TD génétique L2

7/25/2019 TD génétique L2

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UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA

TECHNOLOGIE HOUARI

BOUMEDIENE.

FACULTE DES SCIENCES BIOLOGIQUES

TD deG E N E T I Q U E

EXERCICES D'APPLICATION DU COURS DE GENETIQUE

DEUXIEME ANNEE SNV



2

MATERIEL GENETIQUE

EXERCICE 1

L'analyse en bases azotées de l'ADN provenant de divers organismes a donné les pourcentages regroupés

dans le tableau ci-après :

Organismes Bases azotées

Adénine Thymine Guanine Cytosine

Homme 31.0 31,5 19,1 18,4

Saumon 29,7 29,1 20,8 20,4

Criquet 29,3 29,3 20,5 20,7

Bactériophage T2 32,8 32,8 18,2 16,6

Bacille de la

tuberculose 16,1 14,8 34,9 35,4

1) Interprétez ces résultats. Quelle relation simple existe-t-il entre les différentes bases de chaque organisme ?

2) Quelle hypothèse concernant la structure de l'ADN pouvez-vous déduire de cette relation ?

EXERCICE 2

Les rapports des quantités de bases de l'ADN des mêmes espèces étudiées dans l'exercice N°1 sont donnés dans le

tableau ci-après :

Rapports

Espèces

A+G (1)

C+T

A+T (2)

G+C

Homme 1,004 1,67Saumon 1,02 1,43

Criquet 0,996 1,42

Bactériophage T2 1,03 1,896

Bacille de la tuberculose 1,0159 0,440

1) Quels renseignements tirez-vous du rapport (1) ?

2) Même question pour le rapport (2) ?

3) Quelles conclusions tirez-vous de ces renseignements ?

4) Que pouvez-vous déduire, si le rapport (2) pour un ADN donné est égal à 1 ?

5) Expliquez dans quel cas les 2 rapports peuvent être égaux entre eux pour un ADN bicaténaire donné ?

EXERCICE 3

Le rapport A+T dans un brin simple d'une molécule de l'ADN est de 0,2.

G+C

A) Quel est le rapport A+T du brin complémentaire ?

G+C

B) Si le rapport A+G est de 0,2 ; quelle sera la valeur de ce rapport dans la chaîne complémentaire ?

T+C

C) Quel est le rapport A+G dans la double chaîne de l'ADN de A et B ?

T+C

EXERCICE 4

On connaît le virus jX174. On extrait de l'ADN de ce virus et on le compare à celui des Mammifères. On sedemande, en effet, si on n'est pas en présence d'un ADN à un seul brin (ADN monocaténaire).

A l'analyse, l'ADN viral présente une composition en bases comprenant :

32% de cytosine, 29% d'adénine, 22% de thymine et 17% de guanine.



3

1) En quoi cette composition est-elle inhabituelle quand on la compare à celle de l'ADN d'un Mammifère ?

2) Cet ADN P1 est utilisé comme matrice pour la synthèse d'ADN in vitro. Le produit synthétisé P2 a la

composition suivante : 17% de cytosine, 22% d'adénine, 29% de thymine et 32% de guanine.

Quelle relation existe-t-il entre la composition de P1 et celle de P2 ?

3) On fait la même expérience avec un ADN de Mammifère P'1 que l'on fait répliquer comme dans

l'expérience précédente. Que peut-on dire des compositions de P'1 et P'2 nouvel ADN formé ?

4) L'ADN du virus est-il formé d'un brin ou de deux ? Exposez vos arguments.

5) Dans une même molécule d'ADN bicaténaire, chacun des deux brins complémentaires véhiculeraient-ilsla même information biologique ?

EXERCICE 5

On a isolé de l'ADN "A" à partir de virions d'un type viral déterminé. Sa composition en bases a été mesurée

à 1% près. On a mesuré de la même manière la composition en bases d'un ADN "B" d'origine inconnue.

A G C T

ADN "A" 21 29 28 22

ADN "B" 25 24 18 33

1) Que vous suggère la composition en bases de l'ADN A ? Pourquoi ?

2) Même question pour l'ADN B.

Des solutions d'ADN "A" et "B" sont soumises à un chauffage progressif. On mesure pendant ce chauffage

l'absorption à 260 nm de ces solutions. Les résultats sont indiqués dans la figure1. On soumet ensuite ces mêmes

solutions à un refroidissement progressif (Figure2).

Les courbes A et B s'appliquent respectivement à l'ADN "A" et "B".

Absorption (260nm) absorption (260nm)

A

B B

A

40 60 80 100 q en °C 100 80 60 40 q en °C

Figure 1 Figure 2.

1) Interprétez la courbe A dans la figure 1 puis la figure 2.

2) Le profil de la courbe B peut-il vous aider à interprétez les résultats relatifs au % de bases de l'ADN B ?

Commentez.

EXERCICE 6

La quantité d'ADN contenue dans les cellules de la carpe a été déterminée selon les techniques suivantes :

1° Technique :

L'ADN a été chimiquement extrait d'une masse M de matériel en utilisant une méthode quantitative. D'une part, le

nombre de cellules constituant la masse M a été déterminé soit par mesure de sections cellulaires sur des coupes de

tissu observées au microscope optique (dans le cas du foie) soit directement à l'hématimètre sur une fraction aliquote

(dans le cas des érythrocytes et des spermatozoïdes). Les résultats sont les suivants :

Foie : Expérience 1 : 4,2 x 108 cellules 1,38 mg ADN

Expérience 2 : 8,6 x 108 cellules 2,80 mg ADN

Expérience 3 : 6,9 x 108 cellules 2,28 mg ADN.

Erythrocytes : Expérience 1 : 5,5 x 108 cellules 1,87 mg ADN

Expérience 2 : 7,6 x 108

cellules 2,58 mg ADN

Spermatozoïdes : Expérience 1 : 7,1 x 108 cellules 1,16 mg ADN

Expérience 2 : 12,6 x 108 cellules 2,05 mg ADN.

2° Technique :

Les tissus ou cellules ont été fixés et colorés au Feulgen. La coloration des noyaux a été quantifiée par

microphotométrie et les quantités d'ADN calculées au moyen d'une table de correspondance



4

Coloration = f (quantité d'ADN). Les valeurs ci-dessous sont une moyenne établie sur 100 noyaux.

Foie : Expérience 1 : ADN = 3,2 x 10-12 g/noyau

Expérience 2 : ADN = 3,3 x 10-12

g/noyau .

Erythrocytes : Expérience 1 : ADN = 3,45 x 10-12

g/noyau


g/noyau.

3° Technique :

Les cellules du foie ont été séparés les unes des autres par dilacération. Des préparations par écrasement ont étéréalisées à partir de ces cellules et à partir d'érythrocytes. L'ADN nucléaire a été estimé par microphotométrie

d'absorption ultraviolette (l =2600 ). Les résultats sont les suivants :

Foie : Expérience 1 : ADN = 3,3 x 10-12

g/noyau


g/noyau.

Erythrocytes : Expérience 1 : ADN = 3,4 x 10-12 g/noyau.

Expérience 2 : ADN = 3,5 x 10-12 g/noyau.

1) Que peut-on dire de la fiabilité des techniques utilisées ?

2) Ces résultats sont-ils compatibles avec le fait que l'ADN constitue le matériel génétique ?

3) Quelle précision apportent-ils quant à la localisation cellulaire?

4) Dans un tissu embryonnaire de carpe, des dosages de l'ADN cellulaire ont conduit à des quantités

légèrement supérieures à celles trouvées ici. Pensez-vous que ce résultat soit en contradiction avec laconstance de la quantité d'ADN/cellule ? Pourquoi ?

EXERCICE 7

Meselson et Stahl ont mis au point une technique d'obtention du gradient de densité par centrifugation à

grande vitesse (ultracentrifugation différentielle). Cette technique permet de séparer des ADN de densité très

légèrement différente: par exemple, des ADN contenant des atomes d'azote lourd15

N peuvent être séparés des ADN

analogues contenant des atomes d'azote normal(léger)14 N.

1°) Des bactéries sont cultivées dans un milieu de culture dont la source d'azote contient uniquement de

l'azote lourd15

N. L'ADN est extrait de ces bactéries placées dans un tube à centrifugation et centrifugées pendant 24

heures avec une accélération de 100000 g.L'aspect du tube en fin de centrifugation est celui de la figure 1. La bande sombre correspond dans le gradient de

densité qui s'est établi (de 1,69 à 1,74) un ADN de densité 1,724.

2°) Des bactéries de la même espèce cultivées dans un milieu dont la source d'azote contient uniquement de

l'azote normal14 N et dont l'ADN est centrifugé donnent le résultat représenté par la figure 2.

3°) L'ADN est extrait de bactéries cultivées dans un milieu contenant15 N, puis placées au début de

l'expérience dans un milieu contenant14 N. Ces bactéries sont cultivées dans des conditions provoquant la

synchronisation des divisions.

L'aspect des tubes à centrifugation est donné par la figure 3.

a. indique le début de l'expérience.

b. indique la fin de la 1° division.

c. indique la fin de la 2° division.

Interprétez les résultats des 3 types d'observations, sachant que, pour chaque centrifugation, on a placé dans le tube la

même quantité d'ADN; imaginez les schémas de la molécule d'ADN traduisant cette interprétation.

Extrémité centripète

1,69

Augmentation de

la densité de la 1,71 1,71

solution de CsCl

1,717 1,717

1,724 1,724

1,74

Extrémité centrifuge (a) (b) (c)

Fig. 1 Fig. 2Fig. 3



5

EXERCICE 8

On réalise au laboratoire les deux expériences suivantes :

Expérience I :

Avec un ADN portant des amorces 3'OH. On peut synthétiser des quantités d'ADN 50 fois supérieures à la quantité de

matrice introduite.

Expérience II :Si on réplique un ADN lourd (marqué par l'azote 15) en milieu léger (14 N), on ne retrouve pas d'ADN léger même

après deux dédoublements, par contre, en gradient alcalin (c'est à dire dans un milieu où les conditions de

dénaturation sont maintenues en permanence), on obtient après représentation des résultats sous forme graphique, un

pic d'ADN et un autre pic correspondant à de l'ADN lourd.

