Exercices génétique

T H è M E
1
Génétique
Les résultats obtenus sont les suivants :
Chapitre 2
Transmission héréditaire
des caractères génétiques : Mendel et
la naissance de la génétique
2001 verts ;
6022 jaunes fleurs
244 blanches ;
pourpres
705 pourpres
651 axiales ;
fleurs axiales
207 terminales
882 pleines ;
cosses pleines
299 plissées
2 – De nombreux croisements entre deux labradors noirs ont donné 8 chiots bruns et
25 chiots noirs.
a) Pouvez-vous indiquer le caractère dominant et le
caractère récessif ?
b) Donnez les génotypes des parents et de leurs descendants. Parmi les individus distinguez les homozygotes et les hétérozygotes.
b)Indiquez le génotype de chacun des parents dans
les divers croisements
4 – L’otospongiose est une maladie héréditaire
qui engendre une surdité progressive chez
l’adulte. Des parents souffrant d’otospongiose ont deux enfants. Devenus adulte,
l’un d’entre eux souffre de surdité alors que
l’autre n’a aucun trouble.
a) L’otospongiose est-elle récessive ou dominante ?
Justifiez votre réponse
b) Quels sont les génotypes des parents et des enfants ? Parmi les individus, distinguez, lorsque c’est
possible, les homozygotes et les hétérozygotes.
5 – Chez la tomate, il existe des variétés de
plantes aux tiges poilues et des variétés sans
poils. Si on croise deux plants de tomates
avec une tige poilue, on peut obtenir dans
la descendance des plants à tiges non poilues. Par contre, si on croise deux plants à
tige sans poils, les descendants sont tous non
poilus. Que pouvez-vous déduire de cette
information quant au caractère poilu ?
6 – Chez le chien, la narcolepsie est une anomalie
qui provoque une somnolence anormale. Deux
chiens normaux ont une portée de 8 chiots,
2 d’entre eux sont affectés de narcolepsie.
Que pouvez-vous déduire sur le mode de
transmission de la narcolepsie ?
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B i o l o g i e 6 e — S c i e n c e s g é n é r a l e s Exercices supplémentaires
F­2
pois jaunes
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Interprétez ces résultats :
1

1 – Lors de ses travaux, Gregor Mendel a croisé
des plants de pois différant par un seul caractère. Il a, entre autres, analysé la couleur des
graines (vertes ou jaunes), la couleur des fleurs
(blanches ou pourpres) la position des fleurs
sur la tige (fleurs axiales ou terminales) et la
forme des cosses (pleines ou plissées).
En fonction des résultats qu’il a obtenus,
déterminez si l’allèle est dominant ou récessif.
Expliquez les résultats obtenus en F­2.
F­1
Phénotype des parents
corps noir X corps noir
corps noir X corps gris
corps gris X corps gris
corps noir X corps gris
corps gris X corps gris
Nombre de descendants
Corps noir
Corps gris
73
0
0
45
15
43
23
25
0
36
a) Indiquez le mode de transmission des caractères
corps noir et corps gris
Exercices supplémentaires
Phénotype
des parents
pois verts X
pois jaunes
fleurs blanches X
fleurs pourpres
fleurs axiales X
fleurs terminales
cosses pleines X
cosses plissées
3 – On croise entre elles des drosophiles qui se
distinguent par la coloration de leur corps :
certaines ont un corps noir, d’autres un corps
gris.
7 – Anne est une petite fille qui a des taches de
rousseur et elle aimerait savoir si ce caractère
est récessif ou dominant. Elle a retracé l’arbre
généalogique de sa famille et a indiqué un
R pour chaque personne qui a des taches de
rousseur. Sur base de cet arbre généalogique,
que pouvez-vous déduire quand au mode de
transmission du caractère « taches de rousseur » ?
9 – L’arbre généalogique ci-dessous est représentatif d’une famille où certains membres
sont albinos. Cette anomalie est rare, elle est
due à l’absence de mélanine, ce qui explique
les cheveux blancs, la peau très claire et les
pupilles roses.
