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Bac Pro MP 121-A / CGEA Chap 2. L'hérédité des caractères qualitatifs 08/03/11

Bac Pro MP 121-A / CGEA Chap 2. L'hérédité des caractères qualitatifs 08/03/11 1 L’hérédité des caractères qualitatifs 1 Transmission et mode d’expression des gènes 1.1 Définitions 1.2 Interactions entre gènes situés au même locus 1.2.1 Dominance 1.2.2 Codominance 1.2.3 Pénétrance et expressivité 1.3 Transmission des gènes qualitatifs : les lois de Mendel 1.3.1 Cas du monohybridisme 1.3.2 Cas du dihybridisme 1.4 Sexe et hérédité liée au sexe 1.4.1 Déterminisme du sexe 1.4.2 Hérédité liée au sexe 2 Caractères qualitatifs et améliorations génétiques 2.1 Exemples de caractères qualitatifs sélectionnés 2.2 Les anomalies géniques Les caractères génétiques sont dits qualitatifs si leur transmission ne fait l’objet d’aucune mesure, comme les aspects extérieurs (couleur, cornage, résistance aux maladies…) : ils existent ou sont absents. Par opposition, les caractères quantitatifs se mesurent : GMQ, production de lait, facilité de vêlage, etc. La transmission de ces caractères est déterminée par un petit nombre de gènes. 1 Transmission et mode d’expression des gènes 1.1 Définitions Compétences attendues : Rappeler les définitions : gène, allèle, caractère, génotype et phénotype Recommandations : Ces notions ont déjà été traitées en BEPA, s’assurer de leur maîtrise à l’aide d’exemples et d’exercices du domaine zootechnique Les chromosomes marchent par paire : 2n = 60. Sur chaque chromosome, on trouve des gènes qui ont leur homologue sur le chromosome d’en face. Les 2 gènes vont essayer de s’exprimer ensemble… Le gène Un gène est une séquence de nucléotides responsable d’une fonction, participant à la synthèse d’une protéine (si la séquence est modifiée, la synthèse de la protéine sera aussi modifiée ou impossible) Ce gène se trouve à un endroit précis toujours sur le chromosome, son locus. L’allèle Les gènes allèles ou allèles sont des gènes qui ont la même fonction et qui occupent le même locus ; mais leurs séquences ne sont pas identiques, leurs effets sont différents. Il suffit d’une mutation très simple pour engendrer des effets très différents. Ex : Un individu est albinos à cause de la mutation d’une paire de nucléotide. Le génotype Le génotype est l’identification de l’ensemble des gènes qui agissent sur un caractère. Dans le cas le plus simple, le génotype est commandé par 2 gènes : même chromosome, même locus. Par convention, on exprime le génotype avec un nombre toujours pair de lettres (dans le cas le plus simple, avec 2 lettres) : NN ou rr ou Nr ou si plusieurs gènes NNBB ou rrcc ou NrBc Le génome Le génome est l’ensemble de tous les gènes d’un individu. Le caractère Bac Pro MP 121-A / CGEA Chap 2. L'hérédité des caractères qualitatifs 08/03/11 2 Un caractère est un élément de description des individus. On juge l’aspect morphologique (taille, conformation), physiologique (production, croissance) et psychologique (docilité, adoption), avec toujours une part d’arbitraire. C’est l’expression du gène. Le phénotype Le phénotype est l’ensemble des caractères observables. C’est le résultat global de l’action de tous les gènes. C’est donc le résultat visible du génotype. A un même phénotype peuvent correspondre plusieurs génotypes. Par convention, il est noté avec une lettre entre [ ] : [N] = noir 1.2 Interactions entre gènes situés au même locus Compétences attendues : Décrire les interactions entre gènes : Résoudre des exercices simples sur des caractères de type mendélien Lorsque 2 allèles d’un même locus sont identiques, ils ont le même effet sur le phénotype. Mais s’ils sont différents, il y a compétition ou interaction. 1.2.1 Dominance Les effets d’un allèle masquent complètement les effets de l’autre. Il est dominant, l’autre est récessif. Ex : les dominances en ovin Par convention, on note le caractère dominant en majuscule et le récessif en minuscule. Ex : la couleur de la robe Un caractère qui définit la couleur de robe a 2 allèles : Allèle « couleur noire » dominant = N Allèle « couleur rouille » récessif = r Génotype Phénotype NN noir [N] homozygote noir rr rouille [r] homozygote rouille Nr noir [N] hétérozygote noir hétérozygote rouille impossible ! 