Série d'exercices sur La génétique - Ts
Classe:
Terminale
Exercice 1
Chez le Porc d'élevage, on étudie le gène $N$ responsable d'une sensibilité accrue au stress.
Ce gène existe sous deux formes : allèles $N$ et $n.$
À partir de la comparaison des deux croisements $(NN\times nn$ et $Nn\times Nn)$, déterminez quel est le croisement le plus judicieux pour obtenir des individus peu sensibles au stress et produisant une viande de très bonne qualité.
Document : Effets du stress chez le porc d'élevage
Le stress peut être facilement fatal aux porcs d'élevage.
Un gène à l'origine de cette sensibilité a été identifié ; il existe sous deux formes : l'allèle n et l'allèle $N.$
Il influence également la qualité de la viande.
$$\begin{array}{|l|c|c|} \hline \text{Génotype}&\text{Sensibilité}&\text{Qualité de la}\\ &\text{au stress}&\text{viande}\\ \hline NN&\text{faible}&\text{bonne}\\ \hline Nn&\text{faible}&\text{très bonne}\\ \hline nn&\text{très forte}&\text{mauvaise}\\ &\text{(mortalité importante)}&\\ \hline \end{array}$$
Exercice 2
Les papillons sont des lépidoptères, insectes dont les ailes sont recouvertes de minuscules écailles colorées.
Chez les lépidoptères, les gonosomes sont $ZW$ pour la femelle et $ZZ$ pour le mâle.
Les larves de certaines espèces ravagent de nombreuses plantes cultivées et font l'objet d'études pour comprendre leur biologie afin de mieux les combattre.
La forme typique du papillon Aurinia s'ornemente de taches jaunes, rouge - orangé et fauves, disposées en damier sur les ailes.
En $1983$ est apparu, en élevage, un mâle uniformément roux - ferrugineux.
Le croissement du mâle roux $P_{1}$ avec une femelle typique de race pure $P_{2}$, a produit la génération $G_{1}$ composée de :
$-\ $ $24$ mâles roux
$-\ $ $25$ femelles rousses
$-\ $ $25$ mâles typiques
$-\ $ $24$ femelles typiques
1. Quel est l'allèle dominant ?
Justifier la réponse.
2. La composition de la génération $G_{1}$ suffit-elle pour conclure quant à la localisation du gène étudié, soit sur les autosomes, soit sur les gonosomes ?
Justifier la réponse.
3. Le croissement des femelles rousses, obtenues en $G_{1}$ avec des mâles typiques a produit des femelles rousses.
3.1 Ce résultat est-il vérifié par l'hérédité liée au sexe ?
Justifié la réponse.
3.2 Quelle précision ce résultat rapporte-t-il quant à la localisation du gène régissant le caractère étudié ?
4. Écrire les génotypes des parents $P_{1}$ et $P_{2}$ ainsi que ceux des individus de la génération $G_{1}.$
5. En croisant à nouveau les papillons produits en $G_{1}$, que doit-on attendre de la combinaison femelle rousse $X$ mâle roux ?
6. En fait, un taux de mortalité relativement élevé affecte les chenilles issues de ce croisement et l'on obtient sensiblement deux fois plus de papillons roux que de papillons typiques.
Expliquer ce dernier résultat à partir de l'exploitation de l'échiquier de croisement correspondant.
7. En déduire la forme la plus dangereuse pour les plantes cultivées sachant que les chenilles sont de voraces phytophages.
Exercice 3
Dans une région du Sahara, grâce aux possibilités locales d'irrigation, on a pu cultiver intensément deux variétés pures de tomates :
$-\ $ L'une $« a »$, à gros fruit ;
$-\ $ L'autre $« b »$, à petit fruit.
Certains pieds de la catégorie $« a »$ se sont révélés sensibles à un champignon parasite, le fusarium ; en revanche, ceux de la catégorie $« b »$ y sont résistants.
Dans le cadre d'un projet d'installation d'une usine de sauce tomate, on demande à des agronomes s'il est possible de créer une nouvelle variété de tomate qui serait « à gros fruit et résistante au fusarium ».
Postulant que chaque caractère est gouverné par un seul couple d'allèles, les chercheurs réalisent une série d'expériences de croisement entre les races de tomates $« a »$ et $« b ».$
A la première génération $(F_{1})$, ils obtiennent $100\%$ de tomates à petits fruits et résistant au fusarium.
En pratiquant l'autofécondation des individus de $F_{1}$ $($ce qui revient à croiser des individus $F_{1}$ entre eux$)$, ils obtiennent à la deuxième génération $(F_{2})$ les résultats suivants :
$-\ $ $7\ 304$ individus à fruit « petits et résistants » ;
$-\ $ $2\ 431$ individus à fruit « petits et sensibles » ;
$-\ $ $2\ 422$ individus à fruit « gros et résistants » ;
$809$ individus à fruit « gros et sensibles ».