I
1
2
I
1R
2R
II
1
2
4
3
5
7
6
III
II
1
2R
1
3R
4
5
6
IV
3
2
1
2
3
4
5
6
7
4
9
8
5
6
10
7
11
8
9
1
2
Anne R
4
5
6
7
8 – L’arbre généalogique suivant reprend la
transmission des groupes sanguins dans une
famille.
O
A
1
2
I
II
A
B
1
III
2
O
1
2
3
A
AB
3
O
B
B
4
B
4
B
5
5
B
6
AB
7
A
A
7
6
B
8
B
A
9
10
O
a) Quel est le mode de transmission héréditaire de
cette anomalie ?
b)Déduisez, quand c’est possible, le génotype à attribuer aux membres de cette famille.
10 –L’arbre généalogique suivant concerne une
famille dont certains membres sont atteints
de polydactylie (présence de doigts surnuméraires).
I
1
2
8
AB O
11 12
A
II
1
13
2
4
3
5
6
III
1
IV
1
2
3
3
4
4
5
6 7
5
6
7
8
8
9
9
10
10
11
11
13
12
12
13
14
a) Quel est le mode de transmission héréditaire de
cette anomalie ?
b) Déduisez, quand c’est possible, le génotype à attribuer aux membres de cette famille.
2
a) Donnez le génotype de chaque membre de la famille
b) L’un des individus est certainement issu d’une union
illégitime, lequel ?
2
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III
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I
1
II
III
1
2
1
3
2
2
4
3
4
4
5
5
5
6
7
8
6
9
10
11
12
13
14
IV
1
2
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
12 –La dystrophie myotonique est une maladie
caractérisée par une dégénérescence musculaire progressive. Cette affection a tendance
à réapparaître dans une même famille. En
analysant l’arbre généalogique suivant, que
pouvez-vous déduire quant au mode de transmission de cette maladie ?
Donnez le génotype des individus quand c’est
possible.
I
1
II
1
III
1
2
3
3
4
5
2
2
3
4
5
6
9
4
11
7
8
12
13 14 15 16 17
10
12 13
14
IV
1
2
6
7
8
9
10
11
18
19
20
15 –Chez la perruche, deux gènes différents et
non liés déterminent la couleur du plumage :
–un gène détermine la pigmentation de la
région externe de la plume, il existe sous
deux formes alléliques ; jaune ou absence
de coloration
–un gène détermine la coloration au centre
de la plume, il existe sous deux formes
alléliques ; présence de mélanine, ce qui
donne une coloration bleue et absence de
mélanine, ce qui ne donne aucune coloration.
En fonction de la présence des divers allèles
pour les 2 gènes, il existe 4 colorations pour
le plumage des perruches :
-vert, quand les plumes ont une coloration
bleue au centre et une coloration jaune à
l’extérieur ;
-bleu, quand les plumes ont une coloration
bleue au centre et aucune coloration à
l’extérieur ;
-jaune, quand les plumes n’ont pas de
coloration au centre et ont une coloration
jaune à l’extérieur ;
-blanche, quand les plumes n’ont pas de
coloration au centre ni à l’extérieur ;
Les résultats de croisements de diverses
­perruches sont repris ci-dessous.
Phénotype parental
1) vert X vert
2) vert X vert
3) jaune X jaune
4) bleu X bleu
Nombre de descendants
Vert
Bleu Jaune Blanc
19
6
0
0
17
5
6
2
0
0
15
5
0
11
0
4
3
13– Mélanie et Thomas envisagent d’avoir des
enfants, mais le frère de Mélanie souffre de
thalassémie, une maladie rare qui se manifeste par une anémie. En outre, le grand-père
maternel de Thomas souffrait aussi de cette
maladie. La sœur de Thomas a cinq enfants,
le frère de Thomas en a trois et aucun des
neveux ou nièces de Thomas ne souffre de
la maladie. La thalassémie est une maladie
autosomique récessive.
Quelle est la probabilité que le premier
enfant de Mélanie et Thomas souffre de
­thalassémie ?
14 –Chez la drosophile, on étudie deux caractères
différents qui ségrégent indépendamment :
la couleur du corps et la taille des antennes.