1°) Que tirez-vous de l'expérience I ?

2°) Que tirez-vous de l'expérience II ?

3°) Proposez un modèle de fonctionnement de l'ADN polymérase III in vitro permettant d'expliquer ces

deux expériences. On ne vous demande pas de dire tout ce que vous savez sur la polymérase III, mais

seulement ce que vous pouvez déduire de son fonctionnement à partir de ces deux expériences.

EXERCICE 9

I- Dans un tube à essai, on mélange en quantité convenable :

- 4 désoxyribonucléotides triphosphates dont la dTTP tritiée (radioactive).

- L'ADN polymérase I purifiée à partir d' E.coli.

- Une amorce d'ADN purifié à partir d' E.coli.

- des ions Mg++.

On place le tube à essai au bain marie à 37°C. Après un temps suffisant une quantité importante de radioactivité a été

incorporée sous forme de polynucléotides.

On compare alors l'ADN amorcé et l'ADN synthétisé in vitro et on obtient les résultats suivants :

A T C G A+G

T+C

A+T

G+C

Amorce 1,00 0,97 0,98 1,05 0,98 0,97

Produit 1,04 1,00 0,97 0,98 1,01 1,02

1°) Expliquez pourquoi les 4 éléments sont nécessaires à la synthèse de l'ADN in vitro (synthétisez un peu

plus) le rôle de l'ADN polymérase III.

2°) Cette expérience est-elle suffisante pour affirmer qu'amorce et produit sont identiques ? Pourquoi ?

3°) A quelles autres conclusions, concernant la structure de l'ADN amorce et l'ADN synthétisée, vous amène

cette expérience ?

4°) A la lumière de vos connaissances actuelles sur l'ADN pourriez-vous expliquer pourquoi la réplique de l'ADN est

une réplication de haute fidélité et qu'est ce qui assure cette fidélité ?II- Une deuxième expérience différente de la première est réalisée cette fois pour déterminer la composition en bases

du matériel génétique de deux organismes "B" et "C". Les résultats obtenus sont les suivants :

A T C G U A+G

T+C

Organisme"B" 0,50 0,66 0,84 0,60 - 0,73

Organisme"C" 0,52 - 0,88 0,62 0,68 -

1°) Quelles conclusions pouvez-vous tirez ? A quelles types d'organismes peuvent appartenir la matériel génétique

"B" et "C" ?

2°) Que savez-vous des organismes " C" et de leurs particularités ? Citez un exemple.

EXERCICE 10



6

On cultive des E.coli déficientes en ADN polymérase I pendant deux générations en présence de 14C thymidine, puis

on prépare par lyse ménagée des complexes "ADN-membranes" débarrassés du cytoplasme. Ces complexes sont

incubés dans les conditions optimales de température et pH en présence de dATP et dGTP. Le dTTP est remplacé par

du 3H-dBUTP, un analogue qui augmente la densité de flottaison de l'ADN dans lequel il est incorporé.

Après incubation pendant un cycle de réplication, le mélange est débarrassé des membranes et centrifugé en gradient

de CsCl à l'équilibre. On obtient la figure 1.

Le pic observé est repris, traité à pH 12,5 pour rompre les liaisons H, puis centrifugé à nouveau sur gradient, onobtient la figure 2.

ADN ADN14C 14C

3H

3H

Fond Sommet Fond Sommet

Figure 1 Figure 2

1°) Comment expliquez-vous que l'on puisse cultiver des bactéries déficientes en ADN polymérase I pendant

plusieurs générations ?

2°) Décrire la figure 1. Comment pouvez-vous l'interprétez ?

3°) Décrire la figure 2. La comparer avec la figure 1. Quels renseignements complémentaires vous apporte-t-elle ?

EXERCICE 11

Soient les séquences nucléotidiques suivantes utilisées comme matrices dans la synthèse d'ADN in vitro :

(a) 5'- ATCCTTGCGTTAC- 3'

(b) 3'-TCTTGTTGCTCCAG-5'1°) Donnez la séquence complémentaire pour chacun des brins proposés en calculant le nombre de liaisons

"hydrogène" et "phosphodiester".

2°) Représentez la structure des 3 premiers nucléotides formés dans le brin néosynthétisé.

5' brin (a)

3'

5'

3' brin (b)

3°) Précisez le type de réplication pour les deux brins.

4°) A l'aide de schémas, détaillez la réplication discontinue (du début jusqu'à la formation des deux premiers

fragments d'Okazaki).

GENETIQUE BACTERIENNE

EXERCICE 1

On considère 4 souches mutantes d' E. coli A, B, C, D dont les génotypes sont les suivants :

A : Val - Xyl- Thr - Bio

+ AziNa s T1

R Str

R

B : Val +

Xyl

-

Thr+

Bio -

AziNaR

T1 s

Str s

C : Val

+ Xyl

+ Thr - Bio - AziNa s T1

R Str s

D : Val - Xyl- Thr

+ Bio + AziNa R

T1s

Str R .



7

1°) Donnez la composition du milieu commun de culture convenant à un mélange des 4 souches.

2°) Donnez la composition d'un milieu de culture pour chacune de ces souches.

3°) Ces milieux de culture sont-ils sélectifs ?

EXERCICE 2

On considère 3 souches mutantes d' E.coli A, B, C, dont les génotypes sont les suivants :

A : Leu + His

+ Gal+ Ala - Arg

- Mal-

B : Leu+ His - Gal

+ Ala+ Arg

+ Mal

+

C : Leu+ His - Gal - Ala - Arg

+ Mal

+

1°) Donnez la composition d'un milieu de culture pour chacune de ces souches.

2°) Donnez la composition d'un milieu de culture convenant à un mélange de ces 3 souches.

3°) Donnez la composition d'un milieu sélectif pour chacune de ces souches.

EXERCICE 3

On considère une culture d' E.coli contenant un certain nombre de souches différentes. Un échantillon dilué

de cette culture, étalé sur milieu solide complet (m.minéral + glucose + arginine + thréonine + leucine + proline +

phénylalanine + histidine) donne naissance à 6 colonies. Cette boîte mère est répliquée sur 6 milieux différents. Les

résultats sont les suivants :

°

m.minéral + glucose m.minéral + glucose

Boîte mère + arginine + thréonine + arginine + leucine

M..minéral + glucose m.minéral + glucose

+ thréonine + leucine + proline + phénylalanine.

2

3

4

5

6

1

1 1

6 3

6

2

5

4

5

4



8

m.minéral + glucose m. minéral + glucose

+ proline + histidine + phénylalanine + histidine.

Déterminez le génotype de chacune des différentes souches et le milieu de culture pour chacune d'elle.

EXERCICE 4

Pour connaître la position des gènes sur le chromosome d' E.coli on réalise une expérience de conjugaison

interrompue, avec une souche F - dont le génotype est le suivant :

F - : : Gal - His - Try - Phe -

Lys - Str

R Lac - Cys

-

1°) Quel est le génotype de la souche Hfr qu'on doit utiliser ? Pourquoi ?

2°) Quelle sera la composition du milieu de conjugaison ?

3°) On observe les résultats de la conjugaison en prélevant des échantillons toutes les minutes et on les

étalant sur les milieux sélectifs suivants :

A : milieu minéral + glucose + tryptophane + phénylalanine + lysine + cystéine + streptomycine.

B : milieu minéral + glucose + tryptophane + phénylalanine + histidine + cystéine + streptomycine

C : milieu minéral + galactose + tryptophane + phénylalanine + lysine + histidine + cystéine + streptomycine

D : milieu minéral + glucose + histidine + phénylalanine + lysine + cystéine + streptomycine

E : milieu minéral + glucose + tryptophane + histidine + lysine + cystéine + streptomycine

F : milieu minéral + lactose+ histidine + tryptophane + phénylalanine + lysine + cystéine + streptomycine

G : milieu minéral + glucose + tryptophane + phénylalanine + lysine + histidine + streptomycine.

On observe des recombinés sur le milieu F au bout de 10 min, sur le milieu C au bout de 18 min, sur D au bout de 25

min, sur A de 36 min, sur E de 48 min, sur G de 68 min et sur B de 55 min.

1°) Quel(s) recombiné(s) chaque milieu permet-il de sélectionner ?

2°) Quelle est la position des gènes sur le chromosome ?

EXERCICE 5

Afin de localiser les gènes sur le chromosome d' E.coli, on réalise une expérience de conjugaison interrompue. On

utilise une souche Hfr (1) obtenue à partir d'une souche F

+

(A), dont le génotype est le suivant :Hfr (1) : Bio

+ T1

R His

+ Str

S Thr

+ Lac +

1°) Quel sera le génotype de la souche F -

à utiliser ?

2°) Donnez La composition du milieu de culture pour chacune de ces deux souches.

3°) Donnez la composition minimale du milieu de conjugaison.

4°) Pour quels caractères doit-on s'attendre à trouver des bactéries F - recombinées ? Pourra-t-on

effectivement recueillir chacun de ces types ?

5°) En faisant un prélèvement toutes les minutes et en étalant chaque fois sur une série de milieux sélectifs, les

lectures effectuées deux jours plus tard donnent les résultats suivants :

Rien jusqu'à la 7° minute, à la 8° minute on trouve des colonies sur milieu sélectif de Thr +, à la 12° min sur celui de

T1R

, à la 18° min sur celui du Lac+

, à la 25° min sur celui de Bio+ et à la 46° min sur celui de His

+.

a) Quelle est la composition de chacun des milieux sélectifs ?

b) Etablir la carte génétique de cette souche Hfr.

6°) Deux expériences similaires effectuées avec deux autres Hfr, Hfr (2) et Hfr (3), appartenant à la même souche A,

ont donné les résultats suivants :

Hfr (2) : Au bout de 10mn, on a trouvé des F-recombinées Xyl

+, au bout de 16 min des Str

S, de 31 min des

Phe+

, de 42 min des His+

, de 63 min des Bio+

.

