Génétique : chromosomes, ADN, gènes et allèles

Rappels de 6e et de 5e, caractères héréditaires et acquis ; noyau, chromosomes, ADN et caryotype ; gènes et allèles, dominant, récessif, codominants ; génotype, phénotype et environnement ; mitose et méiose ; fécondation, stabilité et diversité génétique.

À propos de cette page

Cinq problèmes à partir de documents : comparer le nombre de chromosomes de l’être humain, du chimpanzé, de la pomme de terre, du maïs et de la poule ; lire la répartition des groupes sanguins en France ; comprendre le dépistage et le régime de la phénylcétonurie ; compter les gamètes de la drosophile ; suivre l’histoire de Mendel, de l’ADN et de la double hélice.

5 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

Je lis chaque document et je repère l’espèce, le caractère étudié et ce qui est compté ou observé.
Je traduis avec les mots du cours : chromosome, gène, allèle, dominant ou récessif, génotype, phénotype.
Je compte les chromosomes : deux par paire dans une cellule du corps, un par paire dans un gamète.
Je sépare ce qui vient des allèles et ce qui vient du milieu.
Je calcule avec les données (paires, combinaisons, années) et je réponds par une phrase.

Problème 1 · Combien de chromosomes ?★★★Facile

Document 1 — Le nombre de chromosomes de quelques espèces (dans une cellule du corps).

Espèce	Chromosomes
Être humain	46
Chimpanzé	48
Pomme de terre	48
Maïs	20
Poule	78

Document 2 — Des règles communes. Chez toutes ces espèces, les chromosomes d’une cellule du corps vont par paires ; les cellules du corps se multiplient par mitose, et les gamètes sont fabriqués par méiose.

1. Une cellule de maïs contient paires de chromosomes.
$20 \div 2 = 10$ paires.
2. Un ovule de poule contient chromosomes.
La méiose garde un chromosome par paire : $78 \div 2 = 39$ .
3. L’espèce du tableau qui a autant de chromosomes que le chimpanzé est la .
Le chimpanzé et la pomme de terre en ont 48 : deux espèces très différentes, le même nombre.
4. Une cellule de feuille de pomme de terre se divise par mitose : chaque cellule fille contient chromosomes.
La mitose conserve le nombre : 48.
5. La poule a plus de chromosomes que l’être humain : le nombre de chromosomes ne mesure donc pas la d’une espèce.
Le nombre de chromosomes est propre à chaque espèce, mais il ne dit rien de sa complexité.

Problème 2 · Les groupes sanguins en France★★★Moyen

Document 1 — Répartition des groupes sanguins en France (ordre de grandeur).

Document 2 — Le gène ABO. Il a trois allèles : A, B et O. Les allèles A et B dominent l’allèle O ; A et B sont codominants.

1. Le groupe sanguin le plus rare en France est le groupe .
Environ 4 % de la population : le groupe AB.
2. Pour être de ce groupe, une personne doit porter l’allèle A et l’allèle .
A et B, codominants, s’expriment ensemble : (A ; B).
3. Les groupes A et O réunis représentent environ % de la population.
$44 + 42 = 86$ %.
4. Le groupe O est très répandu, et pourtant l’allèle O est .
O est récessif : il ne s’exprime qu’en deux exemplaires, (O ; O).
5. Un allèle peut être très répandu sans être dominant : la dominance ne dit rien de la d’un allèle.
Dominance et fréquence sont deux choses différentes.

Problème 3 · La phénylcétonurie : soigner sans changer les allèles★★★Moyen

Document 1 — Une maladie héréditaire. La phénylcétonurie est due à un gène qui permet de transformer la phénylalanine, une substance apportée par les protéines des aliments. Ce gène a un allèle normal et un allèle « malade ». Une personne qui porte un allèle normal et un allèle « malade » est en bonne santé. Sans traitement, chez un enfant malade, la phénylalanine s’accumule dans le sang et abîme le cerveau.

Document 2 — Le dépistage. En France, depuis 1972, une goutte de sang est prélevée sur chaque nouveau-né entre le 2^e et le 3^e jour de vie : elle permet de repérer la maladie dès la naissance.

Document 3 — Le traitement. Un régime très pauvre en phénylalanine (sans viande, poisson, œufs ni laitages), commencé dans les premières semaines et suivi toute la vie, permet à l’enfant de se développer normalement.