Des drosophiles sauvages au corps gris et
aux antennes de taille normale sont croisées
avec des drosophiles au corps ébène et aux
antennes raccourcies. La F1 est homogène et
est constituée de drosophiles au corps gris et
aux antennes de taille normale. Si on croise
des drosophiles de la F1 entre elles, quels
seront les différents phénotypes observés ?
Quelle proportion de chacun des phénotypes
observera-t-on ?
B i o l o g i e 6 e — S c i e n c e s g é n é r a l e s Exercices supplémentaires
11 –L’achondroplasie est une forme de nanisme
héréditaire. En analysant l’arbre généalogique
suivant, que pouvez-vous déduire quant au
mode de transmission de cette anomalie ?
Donnez le génotype des individus quand c’est
possible.
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b) Indiquez le génotype de chacun des parents.
Lorsqu’il y a plusieurs possibilités pour le génotype
des parents, on retiendra le génotype homozygote
c) Si on croise deux perruches hétérozygotes vertes
entre elles, quels seront les résultats attendus ?
Même question si on croise une perruche hétérozygote
bleue et une perruche hétérozygote jaune.
16 –Chez l’homme, il existe plusieurs systèmes
sanguins autres que le système ABO. Ainsi,
deux allèles LM et LN déterminent les groupes
sanguins M, N et MN. Et l’allèle R définit le
phénotype Rh+, dominant sur l’allèle récessif
r qui produit le phénotype Rh– à l’état homozygote. Chacun de ces caractères est indépendant.
Calculez la probabilité qu’un couple dont le mari est B
MN Rh – et la femme A N Rh+ ait un enfant O N Rh – si
l’un des parents du mari est O N Rh+ et l’un des parents
de la femme est O N Rh –.
La théorie chromosomique
de l’hérédité
Exercices supplémentaires
1 – Le daltonisme est une affection bénigne qui
modifie la perception des couleurs. Le plus
souvent, les personnes affectées distinguent
mal le vert et le rouge. La transmission héréditaire de cette affection est liée au chromosome X. Si un homme affecté rencontre une
femme non affectée mais porteuse, quelle
probabilité auront-ils d’avoir une fille daltonienne et un fils daltonien ?
Quelle serait la probabilité pour un couple où l’homme
n’est pas daltonien et où la femme est porteuse d’avoir
un fils daltonien ?
Même question s’ils ont une fille.
2 – La phalène du groseillier est un papillon qui
a les ailes claires ou foncées. Lorsque des
femelles à ailes claires sont croisées avec des
mâles à ailes sombres, toute la descendance
a des ailes sombres ; par contre le croisement
réciproque donne une descendance constituée de femelles à ailes claires et de mâles à
ailes sombres. Que vous suggèrent ces résultats dans la transmission du caractère « ailes
sombres » chez le papillon ?
Remarque : chez les papillons, c’est la femelle qui est
hétérogamétique WZ, le mâle est homogamétique ZZ.
3 – Si on croise une drosophile femelle au corps
jaune avec une drosophile mâle au corps gris,
parmi les descendants, tous les mâles ont un
corps jaune et les femelles un corps gris.
a) Quel est le mode de transmission de ce caractère ?
b) Quels seront les phénotypes des descendants issus
du croisement des drosophiles obtenues en F1 ?
4 – Chez la drosophile, on connaît 3 gènes situés
sur un même chromosome dans l’ordre suivant : lz+, v+, m+ . Les allèles mutés récessifs
donnent un œil ovoïde (lz), un œil vermillon
(v) et des ailes miniatures (m).
Sur base des résultats des croisements ci-après, établissez la carte génétique (arrondir tous les résultats
en ne conservant qu’un seul chiffre significatif après
la virgule).
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a) Déduisez le mode de transmission des deux allèles.