Hfr (3) : Au bout de 6 min on a trouvé des F-recombinées His

+, de 20 min des Try

+, de 27 min des Bio

+ , de 37

min des Pro+ , de 42 min des Leu

+.

A l'aide des Hf r (1), (2) et (3), établir la position des gènes sur le chromosome de la souche A d' E.coli.

EXERCICE 6

Une expérience de conjugaison bactérienne interrompue est réalisée avec une souche Hfr (1) obtenue à

partir d'une souche F +

d' E.coli après mutation :Hfr (1) : Phe

+ Val

+ Bio +

Mal-

T1 R Pen S

1°) Donnez le génotype de la souche F - à utiliser en justifiant votre choix.

2°) Donner la composition des milieux de culture pour la souche Hfr (1), la souche F - et le milieu de conjugaison.



9

3°) Quels sont les recombinants susceptibles d'apparaître. Donnez un milieu sélectif pour chacun d'eux et donner une

méthode permettant de recueillir les recombinants pour lesquels il n'existe pas de milieu sélectif. Expliquer.

4°) Les résultats obtenus pour cette première expérience sont les suivants : Mal (46min), T1 (79min), Pen

(57min), Val (23min), Bio (28min) et Phe (5min).

A l'aide de ces résultats, dresser la carte factorielle de la souche Hfr (1).5°) Deux expériences similaires ont été réalisées avec deux autres souches Hfr (Hfr (2) et Hfr (3)) obtenues à partir de

la même souche F+, dont les résultats sont les suivants :

Hfr (2) : Try (91min), Leu (42min), Bio (55min), Xyl (16min), Phe (32min), Lac (68min).

Hfr (3) : His (20min), Ser (55min), Bio (62min), Try (81min), Phe (85min), Cys (7min), Met (3min).

A l'aide des résultats obtenus pour ces 3 expériences de conjugaison bactériennes, dresser la carte factorielle de la

souche F + dont dérivent les 3 souches Hfr utilisées.

EXERCICE 7

Soit le colibacille ( E.coli) dont le chromosome comporte les marqueurs suivants :

Xyl, Try, His, T4, Bio.

Une expérience de conjugaison interrompue est réalisée entre une souche F - et une souche Hfr1 dont l'ordre de passage des gènes est le suivant :

Xyl-(2min), Pro

+ (8min), Try

+ (24min), His

+ (38min), T1

S (52min), Bio

-(85min).

1°) Donner le génotype de la souche F-utilisée. Justifiez votre réponse.

2°) Donner la composition des milieux de culture de chacune des deux souches.

3°) Quelle est la composition du milieu de conjugaison ?

4°) Comment procédez-vous pour éliminer les parents Hfr qui masquent la détection des F - recombinée ?

Quelles sont les conséquences ?

5°) Quelles sont les F - recombinées qui sont susceptibles d'être formées ? Donner la composition des milieux

sélectifs qui permettent de les isoler.

6°) Dans le cas où tous les recombinés ne sont pas isolés par la technique des milieux sélectifs, que doit-on

faire ?

7°) Une autre expérience de conjugaison interrompue a été réalisée avec une autre souche de Hfr appartenant à lamême souche F+ que Hfr1.

Les résultats de cette expérience sont les suivants :

Hfr2 : Xyl (88min), Pro (82min), Ile (15min), Mal (18min), Azi (8min).

A l'aide de tous les résultats obtenus au cours de ces deux expériences, établir la carte génétique de la souche F+

(préciser les distances) dont dérivent les deux souches de Hfr.

EXERCICE 8

Afin d'établir la carte génétique de la souche F+, différentes Hfr ont été utilisées. L'ordre des gènes de chaque Hfr est

respectivement le suivant :

Hfr1 : Leu+

(8min), Bio+

(24min), Arg+

(36min), His+

(45min).

Hfr2 : Lac+

(5min), Bio+

(12min), Try+

(20min), Arg+

(24min).Hfr3 : Lys

+(6min), Phe

+(11min), Try

+(36min), Lac

+(51min).

Etablir la carte de la souche F+

dont dérivent les 3 souches de Hfr.

MITOSE / MEIOSE

EXERCICE 1

Le processus de duplication se produit avant la prophase ou au tout début de la prophase. A la suite

d'expériences réalisées par le cytologiste Taylor, on a pu suggérer, chez les organismes supérieurs, un mode de

duplication de l'ADN mitotique et méiotique tout a fait parallèle à celui mis en évidence pour l'ADN d' E.coli. La

duplication de l'ADN chromosomique a pu être étudié sur des plantules de fèves. On fait pousser ces plantules dans



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des solutions de thymine radioactive, marquée par le tritium. Les observations montrent que la thymidine pénètre

dans les racines des plantules et est incorporée dans l'ADN des chromosomes des cellules des extrémités de racines.

On laisse pousser les racines le temps nécessaire à la duplication des chromosomes.

1°) L'examen autoradiographique d'échantillon de ces jeunes racines montre que tous les chromosomes

métaphasiques sont radioactifs et que les deux chromatides sont marquées.

2°) On lave ensuite les racines et on les transfère dans une solution ne contenant pas de thymidine marquée.

L'autoradiographie des chromosomes en métaphase de 1° division révèle sur ce nouveau milieu que tous les

chromosomes sont radioactifs, mais une seule des deux chromatides est marquée.3°) On laisse les racines sur ce milieu le temps d'une nouvelle division. L'autoradiographie montre alors que

la moitié seulement des chromosomes métaphasiques est radioactive et qu'une seule des deux chromatides des deux

chromosomes radioactifs est marquée.

Comment vos connaissances sur la molécule d'ADN et sur la mitose vous permettent-elles d'interpréter ces

résultats. Aidez-vous de schémas.

EXERCICE 2

Soit une cellule à 2n=4.

1°) Schématiser les différents stades de la méiose de cette cellule, en donnant les principales caractéristiques de

chaque stade.

2°) Faites un schéma récapitulatif de la méiose pour cette cellule.3°) Combien de cellules à n chromosomes produit-elle ?

4°) Combien de génotypes différents peuvent avoir les cellules à n chromosomes ?

EXERCICE 3

Soit un individu où n=3, si les paires de chromosomes homologues sont notées A/a, B/b, C/c, lors de la méiose en

prophase I :

1°) Combien de gamètes différents peuvent-ils être produit par cet individu si l'on considère qu'il n'y a pas eu

de crossing-over ?

2°) Quels sont leurs génotypes ?

3°) On considère un autre individu où n = x. Quel est le nombre total de combinaisons chromosomiques

produites après la méiose chez cet individu ?

4°) Chez l'homme, quelle est la probabilité pour qu'un spermatozoïde ne contienne que les caractères

maternels ?

5°) Même question pour un ovule.

6°) Comment interpréter ces probabilités ?

7°) En supposant qu'il ait eu crossing-over. Est-il possible d'obtenir un gamète ayant uniquement les

caractères de l'un des deux parents ? Justifier votre réponse.

EXERCICE 4

Dans son roman " Le meilleur des mondes " A. Huxley décrit une société dans laquelle les individus sont

fabriqués à la chaîne.

1°) Imaginons tout d'abord que dans un tel système qu'on laisse un ovule fécondé " in vitro" se diviser par mitoses

jusqu'au stade 16 cellules. Ces 16 cellules sont alors séparées et mises chacune dans une éprouvette différente. Si ces

16 cellules pouvaient donner naissance à 16 bébés normaux, ceux-ci pourraient-ils se croiser entre eux ? Pourquoi ?

2°) Imaginons un autre processus à présent de reproduction :

Tous les ovules d'une femme sont prélevés. On porte alors artificiellement, le nombre de chromosomes par ovule à 2n

(sans l'intervention de spermatozoïdes). Ces ovules donneraient naissance chacun à un bébé normal.

a) les individus descendants de ces ovules seraient-ils du même sexe ? Pourquoi ?

b) chacun des individus obtenus possède deux copies identiques de chaque gène. Comment

appelle-t-on de tels génotypes ?

c) les individus obtenus sont-ils identiques à leur mère ? Pourquoi ?

d) les individus obtenus sont-ils génotypiquement identiques entre eux ? Pourquoi ?

EXERCICE 5

Chez l'homme le nombre de chromosomes est de 2n = 46.

1°) Combien compte-t-on de chromatides à :

a) la fin de la prophase d'une mitose ?





12

a

Figure A Figure B

a) Apparier les chromosomes 2 à 2 en les désignant par leurs lettres.

b) Sachant que dans cette espèce la détermination du sexe se fait comme chez l'homme, peut-on dire s'il

s'agit d'une cellule provenant d'un mâle ou d'une femelle ?

2°) Dessiner les chromosomes d'un gamète femelle.

3°) Le schéma (B) représente une autre figure de division cellulaire. S'agit-il d'une mitose ou d'une méiose ? De quel

stade s'agit-il ?

EXERCICE 10

Une plante possède au niveau de ses cellules 8 chromosomes; une paire de grands chromosomes à

centromère médian, une paire de petits chromosomes à centromère médian, une paire de grands chromosomes àcentromère terminal et une paire de petits chromosomes à centromère terminal.

1°) En désignant par A/a, B/b, C/c et D/d les paires de chromosomes homologues, est-il possible chez cette plante de

trouver (et en quelle proportions) des cellules issues de la méiose qui présentent :

a) 2 chromosomes à centromère terminal et 2 chromosomes à centromère médian ?

b) 4 chromosomes à centromère terminal et 4 chromosomes à centromère médian ?

c) 3 chromosomes à centromère médian et un chromosome à centromère terminal ?

2°) On provoque une autofécondation, c'est-à-dire la fusion d'un gamète mâle et d'un gamète femelle formés par cette

même plante.

Quelle proportion obtiendra-t-on alors d'individus ayant :

a) 4 chromosomes grands et 4 petits ?

b) 4 paires de chromosomes grands ?

c) 2 chromosomes grands et 2 petits ?d) 4 chromosomes petits ?

EXERCICE 11

Chez les plantes supérieures, après la méiose, trois mégaspores dégénèrent.

Quelles cellules équivalentes trouve-t-on dans le règne animal ?