1.2.2 Codominance Les 2 allèles expriment leurs effets et l’individu montre les 2 manifestations. Ex : les groupes sanguins A et B Génotype Phénotype Allèle « groupe A » = A AA Groupe A [A] Homozygote Allèle « groupe B » = B AB Groupe AB [AB] Hétérozygote BB Groupe B [B] Homozygote 1.2.3 Pénétrance et expressivité La pénétrance d’un gène est la fréquence avec laquelle ce gène manifeste son action sur le phénotype. Elle dépend des interactions avec d’autres gènes. Ex : le gène culard en bovin viande Pénétrance du gène culard Pénétrance du gène culard C chez les homozygotes CC ? 83 % Action de l’allèle dominant Action de l’allèle récessif Couleur noire de la tête et des pattes Couleur rouille de la tête et des pattes Présence de jarre Absence de jarre Laine blanche Laine pigmentée Bac Pro MP 121-A / CGEA Chap 2. L'hérédité des caractères qualitatifs 08/03/11 3 Pénétrance du gène culard C chez les hétérozygotes en regroupant culards et semi-culards ? 44 et 46 % Pénétrance du gène culard C chez les homozygotes cc ? Nulle. L’expressivité d’un gène correspond à l’intensité d’expression de ce gène sur le phénotype. Ex : le gène culard en bovin viande Expressivité du gène culard Tous les bovins culards ne présentent pas la même intensité des caractéristiques élémentaires. 1.3 Transmission des gènes qualitatifs : les lois de Mendel Gregor Mendel a établi les lois génétiques entre 1850 et 1870. L’hybridation est un croisement entre 2 individus génétiquement différents, donnant naissance à des hybrides. 1.3.1 Cas du monohybridisme Le monohybridisme concerne les allèles du même locus. On croise donc 2 individus ayant un génotype complètement différent pour un caractère. Ex : le cornage des bovins Le locus cornage peut porter 2 allèles : Le gène M, dominant, qui détermine l’absence de cornes (motte = sans corne) Le gène c, récessif, qui détermine la présence de cornes Soit un mâle motte et une femelle cornue, tous deux homozygotes. Obtention de la F1 Le croisement de MM et de cc donne la 1ère génération, la F1. Tous les F1 ont le même génotype Mc et le même phénotype [M] sans cornes. Obtention de la F2 La génération F2 est obtenue par croisement des F1 entre eux. Lors de la formation des gamètes, la séparation des chromosomes au moment de la méiose entraîne une répartition équitable des 2 gènes M et c chez les 2 parents F1. On obtient : Génotype Phénotype 1/4 homozygotes MM 3/4 d’individus [M] sans cornes 1/2 hétérozygotes Mc 1/4 d’individus [c] avec cornes 1/4 homozygotes cc Article Réussir Bovin Viande Sept 2002 : A la recherche du gène sans corne Cas d’expressivité incomplète du gène dominant (codominance) Les hétérozygotes n’expriment pas le gène dominant, mais un mélange entre les effets des 2 gènes. Ex : bovin à robe noire ou blanche (race anglaise) Le croisement NN et [N] x BB et [B] = 100 % des F1 en gris NB [NB] Les F2 sont : ¼ NN noir + ½ NB gris + ¼ BB blanc ♂ : MM Gamètes M M c Mc Mc ♀ : cc c Mc Mc ♂ : Mc Gamètes M (1/2) c (1/2) M (1/2) MM (1/4) [M] Mc (1/4) [M] ♀ : Mc c (1/2) cM (1/4) [M] cc (1/4) [c] Bac Pro MP 121-A / CGEA Chap 2. L'hérédité des caractères qualitatifs 08/03/11 4 1.3.2 Cas du dihybridisme Dans le dihybridisme, le caractère dépend de 2 gènes. Il est le résultat de l’expression de 2 paires d’allèles sur 2 locus différents. Ex : couleur de robe et de tête dans Montbéliarde x Prim’Holstein Les gènes d’un locus déterminent la couleur de la robe (N = pie noir ; r = pie rouge) et, sur un autre chromosome, les gènes d’un autre locus déterminent la couleur de la tête (B blanche ; c = colorée). Quels sont les phénotypes et génotypes des F2 du croisement d’une vache Montbéliarde par un taureau Prim’Holstein ? F1 : [NB] et NrBc F2 : 1/16 [rc] et rrcc ; 3/16 [rB] et rrBB, rrBc ; 3/16 [Nc] et NNcc, Nrcc ; 9/16 [NB] et … Si on considère que 5 % des 10.000 à 50.000 gènes d’un mammifère sont hétérozygotes, on peut calculer le nombre de génotypes F1 entre 2 individus : 2500 à 22.500, soit un nombre dépassant le nombre d’atomes de l’univers ! La probabilité de 2 individus génétiquement identiques est nulle…sauf les vrais jumeaux. La génétique, c’est aussi la conservation du patrimoine génétique des races et de la biodiversité. Exercice 1 : la race bovine Shorthorn (cornes/robe) 1.4 Sexe et hérédité liée au sexe Compétences attendues : Décrire les interactions entre gènes : Exposer le déterminisme du sexe et décrire l’hérédité liée au sexe 1.4.1 Déterminisme du sexe Toutes les cellules possèdent 2n de chromosomes. Parmi eux, il y a une paire qui n’est pas tout à fait identique : ce sont les 2 chromosomes sexuels ou hétérochromosomes. Le mouton (2n=54) a 52 paires de chromosomes identiques et 1 paire de chromosome uploads/s3/ expression-des-caracteres-qualitatifs 1 .pdf