Chapitre 3
4
Phénotype parental
5) blanc X blanc
6) vert X jaune
7) vert X bleu
8) vert X blanc
9) bleu X jaune
10) bleu X blanc
11) jaune X blanc
Nombre de descendants
Vert
Bleu Jaune Blanc
0
0
0
12
15
0
0
0
13
0
0
0
16
0
0
0
7
0
8
0
0
6
0
6
0
0
12
0
Génotypes des parents
Fréquence des phénotypes
chez les descendants du croisement
lzlz v v : 81
lz+lz v v : 5
lz+lz v+v X lzlz v v
lz+lz v+v : 80
lzlz v+v : 4
v+v m+m X v vmm
v+v m+m : 90
v v mm : 96
v+v mm : 3
v v m+m : 3
lz+lz m+m X lzlzmm
lz+lz m+m : 81
lzlz mm : 78
lz+lz mm : 8
lzlz m+m : 6
Remarque : dans les croisements entre drosophiles, l’individu testeur est généralement un mâle car l’expérience a
montré qu’il n’y a jamais de crossing-over lors de la méiose chez les drosophiles mâles.
6 – Chez la souris, on connaît trois gènes liés sur
un même chromosome dont les allèles récessifs sont obq7 et eya1 et l’allèle dominant est
Dbf. Ces allèles sont responsables des caractères obésité (obq7), surdité (eya1) et orteils
surnuméraires à l’état hétérozygote, et aussi
létalité à l’état homozygote (Dbf).
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a)
Souris normales X souris obèses et sourdes
27 souris obèses,
26 souris sourdes,
5 souris sourdes et obèses,
7 souris sauvages
b)
Souris aux orteils surnuméraires X souris obèses
88 souris aux orteils surnuméraires,
85 souris obèses,
10 souris obèses aux orteils surnuméraires,
12 souris sauvages
c)
Souris aux orteils surnuméraires X souris sourdes
25 souris sourdes aux orteils surnuméraires,
29 souris sauvages
10 souris sourdes
11 souris aux orteils surnuméraires
1. Donnez le génotype des types parentaux (afin de
vous faciliter la tâche, utilisez un + pour désigner
le caractère sauvage).
2. Construisez la carte génétique de cette région
du chromosome. Arrondir tous les résultats en ne
conservant qu’un seul chiffre significatif après la
virgule.
7 – Chez le maïs, on connaît trois gènes liés sur
un même chromosome dont les allèles récessifs sont lgl et tsi et l’allèle dominant est
B. L’allèle B (booster) intensifie la couleur
des plantes, l’allèle lgl (liguleless) donne des
feuilles sans ligule et l’allèle tsi (tassel seed)
donne des grains à aigrettes.
L’ordre de ces gènes sur le chromosome est le suivant :
lgl B tsi
Divers croisements ont été réalisés :
a) Une plante homozygote [tassel seed] est croisée
avec une plante homozygote [booster]. La F1 a
fait l’objet d’un croisement test et on a obtenu les
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Divers croisements tests ont été réalisés sur des souris
hétérozygotes et ont donné les résultats suivants :
5
5 – Chez la tomate, les paires alléliques suivantes
sont situées sur le chromosome 5 dans l’ordre
suivant : F A Hi. L’allèle F donne des tomates
rondes, alors qu’avec l’allèle f, les tomates
sont fasciées ; l’allèle A donne des tiges
pourpres, l’allèle a des tiges vertes ; l’allèle Hl
donne des tiges poilues, l’allèle hl des tiges
sans poils.
Divers croisements tests ont été réalisés et ont donné
les résultats suivants :
a) Plants de tomates rondes à tiges pourpres X plants
de tomates fasciées à tiges vertes :
48 plants de tomates rondes à tiges pourpres ;
49 plants de tomates fasciées à tiges vertes ;
13 plants de tomates rondes à tiges vertes ;
16 plants de tomates fasciées à tiges pourpres
b) Plants de tomates à tiges pourpres et poilues X plants
de tomates à tiges vertes et non poilues :
70 plants de tomates à tiges pourpres non poilues ;
76 plants de tomates à tiges vertes poilues ;
17 plants de tomates à tiges vertes non poilues ;
15 plants de tomates à tiges pourpres poilues
c) Plants de tomates rondes à tiges poilues X plant de
tomates fasciées à tiges non poilues :
63 plants de tomates rondes à tiges poilues ;
60 plants de tomates fasciées à tiges non poilues ;
38 plants de tomates rondes à tiges non poilues ;
34 plants de tomates fasciées à tiges poilues
Sur base de ces résultats, établissez la carte génétique
de la région chromosomique concernée. Arrondir tous
les résultats en ne conservant qu’un seul chiffre significatif après la virgule.
