GE-DGénétique des diploïdes (monohybridisme et dihybridisme)

Pourcentage de recombinaison et gamètes parentaux / recombinés

Idée directrice

Exploitation chiffrée d’un test-cross avec liaison partielle (bac SE contrôle 2017) : à partir d’un seul pourcentage recombiné (12 % $[A_1B_2]$ ), reconstituer les quatre classes, distinguer gamètes parentaux et recombinés, et lire le pourcentage de recombinaison $p$ .

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« phénotype recombiné »

« test cross, le mâle fournit un seul type de gamète »

« partiellement liés »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode

Test-cross : un parent monogamétique ⇒ proportions = gamètes de l’autre.
Deux recombinés équiprobables ; deux parentaux équiprobables.
p = somme des % recombinés = distance génétique (en cM, approximation).

Les pièges à vérifier dans ta démarche

Prendre 12 % pour le pourcentage total de recombinaison (il faut les deux classes recombinées).
Attribuer 25 % à chaque classe par réflexe d’indépendance.
Inverser parentaux et recombinés.

Sujet principal

Exercice — dans l'esprit des sujets du bac

4 questionsCorrigé masqué

Des femelles (D) de génotype $A_1B_1//A_2B_2$ (double hétérozygotes, gènes partiellement liés) sont croisées avec des mâles de la souche S3 de phénotype $[A_2B_2]$ double récessif. Ce test-cross fournit 12 % d’individus $[A_1B_2]$ .

Pourquoi les proportions des descendants sont-elles celles des gamètes des femelles (D) ?
Classer $[A_1B_2]$ parmi les phénotypes parentaux ou recombinés. Justifier.
En déduire les pourcentages des trois autres classes phénotypiques ( $[A_2B_1]$ , $[A_1B_1]$ , $[A_2B_2]$ ).
Sur 1000 descendants, donner les effectifs de chaque classe. En déduire le pourcentage de recombinaison $p$ .

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Le mâle $[A_2B_2]$ homozygote récessif ne produit qu’un seul type de gamète ( $A_2B_2$ ). La descendance d’un test-cross reflète donc directement les gamètes de la femelle (D).

2. $[A_1B_2]$ associe des allèles qui n’étaient pas sur le même chromosome parental chez $A_1B_1//A_2B_2$ : c’est un phénotype recombiné (issu de crossing-over).

3. Les deux classes recombinées sont équiprobables : 12 % $[A_1B_2]$ et 12 % $[A_2B_1]$ . Les deux classes parentales se partagent le reste : $(100-24)/2 = 38\%$ chacune, soit 38 % $[A_1B_1]$ et 38 % $[A_2B_2]$ .

4. Sur 1000 : 120 $[A_1B_2]$ , 120 $[A_2B_1]$ , 380 $[A_1B_1]$ , 380 $[A_2B_2]$ . Le pourcentage de recombinaison est $p = 12\% + 12\% = 24\%$ (fréquence des gamètes recombinés). $\boxed{p=24\%\ ;\; 380/380/120/120\text{ sur }1000}$

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill GE-D.1 — fréquence de recombinaison p

Entraînement 01 / 05

Drill GE-D.1 — fréquence de recombinaison p

2 questionsCorrigé masqué

Pour des gènes liés avec liaison partielle, on note $p$ la fréquence de recombinaison. Les gamètes d’un double hétérozygote se répartissent en parentaux et recombinés.

Exprimer, en fonction de $p$ , les proportions des deux types de gamètes parentaux et des deux types de gamètes recombinés.
Que devient la situation si $p = 0$ ? si $p = 0{,}5$ ?

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1. Chaque gamète parental a la proportion $\dfrac{1-p}{2}$ ; chaque gamète recombiné a la proportion $\dfrac{p}{2}$ . (Somme : $1-p + p = 1$ .)

2. Si $p=0$ : liaison totale (aucun recombiné, seulement 2 classes 1:1). Si $p=0{,}5$ : 4 gamètes à $\frac{1}{4}$ — indiscernable de l’indépendance génétique. $\boxed{\text{parentaux }\tfrac{1-p}{2}\ ;\; \text{recombinés }\tfrac{p}{2}}$

2 Drill GE-D.2 — génotype double hétérozygote lié

Entraînement 02 / 05

Drill GE-D.2 — génotype double hétérozygote lié

2 questionsCorrigé masqué

Un ovocyte II présente un chromosome dupliqué portant les allèles des deux couples avec une chromatide parentale et une chromatide recombinée. On en déduit que les deux couples d’allèles sont partiellement liés.

Écrire le génotype de l’individu double hétérozygote D en notation $A_1B_1//A_2B_2$ .
Expliquer en une phrase ce que signifie « partiellement liés » par rapport à « totalement liés ».

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1. D est hétérozygote pour les deux couples : génotype $A_1B_1//A_2B_2$ (allèles parentaux en phase sur chaque chromosome homologues).