1. Quelles conclusions peut-on tirer de l'homogénéité des phénotypes obtenus en $F_{1}$ ?
2. Établissez l'échiquier de croisement des individus de la $F_{1}$ entre eux afin d'interpréter les résultats obtenus.
3. Récapituler les phénotypes obtenus et leurs proportions.
4. Les phénotypes recherchés sont-ils apparus et, si oui, dans quelle proportion ?
Tous ces plants sont-ils également intéressants ?
Pourquoi ?
5. Quels résultats aurait-on obtenus à la $F_{2}$ si les deux couples d'allèles responsables des caractères étudiés avaient été portés par la même paire de chromosomes (en deux locus suffisamment proches pour qu'on puisse négliger les phénomènes de crossing-over ?
6. En comparant les résultats trouvés en $1$ et en $4$, peut-on dire quelle est la position des gènes la plus favorable pour parvenir au but recherché ?
Exercice 4
A. Les yeux des drosophiles de type sauvage ont une couleur rouge sombre due à la présence simultanée de deux pigments, l'un rouge, l'autre brun.
Si le pigment brun manque, l'œil est rouge vif.
Si le pigment rouge manque, l'œil est brun.
Sans ces deux pigments, l'œil est blanc.
La synthèse u pigment brun nécessite plusieurs étapes dont les deux dernières font intervenir deux gènes, $N$ et $S$, codant pour des enzymes et portés par des autosomes.
Pour ces deux gènes, on connaît des allèles récessifs $($notés respectivement $n$ et $s)$ ; chacun ne permet pas la synthèse du pigment brun.
Les allèles dominants $n^{+}$ et $s^{+}$ permettent la synthèse du pigment.
On croise des drosophiles de lignée pure aux yeux rouge vif.
Les femelles possèdent les allèles $n^{+}$ et $s$, les mâles les allèles $n$ et $s^{+}.$
1. Quels sont les allèles présents dans les gamètes produits par les femelles ?
Par les mâles ? $($se limiter aux gènes $N$ et $S).$
2. Quelle est la couleur des yeux des individus obtenus en $F_{1}$ ?
Justifier.
B. Pour rechercher si les gènes $N$ et $S$ sont situés sur le même chromosome, on croise les individus $F_{1}$ avec un individu double homozygote récessif.
On obtient $4$ types d'individus :
$-\ \ 25\%$ des mouches ont des yeux rouge sombre (phénotype sauvage) ;
$-\ \ 25\%$ des mouches ont des yeux blancs ;
$-\ \ 50\%$ des mouches ont des yeux rouge vif.
On a pu montrer que, parmi ces mouches aux yeux rouge vif, la moitié est capable de fabriquer l'enzyme $N$ et non l'enzyme $S$ et que l'autre moitié en revanche, produit l'enzyme $S$ et non l'enzyme $N.$
1. Comment appelle-t-on ce type de croisement ?
2. A partir de ces résultats, démontrer si les gènes $N$ et $S$ sont liés ou indépendants.
C. La synthèse du pigment rouge vif est contrôlée par un autre gène : $R.$
L'allèle $r^{+}$ dominant code pour une enzyme qui permet la synthèse du pigment, l'allèle récessif $r$ ne la permet pas.
Les gènes $R$ et $N$ sont situés sur le même chromosome à une distance de $34$ unités.
On croise des drosophiles femelles ayant pour génotype : $(r\;n+/r\;n^{+}\;,\ s^{+}/s^{+})$ avec des mâles $r^{+}\;n/r^{+}\;n\;,\ s^{+}/s^{+}).$
Indiquez, d'une part les phénotypes des parents, d'autres part le génotype et le phénotype des individus $F_{1}$ issus de ce croisement.
D. On croise une drosophile femelle de cette $F_{1}$ avec une drosophile mâle de génotype $(r\;n/r\;n\;,\ s^{+}/s^{+}).$
1. Citer les différents types de gamètes produits par une femelle $F_{1}$ et préciser leurs proportions
2. Indiquer, grâce à un échiquier de croisement, les phénotypes, génotypes et proportions des individus de ce croisement.
Exercice 5
On croise entre elle des drosophiles de lignée pure : une femelle sable $(s$, comme « sand »$)$, sans soies sur certaines régions du corps $(sc$, comme « scute »$)$ et sans nervures transversales sur les ailes.