Quelles cellules, chez une plante, est l'équivalent du spermatocyte primaire ?

EXERCICE 12

Chez le maïs ( Zea mays) 2n = 20. Combien trouve-t-on de chromosomes dans :

a) une microspore ou une macrospore ?

b) la cellule après la première division nucléaire (caryocinèse) d'une mégaspore ?

c) un noyau polaire ?

d) un noyau spermatique ?

e) un microsporocyte ?

f) une cellule de feuille ?

g) un sac embryonnaire mature après dégénérescence des noyaux non fonctionnels ?

h) un oosphère ?

i) une cellule de l'albumen ?

j) une cellule de l'embryon ?

k) une cellule du péricarpe ?

l) une cellule d'aleurone ?

EXERCICE 13

Soit chez le maïs, le grain de pollen dont les noyaux sont notés A, B et C et le sac embryonnaire dont les

noyaux sont notés D, E, F, G, H, I, J et K.



13

Soient les 5 combinaisons ; (1) ABC; (2) BCI; (3) GHC; (4) AJ; (5) CI.

Après fertilisation :

a) Quelle combinaison correspond à l'embryon ?

b) Quelle combinaison correspond à une cellule d'aleurone ?

c) Au tube pollinique ?

d) Dans le grain de pollen, quels sont les noyaux génétiquement identiques ?

e) Même question pour le sac embryonnaire ?f) De ce grain de pollen et de sac embryonnaire, quels sont les noyaux qui ne seront pas présents dans la

graine ?

Oosphère

Noyau végétatif antipodes synergides oosphère

GENETIQUE DES DIPLOIDES

EXERCICE 1

On croise deux lignées pures de rats qui diffèrent par un seul caractère. L'une est constituée de rats blancs, l'autre de

rats gris ?

1°) Comment peut-on se rendre compte de la pureté de ces lignées ?

2°) Tous les individus issus du croisement sont de phénotype gris (F1) .

Des individus de F1 sont croisés au hasard et on obtient en F2 : 298 rats gris et 114 rats blancs. Que déduire de ces

résultats ?

3°) Doit-on obligatoirement s'assurer de la pureté de la lignée de rats blancs ? Pourquoi ?

4°) Qu'obtiendrait-on en croisant :- les rats de F1 avec des rats blancs ?- les rats de F1 avec des rats gris ?

5°) On trouve dans la salle d'élevage un rat gris échappé de sa cage. Comment peut-on connaître son génotype ?

6°) Le croisement effectué entre un rat gris et un rat blanc a donné après plusieurs portées :

52 rats gris et 48 rats blancs. Quel était le génotype du parent gris ?

EXERCICE 2

On dispose au laboratoire de deux souches pures de drosophiles : une souche sauvage (oeil rouge, corps gris)

et une souche mutante aux yeux pourpres (pr) et au corps noir (ebony = eb). On croise un mâle de la souche mutante

avec une femelle sauvage. Les drosophiles nées de ce croisement ont toutes le phénotype sauvage.

1°) Que peut-on dire des allèles sauvages par rapport aux allèles mutés ?

2°) Sachant que ces deux couples d'allèles sont portés par deux paires de chromosomes homologuesdifférentes, quels seront les phénotypes obtenus à la F2 et dans quelles proportions ?

3°) On fait un croisement au laboratoire, mais l'expérimentateur distrait a uniquement marqué sur le flacon :

B

B C

A

D

E

F

G

H

J

I

K



14

Femelles de F1, sans marquer le génotype des mâles. L'analyse de la descendance donne les résultats suivants

:

199 mouches corps gris, yeux rouges; 200 mouches corps gris, yeux pourpres; 198 mouches corps noir, yeux

sauvages (rouges); 203 mouches corps noir, yeux pourpres.

Quel était le génotype des mâles ?

4°) Quel aurait été le génotype des mâles si on avait obtenu les résultats suivants :

450 drosophiles corps gris, yeux rouges; 148 corps gris, yeux pourpres; 153 corps noir, yeux rouges; 49 corps

noir, yeux pourpres ?

EXERCICE 3

Un éleveur achète un couple de cobayes gris à poils lisses. Dans les quatre ans qui suivent l'achat l'éleveur constate

que le couple de cobayes a donné naissance à 128 petits, 78 gris à pelage lisse, 19 gris à pelage rude, 26 blancs à

pelage lisse et 5 blancs à pelage rude.

1°) Quels sont les génotypes possibles des cobayes gris à pelage lisse apparus dans la descendance ducouple acheté ?

2°) Quel est le génotype du couple de cobayes acheté par l'éleveur ?

3°) Comment l'éleveur pourra-t-il obtenir une lignée pure de cobayes blancs à pelage rude ?

4°) Comment pourra-t-il obtenir une lignée pure de cobayes gris à pelage rude ?

EXERCICE 4

On croise entre elles deux races pures de lapins, différentes par deux couples d'allèles, l'une pelage angora et

de couleur uniforme, l'autre à poils courts et dont la robe est panachée de blanc. Les hybrides de première génération

(F1) ont tous les poils courts et la robe panachée. Ces hybrides se fécondent entre eux et donnent naissance à une

génération (F2) qui se répartit ainsi :

Panachée à poils courts = 502,Panachée angora = 16,

Uniforme angora = 166,

Uniforme poils courts = 18.

1°) Quels sont les deux couples d'allèles intervenant dans ce croisement ?

2°) Quel est le génotype des parents de race pure et celui des hybrides de F1 ?

3°) Quels sont les gamètes donnés par ces hybrides et dans quelles proportions ?

Quelles conclusions en tirez-vous ?

EXERCICE 5

On connaît chez la souris deux gènes récessifs conduisant l'un à des moustaches ondulantes (mo), l'autre a

une malformation du squelette (ms).

Le croisement entre un couple de souris de race pure conduit après une génération à des souris F1 double hétérozygote

pour ces deux gènes. Ces souris F1 sont alors croisées entre elles et on obtient sur 1000 souris, les résultats suivants :

525 souris à moustaches normales, squelette normal.

224 souris à moustaches normales, squelette déformé.

225 souris à moustaches ondulantes, squelette normal.

26 souris à moustaches ondulantes, squelette déformé.

1°) Quels sont les différents gamètes fournis par les hybrides F1 et dans quelles proportions ?

2°) Déterminez le génotype des individus F1 avec une représentation des gènes sur chromosome.

3°) Quels sont alors les génotypes et les phénotypes du couple de souris du départ ?

EXERCICE 6

Chez la drosophile, l'allèle corps "black"(b) et l'allèle "ailes vestigiales" sont sur le même chromosome et

distants de 20 centimorgans.



15

On réalise un croisement entre deux souches pures : les femelles sont "black" aux ailes normales et les mâles

ont des ailes vestigiales et le corps normal. Les F1 issues de ce croisement sont à nouveau croisées entre elles. La F2

comprend 1500 descendants.

1°) Donnez le tableau de croisement et la fréquence des gamètes.

2°) Combien de classes phénotypiques prévoit-on et le nombre pour chacune de ces classes ?

EXERCICE 7

On croise deux races pures de drosophiles, l'une de type sauvage, aux ailes longues et aux yeux rouges et

l'autre aux ailes vestigiales et aux yeux écarlates (mutation scarlett = sc). Les hybrides obtenus, de phénotype sauvage,

sont croisés entre eux et donnent la descendance suivante :

1800 mouches sauvages; 599 aux ailes longues et yeux écarlates; 602 aux ailes vestigiales et aux yeux rouges; 199 aux

ailes vestigiales et yeux écarlates.

1°) Que conclure sur la disposition de ces gènes sur le chromosome ?

On croise des drosophiles femelles de race pure aux yeux écarlates et au corps ebony (eb), avec des mâles hybrides de

phénotype sauvage pour les caractères précédents, et on obtient :

50% de mouches sauvages et 50% de mouches au corps ebony et aux yeux écarlates.

Un deuxième croisement entre une femelle sauvage, hybride et un mâle de race pure au corps ebony et yeux écarlates,

donne la descendance suivante :

345 mouches sauvages, 119 corps ebony yeux rouges; 127 corps gris, yeux écarlates; 355 corps ebony, yeux écarlates.2°) Interprétez ces deux croisements, que concluez-vous en ce qui concerne les gènes étudiés ?

On croise des drosophiles mâles à corps bossu et ailes vestigiales, avec des femelles hybrides de phénotype sauvage.

On obtient alors : 42,5% de mouches sauvages; 42,5% à corps bossu et ailes vestigiales; 7,5% à corps normal et ailes

vestigiales; 7,5% à corps bossu et ailes longues.

3°) Que concluez-vous sur la localisation des gènes sur le chromosome ?

4°) Dressez une carte factorielle pour l'ensemble de ces croisements.

EXERCICE 8

On a croisé entre elles des drosophiles de race pure : des femelles aux yeux blancs et des mâles aux yeux

rouges. Les hybrides de la première génération sont de deux types : les mâles ont les yeux blancs et les femelles les

yeux rouges. Ces hybrides croisés entre eux donnent en F2 les descendants suivants : des femelles aux yeux rouges,des femelles aux yeux blancs, des mâles aux yeux rouges et des mâles aux yeux blancs en nombre égal.

Analyser cette expérience.

EXERCICE 9

La transmission du caractère plumage rayé (plumes noires et blanches) chez la poule est liée au sexe. Le

type "plumage rayé" est dominant sur le type "plumage uni" (noir).

- Indiquer le résultat du croisement entre une femelle au plumage rayé et un mâle au plumage uni.

Le croisement réciproque donne-t-il le même résultat ? Sinon, indiquer lequel ?

Chez cette espèce, le mâle est homogamétique (ZZ) et la femelle présente la particularité de ne posséder qu'un seul

chromosome sexuel (Z) que l'on note Z0 ou z pour éviter les confusions.

EXERCICE 10

1° croisement :

On croise deux souches de drosophiles, des mâles sauvages (ailes normales, corps gris) et des femelles aux

ailes découpées (cut = ct, récessive), et corps noir (ebony = eb, récessive). On obtient une descendance composée de :

487 femelles ailes normales, corps gris; 493 femelles ailes normales, corps noir; 485 mâles ailes découpées, corps noir

et 491 mâles aux ailes découpées et au corps gris.

1°) Que pensez-vous de la répartition des phénotypes dans cette descendance, quelles conclusions en tirez-

vous ?

2°) Quels sont les gamètes donnés par chacun des parents et avec quelle fréquence ?

3°) Génotype des parents ?2° croisement :

On croise des femelles sauvages (corps gris, yeux normaux) avec des mâles aux yeux rugueux (rouge = r,

récessive) et aux corps noir (ebony). On obtient les descendants :



16

78 mâles corps gris, yeux normaux, 80 mâles corps ebony, yeux rugueux; 20 mâles corps gris, yeux rugueux; 22

mâles corps ebony, yeux normaux; 81 femelles corps ebony, yeux rugueux; 77 femelles corps gris, yeux normaux.

1°) Quel est le génotype de ces parents et pourquoi ?

2°) Quels sont les gamètes donnés par ces parents et leur fréquence ? Quelles conclusions en tirez-vous ?

3° croisement :

Des femelles au corps ebony et yeux rugueux sont croisées avec des mâles au corps gris et yeux normaux. La

génération obtenue est composée de :

mâles dont 182 au corps gris yeux normaux; 186 corps ebony, yeux rugueux; de femelles dont 183 au corps gris, yeuxnormaux et 185 corps ebony, yeux rugueux.

1°) Quel est le génotype des parents et pourquoi ?

2°) Quels sont les gamètes donnés par les parents et leur fréquence ?

3°) Quelles conclusions en tirez-vous ?

4° Question :

A l'aide de tous ces résultats, placez les gènes sur les chromosomes d'une cellule à 2n d'un mâle aux ailes

normales, yeux normaux et corps gris, hétérozygote, en précisant éventuellement la distance qui les sépare.

EXERCICE 11

On croise deux mufliers A et B, à fleurs pourpres et feuilles dentelées. On obtient la descendance suivante :

189 plantes à fleurs pourpres et feuilles entières.

370 plantes à fleurs pourpres et feuilles dentelées.

187 plantes à fleurs pourpres et feuilles découpées.

62 plantes à fleurs blanches et feuilles entières.

126 plantes à fleurs blanches et feuilles dentelées.

61 plantes à fleurs blanches et feuilles découpées.

1°) D'après la descendance obtenue, quels sont les gamètes produits par les parents A et B et leur fréquence,

pourquoi ?

2°) La ségrégation est-elle indépendante, pourquoi ?

3°) Quels sont les génotypes des parents A et B (vérification c2) ?

4°) Comment procédera-t-on pour déterminer le génotype des plantes à fleurs blanches et feuilles entières, des fleurs

pourpres et feuilles dentelées ?

EXERCICE 12

Les chats peuvent être noirs ou jaunes. Les chattes peuvent être noirs, jaunes ou avoir un pelage mosaïque

(noir et jaune).

1°) Si ces deux couleurs sont sous le contrôle d'un gène lié au sexe, comment pouvez-vous expliquer ces résultats ?

2°) Déterminez les phénotypes attendus parmi les descendants d'un croisement entre une chatte jaune et un chat noir.

3°) Faites la même chose pour le croisement réciproque.

4°) Certains croisements donnent des chattes dont la moitié un pelage mosaïque et l'autre moitié un pelage noir, et deschats dont la moitié est jaune et l'autre moitié noire. Quelles sont les couleurs des parents ?

5°) Même question pour une descendance comprenant un quart de chats jaunes un quart de chattes jaunes, un quart

de chats noirs, un quart de chattes mosaïques.

EXERCICE 13

Dans un élevage, il est apparu que dans la descendance de plusieurs couples de poulets à crête rose, ¼

environ des oeufs forment des embryons qui meurent avant l'éclosion. Le reste des embryons venus à terme donne

alors toujours des poulets à crête rose et des poulets à crête rouge, dans la proportion de 2 pour 1, alors que les poulets

à crête rouge croisés entre eux donnent toujours des poulets à crête rouge.

Des poulets à crête rose croisés entre eux ont donné :

164 poulets à crête rose et 76 poulets à crête rouge.- Pouvez-vous expliquer les phénomènes intervenus au cours de ces croisements et vérifiez votre hypothèse à l'aide du

test c2 dans le cas du dernier croisement.



17

EXERCICE 14

Chez les lapins, il existe 4 allèles au locus C, déterminant la couleur du pelage :

C = sauvage; Cch = chinchilla; Ch = himalayen; c = albinos, par ordre de dominance.

Une cage à lapins contenait une femelle himalayenne et deux mâles, l'un albinos, l'autre chinchilla. La femelle a 8

petits, 3 himalayens, 4 chinchillas, 1 albinos.

- Lequel des deux mâles est le père des petits, et quels sont les génotypes de la mère et des petits ?

EXERCICE 15

Soient Ast, pg et o trois gènes récessifs chez la drosophile. Sachant qu'une souche tri-hybride pour ces trois

gènes produit différents types de gamètes avec les fréquences suivantes :

Ast+ pg+ o ; Ast pg o+ ; Ast pg+ o ; Ast+ pg o+

0,333 0,331 0,048 0,043

Ast+ pg o ; Ast pg+ o+ ; Ast pg o ; Ast+ pg+ o+

0,120 0,125 0,008 0,012

1°) Etablissez la carte génétique pour les trois gènes (l'effectif total analysé = 2000).Si on considère une autre souche Ast+ pg / Ast pg+ produisant quatre types de gamètes avec les fréquences suivantes :

Ast + pg ; Ast pg+ ; Ast+ pg+ ; Ast pg

0,332 0,332 0,168 0,168

2°) Quelles remarques faites-vous concernant la carte génétique ? (L'effectif total analysé = 1000).

GENETIQUE DES HAPLOIDES

EXERCICE 1

On voudrait connaître le type de thalle (A ou a) de chaque spore dans un asque de Neurospora.

Pour cela, on isole les 8 ascospores contenues dans cet asque, et on les numérote de 1 à 8, de haut en bas. Aprèsgermination, elles donnent 8 mycéliums individuels. Ces mycèles sont testés. Le mycèle n° 1 produit des périthèces

lorsqu'il entre en contact avec le mycèle n° 3.

De même le mycèle n° 2 en contact avec le mycèle n°6 forme des périthèces. Dans un troisième test, le mycèle n° 8

est mis en contact avec un mycèle de référence dont le type de thalle est connu :( a), mais il ne forme aucun périthèce.

Indiquer le génotype de chaque spore et expliquez comment l'asque étudié a été formé pendant la méiose ?

EXERCICE 2

On croise une souche de Neurospora auxotrophe pour la thiamine et l'arginine avec une souche prototrophe.

On obtient les résultats suivants pour les différents types d'asques :

2 Thi + Arg + 2 Thi + Arg - 2 Thi + Arg + 2 Thi + Arg +

2 Thi+ Arg

+ 2 Thi

+ Arg

- 2 Thi

+ Arg

- 2 Thi

- Arg

+

2 Thi - Arg - 2 Thi - Arg + 2 Thi - Arg + 2 Thi + Arg -

2 Thi - Arg - 2 Thi - Arg + 2 Thi - Arg - 2 Thi - Arg -

__________ __________ ___________ __________

Asque A = 40 Asque B = 40 Asque C = 14 Asque D = 6

1°) Quel est le génotype des souches parentales ?

2°) Quelles informations pouvez-vous tirer des résultats de ce croisement concernant la position des gènes ?

3°) Représentez schématiquement la formation des asques de types C et D lors de la méiose.

EXERCICE 3

On étudie 4 mutations chez Neurospora crassa conférant aux souches l'auxotrophie pour la proline, la

leucine, l'arginine et la lysine.

A) 1er croisement : Pro + Lys - x Pro - Lys +





19

3°) Le % de post-réduction pour le couple j+ / j est de 46% et pour r + / r de 58%. Les résultats permettent- ils

de préciser la position des loci ?

Quelles remarques pouvez-vous faire sur la carte génétique que vous devez établir ?

EXERCICE 5

Quatre couples d'allèles sont étudiés chez Neurospora à l'aide de croisements.

A) 1er croisement : Met + Try

- x Met

- Try

+

On a recueilli 902 spores issues de ce croisement. Mises à germer, elles ont donnée les mycéliums

suivants :

225 Met+ Try - 227 Met +

Try+

224 Met- Try

+ 226 Met- Try -

Sachant que 42,6% des asques analysés sont post-réduits pour le tryptophane, quelles sont les conclusions

que vous pouvez tirer de ce croisement ?B) 2ème croisement : tc+ Met

- x tc

- Met

+

L'analyse de 400 asques obtenus à partir de ce croisement a donné seulement les 3 types suivants :

2 tc - Met + 2 tc - Met + 2 tc + Met +

2 tc - Met + 2 tc + Met + 2 tc + Met -

2 tc + Met - 2 tc - Met - 2 tc - Met -

2 tc + Met - 2 tc + Met - 2 tc - Met +

___________ ___________ ___________

232 56 112

-Quelle est la position des loci tc+ / tc

- et Met

+/ Met

-, par rapport au centromère et par rapport l'un à

l'autre ?

C) On réalise le croisement suivant : tc+ Ser

+ x tc

- Ser

-

On obtient les asques suivants :- 364 ditypes parentaux

- 32 tétratypes

- 4 ditypes recombinés.

Ces gènes sont-ils liés ou indépendants, pourquoi ?

Sachant que parmi ces asques 96% sont pré-réduits pour la sérine, quelles conclusions en tirez-vous ?

D) A l'aide de tous les éléments dont vous disposez, établissez une carte génétique de Neurospora .

EXERCICE 6

On croise une souche de Neurospora auxotrophe pour la lysine, l'arginine et le tryptophane avec une souche

prototrophe pour ces trois acides aminés.