2. Partiellement liés : les loci sont sur le même chromosome, mais un crossing-over peut produire des chromatides recombinées (recombinés présents mais minoritaires). Totalement liés : aucun recombiné ( $p=0$ ). $\boxed{A_1B_1//A_2B_2\text{ ; liaison partielle}}$

3 Drill GE-D.3 — distance donnée : gamètes, échiquier avec un mâle non recombinant, effectifs sur 1000

Entraînement 03 / 05

Drill GE-D.3 — distance donnée : gamètes, échiquier avec un mâle non recombinant, effectifs sur 1000

4 questionsCorrigé masqué

Chez la drosophile, une paire de chromosomes porte deux couples d'allèles, (A₁, A₂) et (B₁, B₂), séparés par une distance de 20 cM ; A₁ domine A₂ et B₁ domine B₂. Chez le mâle, il ne se produit pas de crossing-over. Les chromosomes de cette paire sont $A_1B_2$ et $A_2B_1$ chez une femelle D₁, $A_2B_1$ et $A_2B_2$ chez un mâle D₂.

Représentez les gamètes produits par D₁ et précisez leurs proportions théoriques.
Représentez les gamètes produits par D₂ et précisez leurs proportions ; justifiez.
Prévoyez, à l'aide d'un échiquier, les résultats théoriques du croisement D₁ × D₂ sur 1000 descendants.
Montrez que seuls les descendants $[A_2B_2]$ signalent à coup sûr un gamète recombiné de D₁.

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1. Idée : une distance de 20 cM correspond à 20 % de gamètes recombinés chez la femelle. Gamètes parentaux $A_1B_2$ et $A_2B_1$ : (100 − 20)/2 = 40 % chacun ; gamètes recombinés $A_1B_1$ et $A_2B_2$ : 20/2 = 10 % chacun.

2. D₂ est un mâle : sans crossing-over, il transmet l'un de ses deux chromosomes intact, $A_2B_1$ (50 %) ou $A_2B_2$ (50 %). Homozygote au locus A, il n'aurait d'ailleurs aucune combinaison nouvelle à former.

3. Échiquier (gamètes de D₁ en lignes, de D₂ en colonnes) :

Gamètes ♀ / ♂	$A_2B_1$ (50 %)	$A_2B_2$ (50 %)
$A_1B_2$ (40 %)	$[A_1B_1]$ 20 %	$[A_1B_2]$ 20 %
$A_2B_1$ (40 %)	$[A_2B_1]$ 20 %	$[A_2B_1]$ 20 %
$A_1B_1$ (10 %)	$[A_1B_1]$ 5 %	$[A_1B_1]$ 5 %
$A_2B_2$ (10 %)	$[A_2B_1]$ 5 %	$[A_2B_2]$ 5 %

Sur 1000 descendants : $[A_1B_1]$ = 20 + 5 + 5 = 30 %, soit 300 ; $[A_1B_2]$ = 20 %, soit 200 ; $[A_2B_1]$ = 20 + 20 + 5 = 45 %, soit 450 ; $[A_2B_2]$ = 5 %, soit 50. Total : 1000.

4. $[A_1B_1]$ vient aussi bien du gamète parental $A_1B_2$ (avec $A_2B_1$ du mâle) que du recombiné $A_1B_1$ ; $[A_2B_1]$ , aussi bien de $A_2B_1$ que de $A_2B_2$ ; $[A_1B_2]$ , du seul gamète parental $A_1B_2$ . Seul $[A_2B_2]$ exige le gamète $A_2B_2$ de D₁, qui est recombiné.

4 Drill GE-D.4 — 50 % d'une classe : retrouver le génotype du partenaire de lignée pure

Entraînement 04 / 05

Drill GE-D.4 — 50 % d'une classe : retrouver le génotype du partenaire de lignée pure

3 questionsCorrigé masqué

Chez la drosophile, deux gènes liés, distants de 16 cM, ont pour allèles (A₁, A₂) et (B₁, B₂), avec A₁ dominant A₂ et B₁ dominant B₂. Une femelle D₁ a pour génotype $A_1B_1//A_2B_2$ . On la croise avec un mâle D₃ de lignée pure : 50 % des descendants sont de phénotype $[A_1B_2]$ .

Donnez les gamètes de D₁ et leurs proportions théoriques.
Déterminez, en justifiant votre réponse, le génotype de D₃.
Donnez la composition phénotypique complète de la descendance, puis expliquez pourquoi ce croisement ne permet pas de mesurer la distance entre les deux gènes.

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1. Parentaux $A_1B_1$ et $A_2B_2$ : (100 − 16)/2 = 42 % chacun ; recombinés $A_1B_2$ et $A_2B_1$ : 16/2 = 8 % chacun.