Les hybrides de la $F_{1}$ sont de deux types :
$-\ $ Les femelles sont de type sauvage ;
$-\ $ Les mâles ont le corps sable, sans soies et sans nervures transversales sur les ailes.
On croise les hybrides $F_{1}$ entre eux et on obtient en $F_{2}$ les descendants suivants :
$-\ \ 280$ drosophiles de type sauvage ;
$-\ \ 19$ drosophiles à corps gris, avec des soies, sans nervures ;
$-\ \ 68$ drosophiles à corps gris, sans soies, avec des nervures ;
$-\ \ 128$ drosophiles à corps gris, sans soies, sans nervures ;
$-\ \ 140$ drosophiles à corps sable, avec soies, avec nervures ;
$-\ \ 72$ drosophiles à corps sable, avec soies, sans nervures ;
$-\ \ 21$ drosophiles à corps sable, sans soies, avec nervures ;
$-\ \ 272$ drosophiles à corps sable, sans soies, sans nervures.
Établir la carte factorielle relative aux trois gènes.
Exercice 6
On croise des mufliers de race pure différents par plusieurs caractères.
Les hybrides $F_{1}$ croisés entre eux donnent naissance en $F_{2}$ à :
$-\ \ 169$ plantes à corolle typique rouge ;
$-\ \ 370$ plantes à corolle typique rose ;
$-\ \ 187$ plantes à corolle typique blanche ;
$-\ \ 62$ plantes à corolle régulière rouge ;
$-\ \ 162$ plantes à corolle régulière rose ;
$-\ \ 63$ plantes à corolle régulière blanche ;
Quels étaient les caractères des parents de race pure.
Chercher les génotypes des hybrides $F_{1}$ et des individus $F_{2}.$
Exercice 7
Les drosophiles de phénotype sauvage ont les antennes courtes, le corps gris et les yeux rouges.
1. On croise deux drosophiles : l'une de phénotype sauvage, l'autre de race pure aux antennes courtes, corps ebony et yeux rouges. On obtient :
$-\ \ 54$ drosophiles aux antennes normales et corps gris ;
$-\ \ 57$ drosophiles aux antennes normales et corps ebony ;
$-\ \ 56$ drosophiles aux antennes courtes et corps gris ;
$-\ \ 58$ drosophiles aux antennes courtes et corps ebony.
En vous appuyant sur un raisonnement rigoureux basé sur l'analyse des données, vous indiquerez.
1.1 Les allèles dominants pour les deux caractères envisagés ;
1.2 Les types de gamètes produits par la drosophile sauvage et leurs proportions ;
1.3 Si les gènes sont liés ou non ;
1.4 Le génotype de la drosophile sauvage pour ces deux caractères.
2. On considère maintenant la transmission de la couleur des yeux (on rappelle que les drosophiles sauvages ont les yeux rouges).
Dans la population de phénotype « antennes courtes et corps ebony », il apparaît des individus aux yeux bruns (mutants récessifs). On procède à d'autres croisements :
Croisement a :
Des femelles aux antennes courtes et yeux bruns sont croisées avec des mâles aux antennes normales et yeux rouges dont on sait qu'ils sont hétérozygotes pour les deux caractères envisagés.
On obtient :
$-\ \ 497$ drosophiles aux antennes normales et yeux rouges ;
$-\ \ 506$ drosophiles aux antenne courtes et yeux bruns.
2.1 A partir de ces résultats, préciser si les gènes responsables de la longueur des antennes et de la couleur des yeux sont liés ou non.
Croisement b :
Des femelles au corps ebony et yeux bruns sont croisées avec des mâles au corps gris et yeux rouges également hétérozygotes pour les deux caractères envisagés. On obtient :
$-\ \ 182$ drosophiles au corps gris et yeux rouges ;
$-\ \ 179$ drosophiles au corps ebony et yeux rouges ;
$-\ \ 187$ drosophiles au corps gris et aux yeux bruns ;
$-\ \ 170$ drosophiles au corps ebony et yeux bruns.
2.2 Selon les résultats de ce croisement b, le type de relation entre les gènes responsables de la couleur du corps et la couleur des yeux est-il le même que dans le cas du croisement a ?
Justifiez votre réponse.
2.3 Les trois gènes gouvernant la longueur des antennes, la couleur du corps et la couleur des yeux sont-ils portés par une, deux ou trois paires de chromosomes différents ?
Précisez autant que possible votre réponse.
N.B :
On rappelle que chez la drosophile mâle il n'y jamais de crossing over.
Exercice 8
Les caractéristiques morphologiques d'un plant de tomate sont sous le contrôle de plusieurs gènes.