1. Pour être malade, un enfant doit porter allèles « malade ».
Avec un seul allèle « malade », on est en bonne santé : l’allèle « malade » ne s’exprime qu’en deux exemplaires (il est récessif).
2. Un parent qui porte un allèle normal et un allèle « malade » est en bonne santé, car l’allèle normal est .
L’allèle normal, dominant, s’exprime : la personne est en bonne santé, mais elle peut transmettre l’allèle « malade ».
3. En 2026, le dépistage existe en France depuis ans.
$2026 - 1972 = 54$ ans.
4. Le régime modifie le de l’enfant (son développement), pas ses allèles.
L’alimentation est un facteur du milieu : elle agit sur le phénotype, jamais sur le génotype.
5. Devenu adulte, un enfant malade et bien soigné transmettra à chacun de ses enfants un allèle « ».
Il porte toujours deux allèles « malade » : chacun de ses gamètes en reçoit un.

Problème 4 · La drosophile et ses quatre paires de chromosomes★★★Difficile

Document 1 — Une mouche de laboratoire. La drosophile, ou mouche du vinaigre, est très étudiée en génétique. Ses cellules contiennent 8 chromosomes, en 4 paires ; la femelle a deux chromosomes X, le mâle un X et un Y.

Document 2 — La méiose. Pour chaque paire, le gamète reçoit au hasard l’un des deux chromosomes ; les paires se répartissent indépendamment les unes des autres.

1. Un spermatozoïde de drosophile contient chromosomes.
Un chromosome de chaque paire : 4.
2. Une cellule d’une larve qui se divise par mitose donne deux cellules à chromosomes.
La mitose conserve le nombre : 8.
3. Une drosophile peut fabriquer sortes de gamètes différents.
Deux possibilités pour chacune des 4 paires : $2 \times 2 \times 2 \times 2 = 16$ .
4. À la fécondation, le nombre de rencontres possibles entre une sorte de spermatozoïde et une sorte d’ovule est .
$16 \times 16 = 256$ combinaisons : les descendants d’un même couple sont très variés.
5. Un ovule de drosophile porte toujours un chromosome .
La femelle est XX : chaque ovule reçoit un X.

Problème 5 · De Mendel à la double hélice★★★Difficile

Document 1 — Les pois de Mendel. À partir de 1856, dans le jardin de son monastère de Brno, le moine Gregor Mendel croise des petits pois. Il croise des plants à graines jaunes avec des plants à graines vertes : la première génération n’a que des graines jaunes. À la génération suivante, il compte 6 022 graines jaunes et 2 001 vertes. Il publie en 1866 : chaque plant porte deux « facteurs » pour un caractère, un venu de chaque parent, n’en transmet qu’un à chaque descendant, et l’un peut masquer l’autre. Son travail reste oublié jusqu’en 1900.

Document 2 — À la recherche du support. En 1869, Friedrich Miescher isole dans le noyau de globules blancs une substance riche en phosphore, qu’il appelle « nucléine ». En 1888, les bâtonnets colorés observés dans le noyau pendant les divisions sont nommés chromosomes. En 1944, à New York, Oswald Avery et son équipe montrent que cette substance, purifiée à partir de bactéries, suffit à transmettre un caractère héréditaire à d’autres bactéries.

Document 3 — La double hélice. En 1953, à Cambridge, James Watson et Francis Crick proposent la structure de l’ADN : deux brins enroulés en double hélice. Ils s’appuient sur une photographie aux rayons X prise à Londres dans le laboratoire de Rosalind Franklin, qu’on leur a montrée sans son accord. Watson, Crick et Maurice Wilkins reçoivent le prix Nobel en 1962 ; Rosalind Franklin, morte en 1958 à 37 ans, ne pouvait plus le recevoir.

1. À la deuxième génération, Mendel obtient environ graines jaunes pour une verte.
$6 022 \div 2 001 \approx 3$ : environ 3 jaunes pour 1 verte.
2. Dans le vocabulaire du cours, les « facteurs » de Mendel s’appellent des .
Deux versions d’un gène par plant, une seule par gamète : ce sont les allèles.
3. Chez le pois, l’allèle « jaune » masque l’allèle « vert » : il est .
La première génération est toute jaune : l’allèle « jaune » est dominant, « vert » est récessif.
4. La « nucléine » de Miescher, étudiée par Avery, porte aujourd’hui le nom d’.
Tirée du noyau et riche en phosphore, la nucléine est l’ADN : Avery montre qu’elle porte l’information génétique.
5. La structure de l’ADN est trouvée ans après la publication de Mendel.
$1953 - 1866 = 87$ ans.

Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Réserver un 1^er cours → Voir les tarifs

Prof de SVT à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs