Diversité génétique : du brassage à la biodiversité

Complète avec le mot exact.

1. Tous les individus d’une espèce ont les mêmes , aux mêmes places sur les mêmes chromosomes.
   Les mêmes gènes : c’est la stabilité de l’espèce. Ce sont leurs allèles qui diffèrent.
2. La seule source d’allèles nouveaux est la .
   La mutation, modification de la séquence de l’ADN.
3. La reproduction sexuée combine autrement, à chaque génération, les allèles des deux parents : c’est le génétique.
   Le brassage génétique, à la méiose puis à la fécondation.
4. Des descendants obtenus sans fécondation, génétiquement identiques à leur unique parent, sont des .
   Des clones, issus d’une reproduction asexuée.

Pour chaque situation, écris l’origine de la différence observée : « mutation », « brassage » ou « milieu ».

1. Un enfant porte une lettre d’ADN nouvelle, absente chez son père comme chez sa mère. →
   Une lettre absente chez les deux parents ne peut venir que d’une mutation apparue dans un des gamètes.
2. Deux sœurs, qui ne sont pas jumelles, n’ont pas le même groupe sanguin. →
   Mêmes parents, mais gamètes différents : c’est le brassage à la méiose et à la fécondation.
3. Deux plants issus de boutures d’un même rosier n’ont pas la même taille : l’un pousse à l’ombre, l’autre au soleil. →
   Deux clones ont les mêmes allèles : la différence vient du milieu.
4. Dans une culture de bactéries toutes issues d’une seule, quelques-unes deviennent capables de résister à un antibiotique. →
   Des clones ne connaissent pas de brassage : une différence héréditaire entre eux vient d’une mutation.

Raisonne et calcule.

1. Un lot de 23 chromosomes compte environ 3 milliards de paires de lettres, et chaque cellule de l’enfant en contient deux lots. Avec environ 70 mutations nouvelles, une paire de lettres sur millions environ est nouvelle chez l’enfant (arrondi à l’unité).
   Deux lots : 2 × 3 000 000 000 = 6 000 000 000 paires de lettres ; 6 000 000 000 ÷ 70 ≈ 85 700 000, soit une sur 86 millions environ. Oublier le second lot donnerait 43 millions.
2. Chaque enfant porte en moyenne environ 70 mutations nouvelles. Une classe de 28 élèves en porte au total environ , absentes chez leurs parents.
   28 × 70 = 1 960 mutations nouvelles.
3. Deux vrais jumeaux ont chacun des enfants, qui ne sont pas identiques : chaque jumeau fabrique ses gamètes par , qui tire au hasard un chromosome de chaque paire.
   Par méiose : même génotype au départ, gamètes tous différents à l’arrivée.
4. Une mutation apparue dans une cellule de la peau de la mère ne passera pas à son enfant : seules comptent les mutations des cellules .
   Des cellules reproductrices : c’est leur ADN qui passe dans la cellule-œuf.

Complète avec le mot exact.

1. Une personne (B ; B) est pour le gène du groupe sanguin.
   Deux allèles identiques : homozygote.
2. Une personne (B ; O) est pour ce gène.
   Deux allèles différents : hétérozygote.
3. L’échange de morceaux entre les deux chromosomes d’une paire, au début de la méiose, s’appelle le .
   Le crossing-over crée des chromosomes nouveaux.
4. Pour chaque paire, le chromosome qui part dans un gamète est choisi au , indépendamment des autres paires.
   Au hasard : c’est le brassage entre les paires.

Combien de sortes de gamètes ? Les gènes cités sont portés par des paires de chromosomes différentes ; on ne tient pas compte du crossing-over.

1. Un homme (B ; O) pour le groupe sanguin. →
   Un gène hétérozygote : 2 sortes, B et O, une moitié chacune.
2. Une femme (A ; A) pour le groupe sanguin et (Rh− ; Rh−) pour le rhésus. →
   Deux gènes homozygotes : tous ses ovules portent A et Rh−, 1 seule sorte.
3. Un chat hétérozygote pour 3 gènes et homozygote pour 2 autres. →
   Seuls les 3 gènes hétérozygotes comptent : 2 × 2 × 2 = 8.
4. Une plante hétérozygote pour 7 gènes. →
   2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 128, soit 2⁷.