L'un d'eux comporte un allèle A responsable de la coloration pourpre de la tige et un allèle a qui empêche cette coloration $($un plant a $\parallel$ a est vert$).$
Un deuxième gène gouverne la forme des feuilles : l'allèle $D$ conduit à des feuilles très dentelées, alors qu'un plant d $\parallel$ d a des feuilles non dentelées.
Enfin, un troisième gène gouverne la constitution des fruits : l'allèle $M$ correspond à un fruit divisé en deux loges, un plant m $\parallel$ m produit des tomates à loges multiples.
Soient deux lignées pures de tomates,
$-\ $ L'une à tige pourpre, feuilles non dentelées, fruits à deux loges ;
$-\ $ L'autre à tige verte, feuilles dentelées, fruits à loges multiples.
On croise ces deux souches et les hybrides $F_{1}$ sont croisés entre eux.
En $F_{2}$, on obtient :
$-\ \ 27$ plants pourpres, à feuilles dentelées, à fruits à deux loges ;
$-\ \ 9$ plants pourpres, à feuilles dentelées, à fruits à loges multiples ;
$-\ \ 9$ plants pourpres, à feuilles non dentelées, à fruits à deux loges ;
$-\ \ 3$ plants pourpres, à feuilles non dentelées, à fruits à loges multiples ;
$-\ \ 9$ plants verts, à feuilles dentelées, à fruits à deux loges ;
$-\ \ 3$ plants verts, à feuilles dentelées, à fruits à loges multiples ;
$-\ \ 3$ plants verts, à feuilles non dentelées, à fruits à deux loges ;
$-\ \ 1$ plant vert, à feuilles non dentelées, à fruits à loges multiples.
Expliquez ces résultats.
Exercice 9
1. On réalise deux croisements :
$-\ 1^{er}$ croisement : on croise des drosophiles mâles aux antennes courtes (mutation artisanales : al) et aux yeux rugueux (mutations échinus : ec) de race pure, avec des drosophiles femelles sauvages (antennes longues et yeux lisses) également de race pure.
Toutes les drosophiles obtenues en $F_{1}$ ont des antennes longues et yeux lisses
$-\ 2^{ième}$ croisement : on croise des drosophiles femelles de race pure aux antennes courtes et aux yeux rugueux, avec des drosophiles mâles sauvages et de race pure.
Toutes les drosophiles obtenues en $F_{1}$ ont des antennes longues, mais les mâles ont des yeux rugueux et les femelles ont des yeux lisses.
Comparez les résultats de ces deux croisements et tirez tous les renseignements possibles.
Quels sont les génotypes des parents et des individus de la $F_{1}$ dans chacun des croisements.
2. on croise entre eux les individus de la $F_{1}$ à l'issu du $2^{ième}$ croisement.
a. Quels types de gamètes produiront les drosophiles de la $F_{1}$ ?
b. Quels sont, et dans quels proportions, les phénotypes auxquels on peut s'attendre à trouver en $F_{2}$ ?
Exercice 10
Le Bombyx du Mûrier est un papillon dont la larve, le ver à soie, file un cocon dans lequel se forme la nymphe ou chrysalide qui au cours d'une dernière mue donne le papillon adulte.
Le cycle de reproduction complet dure environ $75$ jours.
Il est possible, en faisant varier les conditions (température), de retarder l'éclosion des œufs ou de maintenir la chrysalide en diapause (période d'arrêt de métamorphose) et de provoquer la sortie de l'adulte.
Une femelle fécondée pond plusieurs centaines d'œufs $(400$ à $800).$
A. TOYAMA a effectué le croisement d'une variété de Bombyx dont les vers contiennent du sang incolore et filent un cocon blanc et d'une variété dont les vers contiennent du sang jaune (pigments caroténoïdes) et filent un cocon jaune.
Quelque soit le type de croisement, les vers obtenus filent un cocon jaune.
En accouplant les papillons obtenus à partir de ces cocons, TOYAMA a obtenu les résultats suivants
$-\ \ 4917$ cocons jaunes
$-\ \ 1654$ cocons blancs.
1. Interprétez ces résultats.
2. Précisez les génotypes possibles des vers à cocons jaunes de la deuxième génération et leur probabilité.
3. Décrire et justifier une méthode permettant de contrôler leur génotype.
4. Expliquez le mécanisme chromosomique de la transmission des caractères.
5. En croisant une variété à vers rayés et une variété à vers pâles, TOYAMA a obtenu des vers rayés.
A la deuxième génération, il a obtenu
$-\ \ 3674$ vers rayés
$-\ \ 1196$ vers pâles.
Analysez brièvement la transmission de ce couple de caractères.
B. Le croisement d'une variété à vers pâles et cocons jaunes et d'une variété à vers rayés et cocons blancs ne donne que des vers rayés à cocons jaunes.