On obtient 6 types de tétrades avec les résultats suivants :

[I] [II] [III]

2 Lys - Arg - Try - 2 Lys - Arg - Try + 2 Lys - Arg - Try -

2 Lys - Arg - Try - 2 Lys - Arg - Try + 2 Lys + Arg - Try -

2 Lys + Arg + Try + 2 Lys + Arg + Try - 2 Lys - Arg + Try +

2 Lys + Arg + Try + 2 Lys + Arg + Try - 2 Lys + Arg + Try +

_______________ ______________ _ _______________

300 300 100

[IV] [V] [VI]

2 Lys-

Arg-

Try+ 2 Lys

- Arg

- Try

- 2 Lys

- Arg

- Try

+

2 Lys + Arg - Try + 2 Lys - Arg + Try - 2 Lys - Arg + Try + 2 Lys

-Arg

+ Try

- 2 Lys

+Arg

- Try

+ 2 Lys

+ Arg

- Try

-

2 Lys+ Arg

+ Try

- 2 Lys

+ Arg

+ Try

+ 2 Lys

+ Arg

+Try

-

________________ ________________ ________________



20

100 100 100

1°) Quelles sont les tétrades ditypes parentaux, ditypes recombinés et tétratypes ?

2°) Les gènes sont-ils liés ou indépendants ? Justifiez votre réponse.

3°) Etablir la carte génétique.

TEST DE COMPLEMENTATION- TEST CIS-TRANS

EXERCICE 1

On dispose de 8 souches mutantes de bactériophage T4, désignées par des chiffres de 1 à 8. On veut établir

une carte génétique précise. Pour cela on infecte simultanément des colibacilles de la souche K avec deux souches

virales (seul le phage sauvage est capable de lyser la souche K). Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant :

+ = multiplication virale; 0 = pas de multiplication virale.

1 2 3 4 5 6 7 8

0 + + 0 + + 0 + 1

0 + + + 0 + 0 2

0 + 0 + + + 3

0 + + 0 + 4

0 + + + 5

0 + 0 6

0 + 7

0 8

1°) Expliquez pourquoi, dans certains cas il y a multiplication virale et dans d'autres pas ?

2°) A l'aide du tableau ci-dessus précisez la position des différentes mutations.

EXERCICE 2

On a isolé 6 souches de Neurospora crassa auxotrophe pour la sérine.

Le croisement entre ces différents mutants produit des dicaryons (ser -) et des dicaryons (ser+). Expliquez l'apparition

de ces deux types de dicaryons.

L'analyse des spores révèle la présence de spores (ser-), mais également, dans le cas de certains croisements, de spores

(ser+), avec des fréquences variables. Le tableau suivant indique le % de spores (ser+) obtenues à partir des différents

croisements.

1 2 3 4 5 60 8% 18% 18% 0,02% 0 1

0 10% 10% 8% 8% 2

0 0,01% 18% 18% 3

0 18% 18% 4

0 0,02% 5

0 6

1°) Y a-t-il des homoallèles, si oui quels sont-ils ? Préciser ce que sont des homoallèles.

2°) Y a-t-il des hétéroallèles, si oui lesquels ? Préciser ce que sont des hétéroallèles.

3°) Etablissez la carte génétique des sites mutés.

EXERCICE 3



21

Pour étudier les mutants Arg- de Neurospora, on a croisé entre eux 7 mutants, numérotés de 1 à 7, et effectué le

test cis-trans sur les différents croisements. On a observé les dicaryons obtenus puis les spores.

- En quoi consiste le tes cis-trans ?

- Comment interprète t-on ses résultats ?

- Les phénotypes des dicaryons résultant des croisements en position trans sont donnés par le tableau suivant :

- = phénotype du dicaryon : Arg -

+ = phénotype du dicaryon : Arg +

1 2 3 4 5 6 7

- - - + + + + 1

- - + + + + 2

- + + + + 3

- + + + 4

- - + 5

- + 6

- 7

A combien de cistrons différents appartiennent ces 7 mutations ?

- D'autre part, en examinant les asques obtenus à partir de ces différents croisements, on a cherché les spores

Arg + et on a trouvé pour ces spores les fréquences suivantes :

1 2 3 4 5 6 7

0 10-5

0 0,25 0,1 0,1 0,16 1

0 10-5 0,25 0,1 0,1 0,16 2

0 0,25 0,1 0,1 0,16 3

0 0,25 0,25 0,25 4

0 10-5 0,06 5

0 0,06 6

0 7

A partir de ces résultats expliquez par des schémas la position des différents sites mutés, précisez la notion

d'allèle pour les mutants Arg -.

EXERCICE 4

On dispose de 9 souches, numérotées de 1 à 9 de Neurospora, auxotrophes pour la leucine. Les croisements

entre mutants donnent toujours une majorité de spores Leu -, avec dans la plupart des cas un % de spores Leu + allant

de 0 à 25%. Ces pourcentages sont indiqués dans le tableau suivant :

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 25% 9% 12% 25% 25% 12% 19% 25% 1

0 25% 25% 12% 15% 25% 25% 12% 2

0 3% 25% 25% 3% 11% 25% 30 25% 25% 0,01% 8% 25% 4

0 3% 25% 25% 0,05% 5

0 25% 25% 3 6

0 8% 25% 7

0 25% 8

0 9

1°) Les mutations atteignent-elles un ou plusieurs locus, sur un ou plusieurs chromosomes ? Expliquez pourquoi ?

2°) Y a-t-il des mutants homoallèles ? Hétéroallèles ? Expliquez.

3°) Etablissez une carte génétique.

CODE GENETIQUE ET MUTATIONS



22

EXERCICE 1

I- Soit les séquences d'ARNm suivantes :

A) 5'...GAAAUGGCAGUUUAC...3'

B) 3'...UUUUCGAGAUGUCAA...5'

C) 5'...AAAACCUAGAACCCA...3'

En vous basant sur le code génétique :

1°) Déterminez la séquence d'ADN double brin correspondant à chacun des ARNm ci-dessus.

2°) Précisez à chaque fois, lequel des deux brins d'ADN a servi de matrice pour la transcription.

3°) En quelles protéines ces ARNm sont-ils traduits ?

II- Complétez les séquences en bases ci-dessous en indiquant à chaque fois l'orientation

(5' ® 3' ou 3' ® 5').

sens sens

3' A A A C G ADN

A G double brin

U C ARNm

A 3' Anticodon

M E T Chaîne en acides aminés

EXERCICE 2

Soient les séquences suivantes en nucléotides de l'ADN :

Séquence de l'ADN normal :

3'...TTTTCAGGTAGTGAAT...5'

5'...AAAAGTCCATCACTTA...3'

Séquences de l'ADN modifié :

a)

3'...TTTCCAGGTAGTGAAT...5'5'...AAAGGTCCATCACTTA...3'

b)

3'...TTTTCATGTAGTGAAT...5'

5'...AAAAGTACATCACTTA...3'

c)

3'...TTTTCAGGTATTGAAT...5'

5'...AAAAGTCCATAACTTA...3'

d)

3'...TTTCAGGTAGTGAAT...5'

5'...AAAGTCCATCACTTA...3'

A quoi correspondent ces différentes modifications (de a à d) ? Quelles sont leurs conséquences au niveau de la

chaîne polypeptidique ?

EXERCICE 3

Une souche sauvage d' E.coli produit une enzyme ayant un poids moléculaire de 35000 Daltons. Deux

mutants A et B de cette souche ont été isolés. Tous deux sont issus d'une mutation spontanée ponctuelle. Le mutant A

possède une enzyme dont l'extrémité C-terminale est raccourcie : le fragment qui fait suite à la sérine (position 262)

manque. Le mutant B par contre possède au niveau de son extrémité C-terminale une rallonge de 7 acides aminés.

- Quelles sont les modifications qui affectent l'information portée par l'ARNm des souches A et B.

Souche sauvage :

259 260 261 262 263 264 265 266 267 NH......Leu-Gly-Val-Ser-Leu-Met-Asn-Gly-Lys...COOH

Mutant A :



23

259 260 261 262

NH......Leu-Gly-Val-Ser...COOH

Mutant B :

259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274

NH.......Leu-Gly-Val-Ser-Leu-Met-Lys-Val-Asn-Ser-Trp-Leu-His-Ser-Arg-Ala....COOH

EXERCICE 4

On a comparé les séquences de bases de l'ARNm de l'extrémité de la chaîne B pour 3 types d'hémoglobine

humaines, un type normal (HbA) et deux types mutants (HbS et HbC).

HbA : GUC-CAU-UUA-ACC-CCG-GAG-GAA-AAA-AGU

HbS : GUC-CAC-CUA-ACC-CCG-GUG-GAG-AAA-AGU

HbC : GUC-CAC-CUA-ACA-CCA-AAG-GAG-AAA-AGU.

1°) A l'aide du code génétique, traduire ces séquences en polypeptides.

2°) De quels types de mutations résultent les deux hémoglobines mutées HbS et HbC ?

3°) En vous appuyant sur cet exemple et vos connaissances, pouvez-vous dire si le changement d'un seul et

unique acide aminé dans un polypeptide altère de façon dramatique la fonction de ce polypeptide.

MUTATIONS CHROMOSOMIQUES ET MUTATIONS DU GENOME

EXERCICE 1

Soit un chromosome sub-métacentrique de structure génique ABCDEFG dont le centromère est situé entre

les gènes C et D.

Ce chromosome subit une inversion (sous l'effet de radiation ionisante) dans la région CDE.

1°) Expliquez comment se forme cette inversion ? Quelle est la nouvelle structure génique du chromosome ?

2°) Représentez une cellule hétérozygote pour cette inversion. Comment appelle-t-on cette cellule ?

3°) Cette cellule subit la méiose. Expliquez par un schéma la prophase I.

4°) Si un crossing-over intervient entre les gènes D et E, quels résultats obtiendrait-on à la fin de la méiose ?

Quelle conclusion en tirez-vous ? (Répondez à la question à partir d'un schéma).

5°) Si le chromosome était télocentrique (centromère situé à l'extrémité avant le gène A), comment se déroulerait

la méiose ? Quels sont les résultats ? (Crossing-over situé au même emplacement).

EXERCICE 2

Dans l'espèce humaine, le chromosome 21 peut transloquer avec l'un des chromosomes du groupe D (13, 14 ou 15).