2. Idée : un mâle de lignée pure est homozygote et ne donne qu'un type de gamète ; on essaie les possibilités. Un descendant $[B_2]$ est $B_2//B_2$ : D₃ porte B₂ sur ses deux chromosomes, ce qui écarte $A_1B_1//A_1B_1$ et $A_2B_1//A_2B_1$ (aucun $[B_2]$ ). Restent deux lignées :

$A_2B_2//A_2B_2$ (test-cross) : $[A_1B_2]$ ne viendrait que du gamète recombiné $A_1B_2$ , soit 8 % ;
$A_1B_2//A_1B_2$ : tous les descendants reçoivent A₁ et B₂ ; ils sont $[A_1B_2]$ chaque fois que D₁ donne un gamète porteur de B₂, $A_2B_2$ (42 %) ou $A_1B_2$ (8 %), soit 50 %.

Seul le second cas donne 50 % : $\boxed{D_3 : A_1B_2//A_1B_2}$ .

3. Tous les descendants sont $[A_1]$ ; ils sont $[A_1B_1]$ avec un gamète de D₁ porteur de B₁, $A_1B_1$ (42 %) ou $A_2B_1$ (8 %) : 50 % $[A_1B_1]$ et 50 % $[A_1B_2]$ . Un gamète parental et un gamète recombiné porteurs du même allèle B donnent ici le même phénotype : les recombinés ne se distinguent pas, et la distance n'intervient pas dans le résultat.

5 Drill GE-D.5 — approfondissement (séries) : placer un troisième gène par additivité des distances et dresser la carte factorielle

Entraînement 05 / 05

Drill GE-D.5 — approfondissement (séries) : placer un troisième gène par additivité des distances et dresser la carte factorielle

4 questionsCorrigé masqué

Approfondissement (séries) : la carte à trois gènes vient des devoirs de lycée ; les épreuves nationales analysées ne la demandent pas.

Chez la drosophile, trois gènes (A₁, A₂), (B₁, B₂) et (C₁, C₂) sont portés par la même paire de chromosomes ; les allèles d'indice 1 sont dominants. Chez le mâle, il ne se produit pas de crossing-over. Des femelles doubles hétérozygotes, dont les allèles dominants sont sur le même chromosome, sont croisées avec des mâles doubles récessifs (test-cross).

Test-cross	Descendance
1 : femelles $[A_1B_1]$	41 % $[A_1B_1]$ , 41 % $[A_2B_2]$ , 9 % $[A_1B_2]$ , 9 % $[A_2B_1]$
2 : femelles $[A_1C_1]$	44 % $[A_1C_1]$ , 44 % $[A_2C_2]$ , 6 % $[A_1C_2]$ , 6 % $[A_2C_1]$

Calculez les distances A–B et A–C.
En admettant l'additivité des distances, représentez les deux positions possibles du gène C et donnez, dans chaque cas, la distance B–C attendue.
Un troisième test-cross, avec des femelles $[B_1C_1]$ , donne 47 % $[B_1C_1]$ , 47 % $[B_2C_2]$ , 3 % $[B_1C_2]$ et 3 % $[B_2C_1]$ . Dressez la carte factorielle des trois gènes.
Pourquoi ces test-crosses sont-ils réalisés avec des femelles hétérozygotes, et non avec des mâles ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : dans un test-cross, les phénotypes recombinés, minoritaires, donnent directement le pourcentage de gamètes recombinés. A–B : 9 + 9 = 18 %, soit 18 cM ; A–C : 6 + 6 = 12 %, soit 12 cM.

2. Cas 1 : C est entre A et B ; la distance B–C attendue est 18 − 12 = 6 cM. Cas 2 : A est entre C et B ; la distance B–C attendue est 18 + 12 = 30 cM.

3. B–C : 3 + 3 = 6 %, soit 6 cM : c'est le cas 1, et 12 + 6 = 18 cM redonne bien la distance A–B. La carte factorielle place C entre A et B, à 12 cM de A et à 6 cM de B.

4. Le mâle de drosophile ne fait pas de crossing-over : un mâle double hétérozygote en test-cross ne donnerait que ses deux phénotypes parentaux, 50 % – 50 %, quelle que soit la distance entre les gènes.

Relier ce raisonnement au bac

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Pourcentage de recombinaison et gamètes parentaux / recombinés

Exercice — dans l'esprit des sujets du bac

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Drill GE-D.1 — fréquence de recombinaison p

Drill GE-D.2 — génotype double hétérozygote lié

Drill GE-D.3 — distance donnée : gamètes, échiquier avec un mâle non recombinant, effectifs sur 1000

Drill GE-D.4 — 50 % d'une classe : retrouver le génotype du partenaire de lignée pure

Drill GE-D.5 — approfondissement (séries) : placer un troisième gène par additivité des distances et dresser la carte factorielle

Relier ce raisonnement au bac