A la deuxième génération, Toyama a obtenu, à partir de $16$ couples, les résultats suivants :
$-\ \ 3038$ vers rayés à cocons jaunes
$-\ \ 1003$ vers piles à cocons jaunes
$-\ \ 1078$ vers rayés à cocons blancs
$-\ \ 347$ vers pales à cocons blancs.
1. Interprétez ces résultats en les comparants $À$ ceux $d'A-1.$
2. Représentez schématiquement la transmission des caractères des parents à la deuxième génération en liaison avec le comportement des chromosomes.
3. Précisez les génotypes possibles des vers rayés à cocons jaunes de la deuxième génération, leur probabilité et le génotype des gamètes obtenus dans chaque cas.
Décrire une méthode permettant de contrôler ces génotypes et les résultats qu'il est possible d'obtenir.
4. On cherche à sélectionner une variété pure à vers à rayés et cocons jaunes en accouplant les papillons obtenus à la deuxième génération.
Lesquels doit-on choisir ?
Quelle est la probabilité d'obtenir une ponte pure ?
Cette méthode seule permet-elle de sélectionner la variété pure ?
5. Sachant qu'il est possible de conserver les spermatozoïdes d'un papillon mâle afin d'utiliser plusieurs fois la même semence, précisez comment il est possible de sélectionner une semence pure de « rayés - jaunes ».
C. Le Bombyx du Mûrier possède $56$ chromosomes que l'on ne peut ranger par paires quel que soit le sexe. Au microscope optique, il n'est pas actuellement possible de distinguer les chromosomes sexuels.
TANAKA a croisé des papillons provenant de vers à peau opaque contenant des granulations d'urates et de vers à peau transparente.
Les résultats ont été différents selon les sexes des parents.
$-\ $ Croisement $A$ : femelle de variété à peau transparente et mâle de variété à peau opaque :
Tous les vers obtenus ont la peau opaque.
$-\ $ Croisement $B$ : femelle à peau opaque et mâle à peau transparente :
Les vers mâles obtenus ont la peau opaque, les vers femelles ont la peau transparente.
1. D'après le croisement $A$, que peut-on dire des caractères ?
2. D'après les croisements $A$ et $B$ que peut- on dire du mode particulier de transmission de ces caractères ?
Comparez la transmission du sexe chez le Bombyx et chez d'autres espèces (Drosophiles, Homme)
Exercice 11
A : Chez une espèce de plante ornementale, il existe de nombreuses variétés qui se distinguent par la forme des feuilles et par la couleur des pétales.
On croise deux lignées pures, l'une à feuilles entières et à pétales blancs, l'autre à feuilles découpées et à pétales violets.
La $1^{ière}$ génération $F_{1}$ obtenue comprend $237$ plantes à feuilles entières et à pétales violets.
2.1 Que peut-on déduire de ces résultats ? (0.5 pt)
Le croisement des individus de la génération $F_{1}$ entre eux donne une génération $F_{2}$ composée de
$-\ \ 487$ plantes à feuilles entières et à pétales violets ;
$-\ \ 242$ plantes à feuilles entières et à pétales blancs ;
$-\ \ 245$ plantes à feuilles découpées et à pétales violets.
2.2 Comment peut-on expliquer ces résultats ? (01 pt)
2.3 Indiquez le génotype des parents, des individus de la génération $F_{1}$ puis, établissez l'échiquier de croisement pour la génération $F_{2}.$ (01.5 pt)
B : Un horticulteur réalise un croisement entre deux plantes à feuilles entières et à pétales violets, qui sont hybrides pour les deux caractères.
Les graines obtenues et semées ont donné les résultats suivants :
$-\ \ 04$ plantes à feuilles découpées et à pétales blancs ;
$-\ \ 42$ plantes à feuilles découpées et à pétales violets ;
$-\ \ 85$ plantes à feuilles entières et à pétales violets ;
$-\ \ 43$ plantes à feuilles entières et à pétales blancs.
2.4 Comparez ces résultats à ceux du croisement effectué à la partie $A$ de l'exercice.
2.5 Faites une interprétation chromosomique des résultats obtenus par l'horticulteur.
Exercice 12
Chez une espèce d'insectes, on réalise deux croisements entre deux races pures différentes par la couleur des yeux.
Les résultats obtenus sont les suivants :
$-\ $ Premier croisement :
$$\text{Parent femelle à [œil rouge brique]}\times\text{Parent mâle à [œil blanc]}$$
$100\%$ de $F_{1}$ à [œil rouge brique]
$-\ $ Deuxième croisement :
$$\text{Parent femelle à [œil blanc]}\times\text{Parent mâle à [œil rouge brique]}$$
$50\%$ de $F_{1}$ femelle à [œil rouge brique]
$50\%$ de $F_{1}$ mâle à [œil blanc]
Que peut-on déduire des résultats du premier croisement ?