On considère un individu porteur d'une translocation 21-13.

1°) Combien de types de gamètes produit cet individu ?

Quelle est la fréquence de chaque type de gamète ?

2°) S'il y a fécondation de ces gamètes avec un gamète normal, combien de types d'embryons seraient-ils

produits ? Quelle serait leur probabilité ? Ces embryons sont-ils tous viables ? Pourquoi ?

EXERCICE 3

Le chromosome d'un diptère a été divisé en huit segments, facilement reconnaissable. De cette espèce quatre

variétés ont leur chromosome arrangé ainsi :

1- a h b d c f e g

2- a e d c f b h g



24

3- a h b d g e f c

4- a e f c d b h g.

Si nous supposons que chaque variété est issue d'une autre à la suite d'une inversion : comment ces quatre variétés

ont-elles été produites ?

EXERCICE 4

Chez le petit pois 2n=14, soient les individus suivants :

a- monosomique

b- trisomique

c- tétrasomique

d- triploïde

e- tétraploïde.

1°) Combien de chromosomes trouve-t-on chez chacun d'eux ?

2°) Quels sont les types de gamètes produits par chacun d'eux ?

3°) Quelle est l'origine de chacun d'eux ?

EXERCICE 5

Une plante est porteuse d'une translocation réciproque. Cette translocation affecte deux paires de

chromosomes dont l'ordre génique normal est respectivement le suivant :

Première paire

A B C D E -

Deuxième paire

L M N O -

1°) Représentez schématiquement la prophase I.

2°) Quels sont les résultats obtenus à la fin de la méiose ?

3°) Dans le cas d'une autofécondation de l'individu porteur de la translocation, quels résultats obtiendrait-on ?

Quelles sont leurs proportions ?

EXERCICE 6

Chez l'homme, on connaît un type de translocation 21-21. Dans ce cas l'individu porteur de ce type de

translocation produit deux types de gamètes. Par fécondation avec un gamète normal, il en résulte deux types

d'embryons :

- 50% de trisomiques et - 50% de monosomiques.

1°) Quels sont les deux types de gamètes ?

2°) Expliquez par un schéma leur obtention au cours de la méiose.

3°) Les deux types d'embryons obtenus, sont-ils viables ? Expliquez pourquoi ?

EXERCICE 7

Chez la drosophile, il existe une mutation récessive appelée "white". Les individus qui portent cette mutation

ont les yeux blancs. La souche sauvage a les yeux rouges. Le gène responsable de ce caractère est porté par le segment

différentiel du chromosome X

En général, lorsque l'on croise des femelles "white" avec des mâles sauvages on obtient en F1 des femelles sauvages et

des mâles "white"; cependant, occasionnellement on peut observer dans cette descendance des femelles "white".

Expliquez de quelle manière cela peut se produire, sachant que ces femelles "white" de la F1 présentent une

aneuploïdie.

Schématisez la formation des gamètes chez les mâles et chez les femelles.

FONCTION DU GENE OU ACTIVITE DES GENES

EXERCICE 1



25

Chez Neurospora, on a isolé un certain nombre de souches mutantes Arg - . Ces mutants ne peuvent se

développer sur milieu minimum que si l'on ajoute un métabolite particulier. Les données sont regroupées dans le

tableau suivant : (+ = croissance et - = pas de croissance).

Type de souche Milieu minimum

(M.M.)

M.M. + ornithine M.M. + citrulline M.M. + arginine

Sauvage + + + +I - - - +

II - - + +

III - + + +

1°) Précisez la séquence selon laquelle les divers précurseurs sont formés.

2°) Montrez au niveau de quelles transformations s'effectue le blocage pour chacune des classes de mutants.

3°) Quelle conclusion en tirez-vous en ce qui concerne l'activité des gènes dans la cellule ?

EXERCICE 2

Chez Neurospora crassa, on a isolé un certain nombre de souches mutantes qui ne peuvent pousser sur un

milieu minimum si on n'ajout pas un métabolite particulier. Compte tenu des données regroupées dans le tableau ci-

dessous (+ = croissance, 0 = absence de croissance) retrouvez les voies de biosynthèse de la souche sauvage et

indiquez le niveau de blocage propre à chaque mutant.

Souche mutante

Métabolites ajoutés au milieu minimum

citrulline semi-aldéhydeglutamique

arginine ornithine acideglutamique

1 + 0 + 0 0

2 + + + + 0

3 + 0 + + 0

4 0 0 + 0 0

EXERCICE 3

Quatre souches mutantes de Neurospora sont incapables de pousser sur milieu minimum, à moins d'être

supplémentées par une ou plusieurs des six substances classées de A à F. Dans le tableau ci-dessous, (+) signifie qu'il

y a croissance, (-) pas de croissance. Les souches 2 et 4 poussent si on ajoute simultanément au milieu minimum soit

E + F, soit C+F.

-Représentez la chaîne de biosynthèse rendant compte de ces résultats et indiquez à quel niveau elle est interrompue

par chacun des mutants.

Substance

Souche

A B C D E F

1 + 0 0 0 0 0

2 + 0 0 + 0 0

3 + 0 + 0 0 0

4 + 0 0 0 0 0



26

EXERCICE 4

On a isolé 4 mutants de Neurospora incapables de croître sur milieu minimum. L'adjonction de l'acide aminé

méthionine au milieu minimum restaure une croissance. La capacité de plusieurs précurseurs de la méthionine à

restaurer la croissance sur milieu minimum a été prouvée chez chacun de ces mutants : (+ = croissance et - = pas de

croissance).

Substance

Mutant

Cystathionine Cystéine Méthionine Homocystéine

A - - + +

B - - + +

C + - + +

D - - + -

1°) Quelles indications ces expériences vous apportent-elles sur la chaîne de biosynthèse de la méthionine ?

2°) Indiquez clairement l'étape enzymatique bloquée pour chaque mutant.

EXERCICE 5

Soit la voie de biosynthèse du pigment brun (Xanthommatine) de l'

il de la drosophile à partir du

tryptophane. Les étapes catalysées par les enzymes codées par les gènes v+ (1), cn+ (2) et st+ (3) sont indiquées par

les flèches horizontales sur le diagramme suivant:

Tryptophane

Enzyme v+ (1)

Cynurénine

Enzyme cn+ (2)

3-Hydroxycynurénine

Enzyme st+ (3)

Xanthommatine (pigment brun)- Etablissez un tableau regroupant les données qui ont permis de retrouver la voie de biosynthèse de la souche

sauvage. (Utilisez les symboles, + = croissance; 0 = absence de croissance).

REGULATION DE L'ACTIVITE GENIQUE

EXERCICE 1

Dans le système lactose d' E. coli, y+ dirige la synthèse de la perméase, enzyme accélérant le passage des

galactosides du milieu vers l'intérieur de la bactérie, y- ne produit pas de perméase. Par ailleurs, la -galactosidase estcodée par z+, z- ne codant que pour une protéine inactive appelée Cz. Sachant que chacune des souches ci-dessous est

de génotype o+, compléter le tableau suivant :



27

inducteur absent Inducteur présent

génotype P -gal Cz P -gal Cz

1) i+z-y+

2) i+z+y+

3) i-z+y+

4) i+z+y-

5) i-z-y-

6) i-z+y-

EXERCICE 2

Dans l'opéron lactose d' E. coli, la synthèse de la -galactosidase est gouvernée par un gène de structure z,

dont on connaît deux allèles:

z+ qui est fonctionnel;

z- qui dirige la synthèse d'un produit inactif.

La synthèse d'une autre enzyme de la chaîne, la perméase, est gouvernée par un gène de structure y (ou p), dont on

connaît également deux formes alléliques:

y + qui est fonctionnel

y- qui est inactif

Le gène opérateur o existe sous trois formes alléliques:

o+ qui est sensible à l'action d'un holorépresseur;

o- qui n'est pas sensible à l'action du répresseur;

od qui est une forme défective, sous laquelle l'opérateur empêche toujours la transcription des gènes de

structure.

Enfin l'ensemble de l'opéron lactose est sous la dépendance d'un gène régulateur i, dont l'allèle i+ est fonctionnel pour

la production d'un aporépresseur, alors que l'allèle i- dirige la synthèse d'un produit métaboliquement inactif.

On considère les souches bactériennes par les génotypes suivants:

1)

i+ o+ z+ y+

2)

i+ o- z+ y+

3) i+ o- z- y+

4) i+ o+ z- y+

5) i+ o+ z+ y-

6)

i- o+ z+ y+7) i- o- z+ y+

8)

i- od z+ y+

-Quels sont les produits élaborés par les gènes de structure (Justifiez vos réponses par des schémas de l'opéron

lactose pour chaque cas étudié) :

-en présence de lactose ?

-en l'absence de lactose ?

EXERCICE 3

L'expression de l'opéron lactose d' E.coli est sous la dépendance du gène i.

L'allèle i+ produit le répresseur;i- ne produit rien ou une protéine inactive;

is un répresseur qui est devenu insensible à l'inducteur (le lactose) et est appelé de ce fait

superrépresseur.

On connaît aussi plusieurs allèles de l'opérateur:

o+ est sensible au répresseur;

oc ne l'est pas;

oo interdit toute transcription des cistrons adjacents, que l'inducteur soit présent ou non.

1°) En tenant compte de leur effet sur l'opérateur, quelle est la relation de dominance existant entre les trois

allèles de i ?

2°) Quelle est la relation de dominance existant entre les trois allèles de O ?

3°) En utilisant (+) pour la synthèse et (0) pour l'absence de perméase (P) ou de -galactosidase ( -gal ),

compléter le tableau suivant :

inducteur absent inducteur présent

Génotype -gal P -gal P



28

1) i+ o+ z+ y+

2) i- o+ z+ y+

3) is o+ z+ y+

4) i+ oc z+ y+

5) i+ oo z+ y+

6) i+ oc z+ y+

7) i+ oo z+ y+

8) is oc z+ y+9) i

s o

o z+ y+

EXERCICE 4

Dans l'opéron lactose d' E.coli, on a étudié les effets des mutations dans la région promotrice (p) sur la

synthèse des gènes de structure de l'opéron lactose, dans des souches cultivées en présence ou en l'absence de lactose.