Raisonne.

1. Un homme est (B ; O) et (Rh+ ; Rh−), deux gènes portés par des paires différentes. La part de ses spermatozoïdes qui portent à la fois O et Rh− est de .
   Quatre sortes également probables (B et Rh+, B et Rh−, O et Rh+, O et Rh−) : 1/4.
2. Une espèce a 10 chromosomes, en 5 paires. Sans crossing-over, un individu hétérozygote pour un gène de chaque paire fabrique sortes de gamètes.
   5 paires, donc 5 gènes hétérozygotes : 2⁵ = 32. Attention : on compte les paires, pas les chromosomes (pas 2¹⁰).
3. Une personne a reçu de son père un chromosome portant F et G, et de sa mère le chromosome de la même paire portant f et g. Sans crossing-over, elle ne fabrique que sortes de gamètes pour ces deux gènes.
   Les deux gènes voyagent ensemble : F avec G, ou f avec g, 2 sortes. Un crossing-over entre eux en ajouterait deux : F avec g, f avec G.
4. Un gamète de Léo contient un chromosome qui a subi un crossing-over : il mêle des allèles venus du père de Léo et de la de Léo.
   De la mère de Léo : chaque paire de Léo réunit un chromosome de son père et un de sa mère, qui ont échangé des morceaux.

Deux parents sont (T ; t), l’allèle t étant récessif. Réponds par une fraction.

1. Probabilité d’un enfant (t ; t) :
   Une case sur quatre : 1/4.
2. Probabilité d’un enfant hétérozygote :
   (T ; t) et (t ; T) : deux cases sur quatre, 1/2.
3. Probabilité d’un enfant qui montre le caractère dominant :
   (T ; T), (T ; t), (t ; T) : trois cases sur quatre, 3/4.
4. Si l’un des parents est (T ; t) et l’autre (t ; t), probabilité d’un enfant (t ; t) :
   Le parent (t ; t) donne toujours t ; l’autre donne t une fois sur deux : 1/2.

A et B dominent O ; A et B sont codominants. Une mère est (A ; B), un père (A ; O). Construis le tableau de croisement, puis réponds.

1. Nombre de groupes sanguins différents possibles pour leurs enfants :
   Cases : (A ; A) → A, (A ; O) → A, (A ; B) → AB, (B ; O) → B : 3 groupes, A, AB et B.
2. Probabilité d’un enfant de groupe A :
   (A ; A) et (A ; O) : deux cases sur quatre, 1/2.
3. Probabilité d’un enfant de groupe AB :
   Il faut B de la mère et A du père : une case sur quatre, 1/4.
4. Probabilité d’un enfant de groupe O :
   La mère ne porte pas d’allèle O : 0, aucun enfant ne peut être (O ; O).

Raisonne.

1. Deux parents (N ; a) ont déjà deux enfants atteints, (a ; a). La probabilité que leur troisième enfant soit atteint est de .
   Toujours 1/4 : chaque fécondation est un nouveau tirage, qui ne dépend pas des naissances précédentes.
2. Deux parents de groupe B sont tous deux (B ; O). Leur enfant est de groupe B ; la probabilité qu’il porte un allèle O est de .
   Enfant de groupe B : cases (B ; B), (B ; O), (O ; B). Deux sur trois portent O : 2/3, pas 1/2.
3. Un père est hétérozygote pour 5 gènes et homozygote pour 3 autres ; la mère est hétérozygote pour 3 de ces gènes et homozygote pour les 5 autres. Les 8 gènes sont portés par 8 paires différentes : sans crossing-over, ce couple peut former combinaisons de gamètes.
   Seuls les gènes hétérozygotes comptent : le père, 5 gènes hétérozygotes, fabrique 32 sortes de spermatozoïdes ; la mère, 3 gènes hétérozygotes, 8 sortes d’ovules. 32 × 8 = 256 combinaisons, et non 32 + 8 = 40.
4. Un couple (N ; a) × (N ; a) a quatre enfants. On attend « en moyenne » un enfant atteint, mais il peut y en avoir de zéro à .
   Jusqu’à 4 : chaque enfant a 1 chance sur 4, indépendamment des autres.
5. Un enfant de groupe AB a une mère de groupe O. C’est impossible, car une mère de groupe O ne transmet que l’allèle .
   Une mère (O ; O) ne fabrique que des ovules O ; un enfant AB a reçu A d’un parent et B de l’autre.