Quelle hypothèse les résultats du deuxième croisement permettent-ils de formuler quant à la localisation chromosomique du gène responsable de la couleur de l'œil ?
Les caryotypes de la femelle et du mâle de cette espèce sont représentés ci-dessous :
En quoi l'examen de ces caryotypes permet-il d'appuyer l'hypothèse formulée précédemment à la question 1.2 ?
Donnez les génotypes des parents et des hybrides $F_{1}$ dans chacun des deux croisements réalisés.
Exercice 13
Dans l'espèce humaine, une enzyme $E$ $($le glucose $6$ phosphate déshydrogénase$)$ se présente sous deux formes $A$ et $B.$
Ces deux formes ont la même activité enzymatique, mais elles se distinguent lors de leur extraction par électrophorèse :
A migre plus rapidement que $B.$
Chacune des deux formes est codée par un allèle codominant du même gène $(A$ et $B)$ porté par le chromosome $X.$
1. Le document 4 montre les résultats des électrophorèses réalisées pour un couple et leurs trois enfants : Sophie, Ali et Mamadou.
a. Quel est le génotype du père, celui de la mère ?
b. Que peut-on dire de Mamadou ?
Justifier.
2. Un autre couple présentant respectivement les mêmes résultats d'électrophorèses que le couple précédent a deux filles, Nafi et Fatou.
Une des filles présente une anomalie.
Quelle fille ?
Quelle anomalie ?
3. Avec de tels parents, quel type d'électrophorèse présenterait une petite fille trisomique $21$ ?
Document 4
Remarque :
L'électrophorèse est une technique pour séparer des constituants chimiques porteurs de charges électriques différentes.
Ainsi, déposées sur un papier spécial et placées dans un champ électrique, les protéines se séparent d'autant plus vite que leur charge électrique est plus forte et leur masse molaire plus faible.
Elles se dispersent ainsi en bandes parallèles que l'on peut ensuite fixer et colorer.
Exercice 14
Certaines maladies sont provoquées par des déficiences enzymatiques : par exemple, la guanine est normalement dégradée en acide urique au cours d'une chaîne de réactions successives et une déficience enzymatique au niveau de l'une des étapes de cette chaîne provoque diverses anomalies parmi lesquelles une paralysie grave entraînant généralement la mort avant la puberté.
Le document 8 représente l'arbre généalogique d'une famille atteinte de cette maladie.
1. Le gène responsable de cette maladie est-il dominant ou récessif ?
Justifiez votre réponse.
2. Expliquer le mode de transmission de ce gêne.
3. Il est très peu probable de rencontrer une fillette souffrant de cette
maladie : comment l'expliquez-vous ?
4. Les enfants $26$ et $27$ sont des jumeaux.
Comment expliquez – vous qu'un seul des deux souffre de la maladie ?
5. Quelles sont les probabilités pour que l'enfant attendu par le couple $21\- -\ 22$, soit malade ?
Exercice 15
Dans une famille dont l'arbre généalogique est représenté par le document $9A$, sévit une maladie héréditaire grave.
Le couple $5\ -\ 6$ attend un second enfant $(8)$ et demande l'établissement d'un diagnostic prénatal.
Des caryotypes sont réalisés : document 9B ; seuls les chromosomes impliqués dans la maladie sont figurés.
1. D'après l'arbre généalogique, la maladie se transmet – elle suivant un mode dominant ou récessif ?
Justifier votre réponse.
2. L'allèle responsable de la maladie peut-il être porté par :
un autosome ?
un chromosome sexuel ?
Lequel ?
Justifier vos réponses.
3. Comparer les chromosomes de la mère $(5)$ et ceux du père $(6).$
Identifier les.
4. Déterminer le sexe du fœtus.
Les craintes des parents sont-elles fondées ?
Exercice 16
Première partie :
On se propose d'étudier quelques anomalies chromosomiques connues dans l'espèce humaine.
A. La figure 1 montre les chromosomes étalés d'une cellule humaine normale, fixée lors d'une étape de la gamétogenèse.
1. A partir de l'examen de la figure 1, précisez cette étape de la gamétogenèse ainsi que le sexe du sujet.
Justifiez vos réponses.
2. En vous référant à la figure 2 qui représente le schéma d'interprétation de la structure $A$ contenue dans la figure 1, et en utilisant des couleurs différentes, schématisez les aspects de chromosomes obtenus à la fin de chacune des divisions de méiose.
