L’origine du génotype des individus
Fiche de révision SVT Terminale avec schémas, définitions, méthode, erreurs fréquentes et mini-entraînement corrigé.
Fiche SVT Terminale – Génétique
L’origine du génotype des individus
Cette fiche explique comment la reproduction sexuée, la méiose, la fécondation, les mutations et certains accidents génétiques construisent le génotype des individus et participent à la diversité du vivant.
Ce qu’il faut savoir faire
- Définir homozygote, hétérozygote, allèle, génotype et phénotype.
- Expliquer le rôle de la méiose dans la production de gamètes génétiquement différents.
- Distinguer brassage interchromosomique et brassage intrachromosomique.
- Utiliser un tableau de croisement pour prévoir des génotypes possibles.
- Comprendre le principe du croisement-test.
- Expliquer comment des accidents de méiose ou des mutations participent à la diversification des génomes.
1. Notions de base : génotype, allèles, homozygote et hétérozygote
Le génotype correspond à l’ensemble des allèles possédés par un individu. Pour un gène donné, un individu diploïde possède généralement deux allèles : l’un reçu du parent maternel, l’autre du parent paternel.
Homozygote
Les deux allèles d’un gène sont identiques.
AA ou aa
Hétérozygote
Les deux allèles d’un gène sont différents.
Aa
2. La reproduction sexuée crée des individus génétiquement uniques
La reproduction sexuée repose sur deux étapes complémentaires : la méiose et la fécondation. La méiose fabrique des gamètes haploïdes, tandis que la fécondation réunit deux gamètes pour former une cellule-oeuf diploïde.
2n chromosomes
formation des gamètes
n chromosomes
union de deux gamètes
nouveau génotype
Chaque génération reçoit donc une combinaison nouvelle d’allèles. C’est la raison pour laquelle deux individus issus des mêmes parents, sauf vrais jumeaux, ne possèdent pas exactement le même génotype.
3. La méiose : une source majeure de brassage génétique
La méiose est une division particulière qui produit quatre cellules haploïdes à partir d’une cellule diploïde. Elle réduit le nombre de chromosomes et crée des combinaisons nouvelles d’allèles.
4. Le brassage interchromosomique
Le brassage interchromosomique correspond à la répartition aléatoire des chromosomes homologues lors de la première division de méiose. Il concerne surtout les gènes situés sur des chromosomes différents : on parle alors de gènes indépendants.
Exemple avec deux gènes indépendants
Un individu de génotype AaBb peut produire quatre types de gamètes si les deux gènes sont portés par deux paires de chromosomes différentes.
25 %
25 %
25 %
25 %
Chromosomes homologues : A / a B / b Orientation possible 1 : A avec B et a avec b Orientation possible 2 : A avec b et a avec B Gamètes obtenus : AB, Ab, aB, ab
Pour n paires de chromosomes, le nombre de combinaisons possibles liées à ce mécanisme est 2n. Chez l’être humain, ce seul mécanisme produit déjà une très grande diversité de gamètes.
5. Le brassage intrachromosomique et le crossing-over
Le brassage intrachromosomique se produit lorsque des chromosomes homologues échangent des fragments de chromatides pendant la prophase I de méiose. Cet échange s’appelle un crossing-over.
Lorsque deux gènes sont situés sur le même chromosome, ils sont dits liés. Sans crossing-over, les associations d’allèles parentales sont surtout transmises. Avec crossing-over, des associations nouvelles apparaissent.
Gamètes parentaux
Ils conservent les associations initiales.
AB et ab
Gamètes recombinés
Ils résultent d’un crossing-over.
Ab et aB
6. La fécondation amplifie la diversité génétique
La fécondation réunit au hasard un gamète mâle et un gamète femelle. Comme chaque parent produit une grande diversité de gamètes, la rencontre de deux gamètes crée un très grand nombre de génotypes possibles.
Tableau de croisement : AaBb x AaBb
| Gamètes | AB | Ab | aB | ab |
|---|---|---|---|---|
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Ce tableau permet de prévoir les génotypes possibles des descendants et, si l’on connaît la dominance des allèles, les phénotypes attendus.
7. Les principes de base de l’analyse génétique
L’analyse génétique consiste à comprendre comment les caractères se transmettent. Elle s’appuie sur des croisements, des arbres généalogiques et, aujourd’hui, sur des techniques de séquençage de l’ADN.
Lignée pure
Individu homozygote pour le ou les gènes étudiés. Les croisements entre lignées pures permettent d’étudier la dominance et la récessivité.