Complète avec le mot exact.

1. Dans un arbre généalogique, une femme est représentée par un .
   Un rond ; un homme, par un carré.
2. Un symbole plein désigne une personne .
   Une personne atteinte par le caractère étudié.
3. Une personne hétérozygote qui porte un allèle récessif de maladie sans être malade est un porteur .
   Un porteur sain : il peut transmettre l’allèle.
4. Seule l’analyse de l’ADN, un test , révèle qu’une personne non atteinte porte un allèle récessif.
   Un test génétique : leur phénotype est le même.

Cet arbre suit une maladie héréditaire gouvernée par un gène à deux allèles : M (normal) et m. Raisonne à partir de l’arbre.

1. III-1 est atteinte alors que ses parents, II-3 et II-4, ne le sont pas : l’allèle m est .
   Des parents non atteints ont une fille atteinte : l’allèle m était caché chez eux, il est récessif.
2. I-1 porte exemplaires de l’allèle m.
   Atteint d’une maladie récessive, il est (m ; m) : 2 exemplaires.
3. II-1, fils non atteint de I-1, porte exemplaire de l’allèle m.
   Il a forcément reçu m de son père (m ; m), et il n’est pas atteint : il est (M ; m), avec 1 exemplaire, porteur sain.
4. II-4, non atteint, est pour ce gène.
   Père de III-1 (m ; m), il lui a donné un m ; non atteint, il porte aussi M : (M ; m), hétérozygote.
5. Probabilité que le prochain enfant de II-3 et II-4 soit atteint :
   Deux parents (M ; m) : (m ; m) dans une case sur quatre, 1/4.

Une maladie qui se déclare dès l’enfance est due à un allèle dominant D ; l’allèle normal est d. Raisonne.

1. Un homme atteint (D ; d) et une femme non atteinte ont un enfant : la probabilité qu’il soit atteint est de .
   La femme est (d ; d) ; l’homme donne D une fois sur deux : 1/2.
2. Une personne non atteinte de cette maladie porte allèle D.
   Un seul D suffirait à la rendre malade : elle est (d ; d), avec aucun allèle D.
3. Un enfant atteint de cette maladie a forcément au moins un parent , sauf mutation nouvelle.
   L’allèle D vient d’un parent, qui l’exprime : un parent atteint.
4. Deux parents atteints, tous deux (D ; d), ont un enfant : la probabilité qu’il soit non atteint est de .
   Il faut qu’il reçoive d de chacun : (d ; d) dans une case sur quatre, 1/4. Deux parents atteints peuvent donc avoir un enfant non atteint.

Complète avec le mot exact.

1. Les unions entre individus apparentés s’appellent la .
   La consanguinité.
2. Une population dont beaucoup d’individus portent deux allèles différents pour de nombreux gènes a une diversité génétique .
   Une diversité forte : beaucoup d’hétérozygotes, c’est beaucoup d’allèles différents en circulation.
3. Dans une petite population isolée, des allèles disparaissent d’une génération à l’autre par simple .
   Par hasard : c’est la dérive génétique, d’autant plus forte que la population est petite.
4. Des individus qui arrivent d’une autre population des allèles nouveaux pour celle qui les accueille.
   Ils apportent leurs allèles : la diversité augmente.

Calcule (données imaginées).

