autriche. Les
cultures et les vergers tenaient une place très importante dans cette
région agricole. Mendel reçut une formation générale et une formation en
agriculture, ce qui était normal à l'époque. Mendel avait une santé
fragile et malgré cela et le fait qu'il n'avait pas beaucoup d'argent, il
mena des études à l'institut de philosophie d'Olmütz. Mendel entra au monastère des Augustins en 1843. Après des études en
théologie, il poursuivit ses études à l'université de Vienne en 1851-1853.
Il fut influencé par deux de ces professeurs Doppler et Unger. Unger, un
botaniste influença Mendel, qui plus tard, fit des expériences sur les
pois. Au monastère où il vivait, il régnait une atmosphère intellectuellement
stimulante. Plusieurs de ses confrères enseignaient et faisaient de la
recherche. Mendel fut nommé professeur à l'école moderne de Brünn. En
1857, il commença à étudier l'hérédité. Il a choisi de travailler sur les
pois car il en existe plusieurs variétés. Une certaine variété a des
fleurs violettes tandis qu'une autre a des fleurs blanches. Ce caractère
(couleur des fleurs) est une propriété héréditaire qui varie d'un individu
à l'autre.
Avec ces résultats, il émit sa propre loi qui est appelée loi de la
ségrégation. Cette loi est depuis longtemps utilisée et reconnue en
génétique. 3- Termes utilisés en génétique: Allèle : C'est la forme d'un gène . Chaque caractère est lié à un allèle
différent. Gène : c'est l'unité héréditaire occupant un emplacement déterminé, situé
sur un chromosome, composé d'ADN et constituant l'unité d'information
héréditaire. Dominance : c'est une propriété que possède un allèle à toujours s'exprimer
en présence d'un second qui ne s'exprime pas. Par convention, on utilise
les lettres majuscules.
Exemple : L = allèle dominant signifiant «caractère lisse» Récessivité : c'est une propriété que possède un allèle de ne pas se
manifester (présent mais inactif) en présence d'un allèle dominant. Par
convention, on utilise les lettres minuscules.
Exemple : l = allèle récessif signifiant «caractère ridé». Génotype : c'est l'ensemble des gènes portés par les chromosomes d'un
individu. Phénotype : c'est l'aspect extérieur qui est manifesté. Exemple la couleur
des yeux. Lignée pure : caractéristique d'un individu n'engendrant que des
descendants de la même variété. Chez les animaux, on appelle cela pure
race. Hybridation : c'est le croisement entre deux variétés d'organismes
apparentés. Exemple : croisement entre une femme noire et un homme blanc,
l'enfant sera mulâtre (ni noir, ni blanc). Croisement monohybride : type de croisement qui permet de suivre l'hérédité
d'un seul caractère. Génération P : génération parentale. Génération F1 : première génération fille ou filiale. Génération F2 : deuxième génération fille ou filiale. Homozygote : individu qui possède une paire d'allèles identique pour un
caractère donné. Exemple : LL, ll Hétérozygote : individu qui possède une paire d'allèles différente pour un
caractère donné. Exemple : Ll 4- Le croisement monohybride réalisé par Mendel : Mendel a étudié sept caractères chez les plants de pois :
- Forme de la graine
- Couleur de la graine
- Couleur de la fleur
- Position de la fleur
- Couleur de la gousse
- Forme de la gousse
- Taille de la plante Mendel a utilisé deux plants de pois de lignée pure. Un plant de grande
taille et un plant de petite taille (génération P). Les prédictions
étaient qu'il aurait des plants de taille moyenne, sauf qu'il a obtenu des
plants de grande taille (génération F1). Vu qu'un seul caractère était
observé (la taille), on appelle ce type de croisement monohybride. Il a recommencé plusieurs fois l'expérience pour étudier chacun des sept
caractères et chaque fois il obtenait les mêmes résultats. C'est ainsi
qu'il en conclut qu'il y avait un caractère dominant et un caractère
récessif. Le caractère qui détermine la taille des plants de pois est
dominant. [pic] Lorsque l'on croise deux plants ayant des caractéristiques opposées, il y a
toujours un caractère qui domine sur l'autre. Ce qui a amené Mendel à
écrire le principe de dominance. Principe de dominance : la descendance n'exprime que le caractère dominant
lorsque l'on croise deux individus aux caractères opposés.