Croisement-test
Croisement entre un individu à tester et un homozygote récessif. Il permet de révéler les gamètes produits par l’individu testé.
Exemple de croisement-test : Individu testé : Aa Individu récessif : aa Descendance possible : 50 % Aa et 50 % aa
Chez l’être humain, on ne réalise pas de croisements expérimentaux. L’étude d’une famille, d’un arbre généalogique ou d’une séquence d’ADN permet de relier certains génotypes à certains phénotypes.
8. Les accidents génétiques de la méiose
La méiose peut présenter des anomalies. Certaines sont graves, mais elles peuvent aussi contribuer à la diversification des génomes au cours de l’évolution.
8.1 Mauvaise migration des chromosomes
Une non-disjonction correspond à une séparation anormale des chromosomes homologues ou des chromatides. Elle produit des gamètes avec un chromosome en trop ou en moins.
gamètes équilibrés : n
gamètes n+1 ou n-1
trisomie ou monosomie possible
8.2 Crossing-over inégal
Un crossing-over inégal est un échange non équilibré entre chromatides. Il peut entraîner une duplication ou une perte de gène.
Avant : A - B - C A - B - C
Erreur : appariement incorrect + échange inégal
Après : A - B - B - C A - C
duplication délétionLa duplication d’un gène peut être importante dans l’évolution : une copie conserve la fonction initiale, tandis que l’autre peut accumuler des mutations et acquérir une nouvelle fonction. À long terme, cela peut former une famille multigénique.
9. Stabilité génétique, mitose et évolution clonale
La mitose produit deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère. Elle assure donc la stabilité du génome au cours des divisions cellulaires.
Cependant, une mutation peut apparaître dans une cellule. Si cette cellule se divise, elle transmet la mutation à toutes ses descendantes : on obtient alors une population clonale portant cette modification.
Les tumeurs cancéreuses peuvent ainsi provenir de populations clonales de cellules ayant accumulé des mutations favorisant leur multiplication.
10. Carte mentale de synthèse
Mots-clés à connaître
11. Erreurs fréquentes à éviter
12. Mini-entraînement corrigé
Exercice 1 – Gamètes produits par un individu AaBb
Question : un individu AaBb possède deux gènes indépendants. Quels gamètes peut-il produire ?
Réponse : il peut produire les gamètes AB, Ab, aB et ab en proportions égales. Cela s’explique par le brassage interchromosomique.
Exercice 2 – Gènes liés
Question : deux gènes sont portés par le même chromosome. Pourquoi les gamètes recombinés sont-ils moins fréquents ?
Réponse : parce qu’ils nécessitent un crossing-over entre les deux gènes. Si ce crossing-over ne se produit pas, les associations parentales sont conservées.
Exercice 3 – Accident de méiose
Question : une mauvaise séparation des chromosomes produit un gamète avec un chromosome en plus. Quelle conséquence peut apparaître après fécondation ?
Réponse : après fécondation, l’individu peut présenter une trisomie si la cellule-oeuf possède trois exemplaires d’un chromosome.
13. Bilan à mémoriser
Le génotype d’un individu est le résultat d’une succession de mécanismes. La méiose fabrique des gamètes différents grâce aux brassages interchromosomique et intrachromosomique. La fécondation associe au hasard deux gamètes et crée un nouveau génotype. Les mutations et accidents génétiques peuvent modifier les génomes, tandis que la mitose permet de conserver l’information génétique dans les populations clonales.
Méiose + fécondation + mutations = diversité génétique des individus.
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Sujet
Expliquez comment la méiose et la fécondation participent à l’apparition de nouveaux génotypes chez les descendants.
Réponse attendue
La méiose produit des gamètes haploïdes à partir d’une cellule diploïde. Elle crée de la diversité par deux mécanismes. D’abord, le brassage interchromosomique correspond à la répartition aléatoire des chromosomes homologues lors de la première division de méiose. Il permet d’obtenir différentes combinaisons d’allèles lorsque les gènes sont situés sur des chromosomes différents. Ensuite, le brassage intrachromosomique repose sur les crossing-over, c’est-à-dire des échanges de fragments entre chromatides de chromosomes homologues pendant la prophase I. Ces échanges peuvent créer des gamètes recombinés.
La fécondation amplifie ensuite cette diversité, car elle associe au hasard deux gamètes génétiquement différents. La cellule-oeuf obtenue possède donc une combinaison d’allèles originale. Ainsi, la reproduction sexuée explique que chaque descendant présente un génotype unique.