B. On s'intéresse par ailleurs à quelques caryotypes anormaux.
3. Le syndrome de Down :
Les individus atteints de cette anomalie présentent les symptômes suivants : petite taille, tête ronde, visage large, arriération mentale, etc.
Ils sont féconds.
La figure 3 montre le caryotype d'un individu présentant ce syndrome.
3.1 Que déduisez-vous de l'analyse complète de ce caryotype ? (0.5 point)
3.2 On pense que le syndrome de Down résulte d'une anomalie qui s'est produite au cours de la gamétogenèse.
Sachant que les deux parents sont normaux, expliquez avec des schémas à l'appui, comment cette anomalie a pu apparaître chez le sujet.
N.B :
On ne considèrera que les chromosomes de la $21^{ième}$ paire et les gonosomes.
4. Les syndromes de Turner et de Klinefelter :
Les personnes atteintes du syndrome de Turner sont de sexe féminin mais ne possèdent qu'un seul chromosome à la $23^{ième}$ paire.
Elles présentent entre autres symptômes, l'absence d'hormones ovariennes et un faible développement des caractères sexuels secondaires.
Les personnes atteintes du syndrome de Klinefelter sont de sexe masculin et possèdent un chromosome $X$ surnuméraire.
Elles présentent les symptômes suivants : testicules atrophiés, arriération mentale, etc.
Écrivez la formule chromosomique d'un sujet atteint du syndrome de Turner et d'un sujet atteint du syndrome de Klinefelter.
Deuxième partie :
On se propose maintenant d'examiner quelques faits d'hérédité liés à ces anomalies.
C. Les globules rouges de certaines personnes possèdent un agglutinogène (antigène) dont la synthèse est commandée par un gène $« g ».$
Si l'on transfuse le sang de ces personnes à d'autres personnes qui ne possèdent que l'allèle $g_{a}$ du même gène, il se produit une légère agglutination.
5. Chez les individus présentant un caryotype normal, quand le père a le phénotype $[g_{a}]$ et la mère le phénotype $[g]$, les fils ont toujours le phénotype $[g]$ et les filles le phénotype $[g_{a}].$
Quand la mère a le phénotype $[g_{a}]$ et le père le phénotype $[g]$, les fils comme les filles peuvent avoir l'un ou l'autre phénotype.
A l'aide d'un raisonnement rigoureux, précisez quel est le chromosome porteur du gène
$« g »$ puis déterminez la relation de dominance entre les allèles $g$ et $g_{a}$, et expliquez les résultats obtenus.
6. Un homme atteint du syndrome de Klinefelter a le phénotype $[g_{a}].$
Son père a le phénotype $[g_{a}]$ et sa mère le phénotype $[g].$
6.1 Quel parent a produit le gamète défectueux ?
Justifiez votre réponse.
6.2 A quelle étape de la gamétogenèse a pu se produire l'anomalie ?
6.3 Quelle serait votre réponse à la question 6.1 si le malade avait présenté le phénotype $[g]$, les phénotypes parentaux restant identiques ?
Justifiez votre réponse.
D.7. Une femme atteinte du syndrome de Turner est en même temps daltonienne.
On rappelle que le daltonisme est une anomalie de la vision des couleurs commandée par un gène porté par le chromosome $X.$
7.1 Comment expliquez-vous l'apparition de la maladie chez cette femme sachant qu'aucun de ses parents n'est daltonien ?
7.2 Comment expliqueriez-vous l'apparition de la maladie chez cette femme si son père est lui-même daltonien tandis que sa mère a une vision normale des couleurs ?
8. Enfin la situation suivante a été observée de manière exceptionnelle : chez des jumelles vraies, il peut arriver, dans des cas très rares, qu'une seule d'entre elles soit atteinte.
On rappelle que les jumeaux vrais sont issus d'un zygote unique qui, au cours du développement embryonnaire, se scinde et donne naissance à deux embryons.
Expliquez alors comment, dans ces cas très rares, qu'une seule des jumelles vraies soit atteinte du syndrome de Turner.
Exercice 17
Les phénotypes désignés sous le terme d'albinisme sont divers.
Les individus atteints d'albinisme oculo-cutané ont une peau d'un blanc cireux, les cheveux blancs, ainsi que les poils, cils et sourcils.
A cela s'ajoutent des troubles de la vision plus ou moins sévères.
Les personnes atteintes d'albinisme oculaire ont une pigmentation de la peau légèrement déficiente.
En revanche, ils ont un déficit pigmentaire très net au niveau de la rétine et une acuité visuelle considérablement abaissée.
A partir des informations extraites de l'analyse des arbres généalogiques $1$ et $2$, indiquez si ces deux types d'albinisme semblent dus à des allèles différents d'un même gène ou à deux gènes différents.