1. Sur 60 hérissons analysés, 21 sont hétérozygotes pour un gène : la part d’hétérozygotes est de %.
   21 ÷ 60 = 0,35, soit 35 %.
2. Une population de grenouilles possédait 9 allèles d’un gène ; après des années d’isolement, il en reste 3. Elle a perdu % de ces allèles (arrondi à l’unité).
   6 allèles perdus : 6 ÷ 9 ≈ 0,667, soit environ 67 %.
3. Un zoo élève 50 bisons qui descendent tous de 4 fondateurs. Sans mutation, ce troupeau possède au plus allèles différents d’un gène.
   Chaque fondateur portait au plus 2 allèles différents : 4 × 2 = 8 au plus, quel que soit l’effectif.
4. Dans un lac, 120 chabots (de petits poissons) sont suivis : la part d’hétérozygotes passe de 30 % à 10 %. Le nombre d’hétérozygotes passe de 36 à .
   120 × 0,1 = 12 hétérozygotes.

Raisonne.

1. Dans une population consanguine, un allèle récessif défavorable se montre plus souvent, car les enfants y sont plus souvent pour cet allèle.
   Plus souvent homozygotes (a ; a) : l’allèle n’est plus caché par un allèle dominant.
2. Faire venir dans une petite population quelques individus d’une population éloignée augmente sa diversité .
   Sa diversité génétique : les nouveaux venus apportent des allèles absents.
3. Une mare abrite 160 tritons, dont 45 % sont hétérozygotes pour un gène. On y relâche 40 tritons venus d’une autre population, tous hétérozygotes pour ce gène. Juste après leur arrivée, la part d’hétérozygotes est de %.
   160 × 0,45 = 72 hétérozygotes ; 72 + 40 = 112 hétérozygotes sur 160 + 40 = 200 tritons ; 112 ÷ 200 = 0,56, soit 56 %. On divise par le nouvel effectif, 200, pas par 160.
4. Les unions entre apparentés ne créent pas d’allèle défavorable : elles font apparaître des allèles récessifs qui étaient chez des hétérozygotes.
   Des allèles cachés par l’allèle dominant chez les hétérozygotes.

Complète avec le mot exact.

1. La diversité génétique est le niveau de la biodiversité qui se trouve à l’intérieur de chaque .
   À l’intérieur de chaque espèce : ce sont les allèles différents de ses individus.
2. Choisir à chaque génération les reproducteurs, comme le font les éleveurs, c’est la sélection .
   La sélection artificielle : c’est l’humain qui trie.
3. Des graines de très nombreuses variétés sont conservées au froid, en double, dans des banques de .
   Des banques de graines, comme la réserve mondiale du Svalbard.
4. Sans diversité génétique, pas d’évolution : elle en est la matière .
   La matière première, que la sélection naturelle et le hasard trient.

Écris le niveau de biodiversité concerné : « écosystèmes », « espèces » ou « gènes ».

1. Une forêt, une mare et une prairie voisines. →
   Trois milieux différents : diversité des écosystèmes.
2. Les 40 sortes d’oiseaux qui nichent dans un parc. →
   Diversité des espèces.
3. Des vaches d’une même race, aux taches de robe toutes différentes. →
   Même espèce, allèles différents : diversité des gènes.
4. Des blés d’une même espèce, dont certains résistent à une maladie et d’autres non. →
   Les résistants portent d’autres allèles : diversité des gènes.

Raisonne.

1. Un parasite nouveau arrive dans une population d’abeilles. Elle ne fabrique pas l’allèle de résistance dont elle aurait besoin : seules peuvent survivre les abeilles qui le portaient son arrivée.
   Avant son arrivée : une mutation ne se produit pas « parce qu’elle serait utile ». Face au changement, seuls comptent les allèles déjà présents.
2. Un éleveur veut une race de moutons résistante à une maladie nouvelle, mais aucun animal de sa race ne résiste. Pour trouver l’allèle de résistance, il doit croiser ses moutons avec ceux d’une autre .
   Une autre race : la sélection artificielle ne fait que trier les allèles présents ; si la race n’en a pas, il faut en apporter d’ailleurs, puis le brassage les combine.
3. Un sélectionneur croise un blé résistant à une maladie avec un blé résistant à la sécheresse : grâce au , certains descendants réunissent les deux résistances.
   Le brassage génétique combine les allèles des deux variétés.
4. Une race de chiens sélectionnée à partir de quelques reproducteurs possède d’allèles que l’espèce entière.
   Moins d’allèles : elle n’a que ceux de quelques ancêtres.