Les génotypes des souches étudiées sont les suivants :

1) i+ p+ o+ z+ y+

2) i+ p- o+ z+ y+

3) i+ p- oc z+ y+

4) i- p- o+ z+ y+

5) i+ p- o+ z+ y-

i+ p+o+z- y+

6) i+ p- o+ z- y+

i+ p+o+z+ y-

- Quels seront les produits élaborés par les gènes de structure :

- En présence du lactose ?

- En l'absence du lactose ?

GENETIQUE DES POPULATIONS

EXERCICE 1

Dans une population on a compté 2600 individus du groupe sanguin O. 1500 du groupe A, 600 du grooupe B

et 200 du groupe AB. Calculez les fréquences des allèles IA , IB et IO déterminant les groupes sanguins dans cette

population.

EXERCICE 2

Dans l'espèce humaine, 10% de la population mâle est daltonienne. A quel pourcentage de femmes

hétérozygotes doit-on s'attendre dans la population (le gène responsable du daltonisme est porté par le chromosome

sexuel X) ?

EXERCICE 3

Une race de bovins, les Shorthorn, présentent en fonction de leur génotype 3 phénotypes différents : R/R,

sont à robe rouge, R/W sont rouans (rouge et blanc mélangés) et les W/W sont blancs. Un échantillon d'une

population est composé de 108 rouges, 48 blancs et 144 rouans.

1) Estimez la fréquence des allèles R et W.

2) En supposant que cette population soit panmictique, quels zygotes doit-on s'attendre à trouver et avec

quelle fréquence à la génération suivante ?

3) Comparez ces résultats avec ceux trouvés dans l'échantillon, la population dont il est question est-elle en

équilibre ?

EXERCICE 4



29

Chez le maïs, la production de barbe de couleur saumon (sm) et d'albumen déprimé (sh) est sous la

dépendance de 2 gènes récessifs indépendants. Un échantillon d'une population dans laquelle les croisements ont eu

lieu au hasard a donné les résultats suivants :

6 [barbe normale, albumen déprimé]

30 [sauvage]

10 [barbe saumon, albumen déprimé]

54 [barbe saumon, albumen normal]

Déterminez les fréquences respectives x et y des allèles déprimé et saumon.

EXERCICE 5

On considère 3 allèles déterminant la coloration du pelage chez le lapin : C = sauvage (entièrement coloré),

Ch = himalayens et c = albinos, en fonction de la relation de dominance C > Ch > c et les fréquences respectives

suivantes p, q et r.

Si une population de lapins contenant des individus sauvages, himalayens et albinos est panmictique, quelles

seront en fonction de p, q et r à la génération suivante, les fréquences attendues des différents génotypes ? En déduire

une formule pour le calcul des fréquences des différents allèles, en fonction des différents phénotypes.

Un échantillon d'une population de lapins contient 168 lapins sauvages, 30 himalayens et 2 albinos.

Calculer les fréquences p, q et r. Etant donné les fréquences p = 0.5; q = 0.1 ; r = 0.4 ; calculer les proportions des

différents génotypes parmi les lapins sauvages.

EXERCICE 6

Chez la drosophile, il existe un gène récessif "white" (w = blanc), responsable de la coloration blanche des

yeux, qui est porté par le chromosome X. Dans une population de laboratoire, on a trouvé 340 mâles aux yeux rouges

(=sauvage) et 60 mâles aux yeux blancs.

1)

Estimer la fréquence des allèles w+ et w.

2)

Quel sera le pourcentage des femelles ayant les yeux blancs dans cette population ?

EXERCICE 7

La possibilité de trouver un goût à une substance chimique appelée phénylthiocarbamide (PTC) est sous la

dépendance d'un allèle dominant T. Les non-goûteurs sont homozygotes t/t. Si 24% de la population est T/T et 50%

hétérozygote T/t, quelle est la fréquence de l'allèle t ?

EXERCICE 8

Chez l'homme, une anémie connue sous le nom de thalassémie est sous la dépendance de deux allèles,

codominants. Au génotype Tm/Tm correspond une thalassémie majeure, à Tm/Tn, une thalassémie mineure, à Tn/Tn

un phénotype normal. Une population d'individus, analysés en Italie, a la composition suivante:

9596

normaux

400 mineurs

4 majeurs.Est-ce que cette population peut être considérée statistiquement comme en équilibre pour le locus ?

EXERCICE 9

Soit une population panmictique, en équilibre. Dans cette population, à chaque génération, on observe que

5% des hommes sont daltoniens, alors que cette anomalie ne se rencontre que chez 0.25% des femmes. Sachant qu'il

n'existe pour le locus que deux allèles, D normal dominant et d, récessif, responsable de la maladie, et que les

fréquences p de D et q de d sont les mêmes chez l'ensemble des hommes et des femmes, expliquez cette différence

dans la répartition des phénotypes chez les hommes et les femmes.

EXERCICE 10



30

Soit une population panmictique, hétéroallélique pour un locus (deux allèles A et a) où la fréquence p de

l'allèle A dominant = 0.6 à la génération F0. Chacun des 3 génotypes est affecté d'un coefficient de sélection :

S = 0.8 pour A/A;

S = 1 pour A/a;

S = 0.5 pour a/a

1) Que pensez-vous de ce type de sélection ?

2) Quel est le nom donné au phénomène qui fait que le coefficient de sélection de l'hétérozygote est le plus élevé des

trois ?3) Calculez la valeur sélective moyenne de la population.

4) Calculez l'accroissement p, lors du passage de Fo à F1 ?

5) Quelle sera la valeur de p à la génération F1 ?

6) Pour quelle valeur de p la population sera-t-elle en équilibre ?

EXERCICE 11

Soit un arbre généalogique. Une union est projetée entre E et I.

A

B C D

E F G H

I J J

X

1)

Quel serait le coefficient de consanguinité individuel de leurs descendants éventuels X (expliquez ce qu'est le

coefficient de consanguinité et comment vous le calculez) ?



31

2)

Quelle serait la probabilité pour que leurs descendants éventuels X soient porteurs d'une tare génétique due à

un allèle récessif, dont la fréquence q dans la population est égale à 0.004 , (aucun des individus mentionnés

n'est porteur de la tare).

3)

Quelle serait cette probabilité si B était porteur de la tare ?

EXERCICE 12

On considère l'arbre généalogique ci-dessous :

A B

Z C W D E V

F G H K

I J

X

1) Donnez la définition du coefficient de consanguinité individuel; et calculez le coefficient de consanguinité de

X.

2) Sachant que l'individu C est alcaptonurique (et est le seul dans ce pedigree), calculer la probabilité pour que

X qui n'est pas encore né soit alcaptonurique. (La fréquence du gène récessif responsable de l'alcaptonurie

étant très faible, on négligera la possibilité que ce gène soit apporté par les parents "extérieurs" Z, W, V et X.

EXERCICE 13

La couleur blanche de la laine chez le mouton est due à un gène dominant b, alors que la couleur noire est

due à son allèle récessif b. Un échantillon de 900 moutons de la souche Rambouillet, étudié dans l'Idaho est composéde 891 blancs et 9 noirs.

1) Quelle est la fréquence des différents allèles ? Soit le pedigree suivant, représentant trois générations de

croisements chez des moutons de la souche Rambouillet :



32

X

2) Calculez le coefficient de consanguinité des descendants X.

3) Quelle est la probabilité pour qu'il soit blanc ? Noir ?

EXERCICE 14

Chez les poules, le gène autosomal FB provoque une couleur noire des plumes, alors que son allèle

codominant FW

les rend tachetées de blanc. Les hétérozygotes ont les plumes " bleu andalou". Une poule tachetée de

blanc est croisée avec un coq noir et en F2 on a trouvé :

95 noirs,

220 bleus

85 tachetés.1) En F2, quelles sont les proportions que l'on s'attendait à trouver ?

2) Quelle est la valeur du

2 ?

3) Quel est le nombre de degrés de liberté ?

4) Quelle est la probabilité pour que l'écart entre les valeurs calculées et les valeurs observées soit dû au seul

fait du hasard ?

5) Les proportions sont-elles compatibles avec un équilibre éventuel de la population ?

CODE GENETIQUE

2 ième base

1ère base U C A G

3ième base

U

UUU Phe

UUC Phe

UUA Leu

UUG Leu

UCU Ser

UCC Ser

UCA Ser

UCG Ser

UAU Tyr

UAC Tyr

UAA Stop

UAG Stop

UGU Cys

UGC Cys

UGA Stop

UGG Try

U

C

A

G

C

CUU Leu

CUC Leu

CUA Leu

CUG Leu

CCU Pro

CCC Pro

CCA Pro

CCG Pro

CAU His

CAC His

CAA Gln

CAG Gln

CGU Arg

CGC Arg

CGA Arg

CGG Arg

U

C

A

G

A

AUU Ile

AUC Ile

AUA Ile

AUG Met

ACU Thr

ACC Thr

ACA Thr

ACG Thr

AAU Asn

AAC Asn

AAA Lys

AAG Lys

AGU Ser

AGC Ser

AGA Arg

AGG Arg

U

C

A

GGUU Val

GUC Val

GCU Ala

GCC Ala

GAU Asp

GAC Asp

GGU Gly

GGC Gly

U

C



33

G GUA Val

GUG Val

GCA Ala

GCG Ala

GAA Glu

GAG Glu

GGA Gly

GGG Gly

A

G

Abréviations :Ala : Alanine

Arg : Arginine

Asp : Acide aspartique

Asn : AsparagineCys : Cystéine

Glu : Acide glutamique

Gln : Glutamine

Gly : Glycine

His : Histidine

Ile : Isoleucine

Leu : Leucine

Lys : Lysine

Met : Méthionine

Phe : Phénylalanine

Pro : Proline

Ser : SérineThr : Thréonine

Try ou Trp: Tryptophane

Tyr : Tyrosine

Val : Valine.

Documents

TD génétique L2