Exercice 18
La figure présente l'arbre généalogique d'une famille d'albinos (cheveux, cils, poils sans pigment).
1. Quel semble être le déterminisme de ce caractère albinos ?
L'allèle responsable est-il dominant ?
Quelle est sa localisation la plus plausible, sur les autosomes ou les chromosomes sexuels ?
2. Cathy $(IV2)$ épouse Mike, également albinos.
Leur famille leur prédit que tous leurs enfants seront albinos.
Cette information est-elle compatible avec les informations que vous avez proposées plus haut ?
3. Cathy accouche d'une fille, Roselyn, parfaitement normale.
Pour éliminer l'hypothèse d'une erreur de filiation du père, on détermine les groupes sanguins $A$, $B$, $O$ et Rhésus chez Roselyn et ses parents.
$-\ $ Mike, le père est de groupe $[O.\ Rh^{-}q^{+}]$
$-\ $ Cathy, la mère, est de groupe $[B\;,\ Rh^{-}]$ ;
$-\ $ Roselyn, la fille est de groupe $[O\;,\ Rh^{-}].$
Ces résultats permettent-ils d'affirmer que Roselyn n'est pas la fille du couple ?
D'affirmer que Roselyn est la fille du couple ?
De dire seulement que Roselyn peut être la fille du couple ?
Exercice 19
L'aniridie est une malformation très rare caractérisée par l'absence d'iris et non transmise par les chromosomes sexuels
Répondez par vrai ou faux aux affirmations et justifiez vos réponses.
1. Les individus atteints sont homozygotes pour ce caractère.
2. L'individu $5$ porte la malformation à l'état caché.
3. Le couple $3\ -\ 4$ aurait pu avoir un garçon atteint.
4. Le troisième enfant $(15)$ du couple $7\ -\ 8$ a une chance sur deux d'être atteint.
Exercice 20
Il existe une forme d'anémie se caractérisant par une destruction trop rapide des hématies.
Il s'agit d'une anomalie génétique se, traduisant par une absence en glucose $-6-$ phosphate déshydrogénase $(G6PD)$, enzyme intervenant dans le métabolisme glucidique, de l'hématie.
Une étude faite sur trois familles différentes a permis de tracer leur arbre généalogique
1. Parmi les trois arbres généalogiques, déterminez celui qui permet de déduire si l'allèle responsable de la maladie est dominant ou récessif.
2. Sachant que l'individu $1$ de la famille de la famille $C$ n'est pas porteur de l'allèle en cause, montrez que le gène est porté par la partie du chromosome $X$ qui n'a pas son équivalent en $Y.$
On désignera les deux allèles par $N$ et $n.$
3. Écrivez le (s) génotype (s) possible (s) pour tous les membres de la famille $C.$
4. Déterminez le risque pour la femme $3$ de la famille $C$ de mettre au monde un enfant déficient en $G6PD.$
Que devient ce risque si le futur enfant est un garçon ?
Exercice 21
Sordaria est un champignon haploïde se reproduisant grâce à des spores formées lors d'un cycle complexe dont quelques étapes sont schématisées sur le document.
Le document 1b précise les variations de la quantité $d'ADN$ par noyau lors de la formation des asques.
On réalise un croisement entre deux souches de Sordaria différant par un caractère, la couleur des spores.
Cette couleur dépend d'un gène présentant deux allèles, l'un responsable de la couleur noire, l'autre de la couleur blanche.
Le document 2a présente les asques obtenus.
On observe, document 2b, que les asques sont de type $4/4$, $2/2/2/2$ ou $2/4/2.$
En exploitant les documents fournis, expliquez la formation des asques de type $4/4$ et $2/2/2/2$ en schématisant le comportement des chromosomes et des allèles au cours des trois divisions du document 1a
Commentaires
Adama (non vérifié)
dim, 07/25/2021 - 21:22
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Décrocher le bac
Adama (non vérifié)
dim, 07/25/2021 - 21:24
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Décrocher le bac
Anonyme (non vérifié)
mar, 11/16/2021 - 00:04
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Machallah bonne série
Alexandre (non vérifié)
dim, 06/05/2022 - 07:29
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Je veux la correction de l'exercice
Solène (non vérifié)
lun, 08/22/2022 - 09:21
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Exercice 2
Bouna (non vérifié)
ven, 06/09/2023 - 18:36
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Pour etudier
Abdou Hassan bachir (non vérifié)
sam, 07/01/2023 - 09:49
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Améliorer mon svt
Abdou Hassan bachir (non vérifié)
sam, 07/01/2023 - 09:51
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Améliorer mon svt
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