résultats suivants : 59 [tassel seed] ; 61 [booster] ;
25 [sauvages] ; 27 [tassel seed, booster]
b) Comment s’explique la proportion 1/3 – 2/3 dans la
descendance des souris à taches blanches ? Quels
seraient les résultats normalement attendus ?
b) Une plante homozygote [liguleless] est croisée avec
une plante homozygote [booster]. La F1 a fait l’objet
d’un test cross et on a obtenu les résultats suivants :
106 [liguleless] ; 111 [booster] ; 37 [sauvages] ;
36 [liguleless, booster]
2 – Les drosophiles sauvages ont un corps gris,
des mutants au corps noir ou jaune ont été
obtenus. Ces mutants homozygotes ont été
croisés entre eux ainsi qu’avec la souche
sauvage de lignée pure. Les phénotypes des
mouches de la F1 sont repris dans le tableau
ci-dessous dans lequel « n » signifie corps noir,
« j » corps jaune et « + » phénotype sauvage.
Chapitre 4
Phénotype, génotype et
environnement : une relation complexe
1 – Pléiotropie et létalité
Un même allèle donne parfois des effets phénotypiques
multiples et très différents : c’est la pléiotropie. Ainsi,
certains allèles peuvent affecter un caractère jusqu’à
avoir des effets importants sur la survie de l’individu,
comme le problème qui suit va le démontrer.
Chez la souris, le pelage est généralement uniforme et
sombre. Il existe cependant des souris au pelage noir
avec de taches blanches. Si on croise une souris noire
de race pure avec une souris hétérozygote à taches
blanches, la descendance est hétérogène, constituée
pour 1/2 de souriceaux noirs et pour 1/2 de souriceaux
à taches blanches. Si on croise deux souris à taches
blanches, on obtient une descendance hétérogène,
constituée pour 1/3 de souriceaux noirs et pour 2/3 de
souriceaux à taches blanches.
a) Selon ces résultats, déterminez l’allèle récessif et
l’allèle dominant dans la coloration du pelage.
T
G
A
T
A
G
T
T
C
T
T
T
A
C
G
G
C
+
+
n
n
+
+
+
+
D
+
+
n
n
+
+
+
+
E
+
+
+
+
j
j
j
+
F
+
+
+
+
j
j
j
+
G
+
+
+
+
j
j
j
+
S
+
+
+
+
+
+
+
+
Chapitre 5
Génétique moléculaire :
une nouvelle façon d’étudier le gène
Exercices supplémentaires
1 – Un fragment d’ADN comprenant la séquence
codante dont une partie est reprise ci-dessous
a été soumis à des agents mutagènes et on a
obtenu divers fragments avec des mutations.
Celles-ci sont indiquées en gras en dessous de
la séquence.
T
G
C
T
C
C
C
C
G
A
A
G
T
G
A
T
G
G
G
T
1
A
2
+G
3
A
4
–G
6
5
B
+
n
+
+
+
+
+
+
Les souches A, B, C, D ont un corps noir, les souches E,
F, G un corps jaune et la souche S est sauvage
a) A quelle sorte de test correspond cette analyse ?
b) Combien de gènes déterminant la couleur du corps
de la drosophile pouvez-vous identifier ? Utilisez des
symboles de votre choix pour les définir. Ecrivez le
génotype partiel des lignées et des individus de la F1.
Exercices supplémentaires
A
A
n
+
+
+
+
+
+
+
A
B
C
D
E
F
G
S
B i o l o g i e 6 e — S c i e n c e s g é n é r a l e s Exercices supplémentaires
1. Faites un schéma des croisements tests en donnant
le génotype des deux plantes (F1 et testeur) (afin de
vous faciliter la tâche, utilisez un + pour désigner le
caractère sauvage).
2. Etablissez la carte génétique de cette région du
chromosome (arrondir tous les résultats en ne
conservant qu’un seul chiffre significatif après la
virgule).
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