5-La loi de la ségrégation
Mendel a ensuite réalisé une seconde expérience où cette fois il laissa les
plants de la première génération filiale ( génération F1) s'autoféconder
pour produire une deuxième génération filiale (génération F2). À la génération F2, il obtenait 3 plants sur 4 de grande taille et un de
petite taille. Il recommença ses expériences plusieurs fois et obtenait
les mêmes résultats. On appelle rapport mendélien, ce rapport de 3 :1. Mendel a tiré les conclusions suivantes :
- Chaque parent a deux facteurs héréditaires (un dominant et un
récessif)
- Un seul facteur est transmis par le parent à sa descendance
- Si le parent possède un facteur dominant, c'est celui-ci qui
s'exprimera.
- Le facteur récessif s'exprime lorsqu'il n'y a que des facteurs
récessifs. La première loi de l'hérédité faite par Mendel s'appelle la loi de la
ségrégation. Loi de la ségrégation : chaque caractère hérité est déterminé par des
paires de facteurs. Ces facteurs se séparent l'un de l'autre (ségrégation)
et vont vers des gamètes différents. ** Les gamètes sont les cellules reproductives. Chez les humains l'ovule
et le spermatozoïde. Les «facteurs »que parlait Mendel dans ces théories sont appelés
maintenant « les gènes». [pic]
On peut représenter les plants de la génération P : GG pour le plant de
grande taille et gg pour le plant de petite taille. Ces deux plants de
lignée pure sont homozygotes. Les plants obtenus à la génération F1 sont
hétérozygotes Gg, mais vu la présence du facteur dominant G, le plant est
de grande taille.
[pic]Activité proposée:la génétique de ton pouce (document reproductible 4-
2 tiré du guide de l'enseignant de Biologie 11 p.368). 6- Les probabilités et l'échiquier de Punnett
En génétique, on travaille avec les probabilités. Les probabilités
représentent des rapports. La probabilité que deux événements indépendants
se produisent correspond au produit des probabilités de chaque événement.
Une façon de calculer les probabilité est d'utiliser l'échiquier de Punnett
qui porte le nom de son inventeur Reginald C. Punnett un généticien
anglais. L'échiquier de Punnett : il permet de calculer la probabilité qu'un
caractère donné soit ou non transmis. Cette méthode permet de visualiser
toutes les combinaisons possibles. Reprenons notre exemple de Mendel avec la taille des plants. Le plant de
grande taille est représenté par GG et celui de petite taille par gg. Dessinons un diagramme :
G G G G
g g Gg Gg
g g Gg Gg
On a multiplié chaque caractère : g x G = Gg (on indique toujours la
majuscule en premier) Le génotype est la composition génétique d'un organisme. Dans notre
exemple c'est Gg. Le phénotype est la manifestation du caractère précis chez cet organisme.
Vu qu'il y a un gène dominant dans le génotype (G), le plant sera de grande
taille. À partir des données précédentes, on peut faire l'échiquier de Punnett pour
la génération F1 et obtenir ainsi la génération F2. On avait obtenu 4
plants Gg en F1. G g G GG Gg g Gg gg
On obtient : 1 GG; 2Gg et 1gg. Ce qui donne un rapport génotypique
1 :2 :1. 7- Les généalogies
Une façon de représenter des données qui s'étendent sur plusieurs
générations est de faire une généalogie. Cette représentation prend la
forme d'un schéma où l'on représente les caractères dominants et récessifs
en utilisant des couleurs différentes
On représente généralement les hommes par des carrés et les femmes par des
cercles. ** À noter que la généalogie représente un caractère précis (comme la ligne
des cheveux en pointe ou la forme du pouce, etc.)
Exemple : La pousse de cheveux en V sur le front (PP ou Pp)
** Notez que l'absence de pousse de cheveux en V se représente par (pp).
P1
Pp pp pp Pp
F1
Pp pp pp Pp Pp
pp F2
PP ou pp