révision Nejib CHEBBI : Inspecteur principal Génétique : transmission de deux couples d’allèles chez les diploïdes NIVEAU : 4eme sciences expérimentales Document élaboré par Nejib CHEBBI : Inspecteur principal & Moncef SOUA : Professeur principal

Plan : 1- Rappel : 2- Problème scientifique 3- Transmission de deux couples d’allèles 3-1 Définition de dihybridisme 3-2 Cas de deux gènes indépendants 3-3 Cas de deux gènes liés 4- Récapitulation des résultats statistiques du monohybridisme et de dihybridisme

Etude du croisement de deux lignées, de la même espèce, I- Rappel : Monohybrisme :1/3 Etude du croisement de deux lignées, de la même espèce, qui diffèrent par un seul caractère

La présence d’une protéine définit un phénotype donné 2/3 Relation : gène Protéine Phénotype Le gène s’exprime en une protéine Du gène à la protéine La présence d’une protéine définit un phénotype donné Relation : protéine-phénotype

1ere et 2eme lois de Mendel:3/3 Les descendants; issus du croisement de 2 lignées pures et différentes, sont identiques entre eux. 1ere loi : Loi de l’homogénéité (uniformité) de F1 2eme loi : loi de la pureté des gamètes Au moment de la formation des gamètes les allèles d’un gène se séparent. Chaque gamète ne contient qu’un seul allèle d’un couple II- Problème scientifique : quelle est la conséquence du brassage génétique sur la répartition phénotypique de la descendance, issue d’un croisement de deux individus qui différent par deux caractères

III- Transmission de deux couples d’allèles autosomaux chez les diploïdes 1/5 Dihybridisme : Définition : c’est l’étude du croissement de deux lignées, de la même espèce, qui diffèrent par deux caractères. Exemple 1 de la transmission de deux couples d’allèles Résultats des croisements: Croisements Croisement n°1 Croisement n°2 Croisement n°3 Drosophile à ailes longues et aux yeux rouges x drosophile à ailes vestigiales et aux yeux sépia Drosophile de la F1 x drosophile de la F1 Hybride de la F1 x Drosophile à ailes vestigiales et aux yeux sépia Résultats -374 Drosophiles à ailes longues et aux yeux rouges -124 Drosophiles à yeux sépia -117 Drosophiles à ailes vestigiales et aux -38 Drosophiles à ailes vestigiales et aux yeux sépia -122 drosophiles à ailes longues et aux yeux rouges -121 D.à ailes vestigiales et aux yeux rouges -124 D. à ailes longues et aux yeux sépia -123 D.à ailes vestigiales et aux yeux sépia Descendance F2 F’2 F1 :100% de drosophiles à ailes longues et aux yeux rouges

Interprétation des résultats des croisements: 2/5 Caractères étudiés Choix des symboles des allèles de chaque couples Nombre de gènes et de couples d’allèles Conclusions tirées des résultats de F1 croisement Type de Aspect de chaque caractère F1 est homogène, formée de 100% de drosophiles à ailes longues et aux yeux rouges *soit le couple (L,l) Longueur des ailes Longues vestigiales Longueur des ailes Avec : dihybridisme - L : allèle dominant ailes longues 1er croisement Longueurs des ailes couleurs des yeux 2 caractères : - l : allèle récessif ailes vestigiales Les parents croisés (P1 et P2) sont de lignées pures (première loi de Mendel est vérifiée) L>l * Soit le couple (R,r) couleur des yeux Couleurs des yeux et 2 couples d’allèles 2 gènes Rouges Sépia Avec: - R : allèle dominant yeux rouges Il y’a dominance absolue pour chaque couple d’allèles - r : allèle récessif yeux sépia R>r

Hypothèse : « Les deux gènes sont indépendants » 3/5 Ecriture phénotypique et génotypique : 1er croisement 2eme croisement Parents P1 mâle x P2 femelle mâle F1 x femelle F1 [L R] x [l r] [L R] [L R] Phénotypes L R l r L l R r L l R r Génotypes x r 1 4 R L l Mâle : Femelle : Gamètes et proportions L R l r Mêmes types De gamètes 100% 100% L’échiquier de F2 (F1 x F1) fournit 4 phénotypes: L l R r Génotype Phénotype F2 [L R] [L r] F1 9 16 3 16 Phénotypes et propositions [l R] [l r] [L R] 100% 3 16 1 16

Comparaison des résultats théoriques aux résultats expérimentaux: 4/5 Phénotypes Propositions Nombres 9 16 9 16 [L R] X 653 = 367 347 3 16 3 16 [L r] X 653 = 122 124 3 16 3 16 [l R] X 653 = 122 117 1 16 1 16 [l r] X 653 = 41 38 Total 652 653 Les résultats théoriques sont conformes aux résultats pratiques l’hypothèse est vraie F2 présente la répartition phénotypique 9 – 3 – 3 - 1 Conclusions Transmission de 2 gènes indépendants et à dominance absolue pour les deux Couples d’allèles 3eme loi de Mendel : Loi de la disjonction (ségrégation) indépendante des allèles Dans le cas de 2 gènes indépendants, les allèles d’un gène se séparent indépendamment de ceux de l’autre gène, au moment de la formation des gamètes (Méiose)

Gamètes et proportions 3eme croisement 5/5 Identification du type de croisement Le croisement de l’hybride F1 avec le parent birécessif est un back-cross Ecriture phénotypique et génotypique Parents Hybride de la F1 x Parent birécessif Phénotypes [L R] x [l r] L l R r Génotypes r 1 4 R L l Gamètes et proportions l r 100% L l R r L l r l R r l r Génotypes F’2 Phénotypes [L R] [L r] [l R] [l r] 1 4 1 4 1 4 1 4 Proportions Test_cross de F1dans le cas de 2 gènes Indépendants et à dominance absolue pour Les 2 couples d’allèles 4 phénotypes équiprobables ( - - - ) Conclusion 1 4

Exemple 2 de la transmission de 2 couples d’allèles 1/5 Résultats des croisements : Croisement n°1 Croisement n°2 Croisement n°3 Drosophile à ailes longues et à corps gris x drosophile à ailes vestigiales et à corps noir F1 :100% de drosophiles à ailes longues et à corps gris Hybride de la F1(mâle) X Drosophile à ailes vestigiales et à corps noir (femelle) 50% Drosophiles à ailes longues et à corps gris F’2 50% Drosophiles à ailes vestigiales à corps noir Hybride de la F1(femelle) x Drosophile à ailes vestigiales et à corps noir (mâle) -42% drosophiles à ailes longues et corps gris -8% D.à ailes longues et à corps F’2 noir -8% D. à ailes vestigiales et à corps gris -42% D.à ailes vestigiales et à corps noir Résultats Descendance

Interprétation des résultats des croisements 2/5 Caractères étudiés Choix des symboles des allèles de chaque couple Conclusions tirées des résultats de F1 Aspect de chaque caractère Nombre de gènes et de couples d’allèles croisement Type de - Longues - vestigiales F1 est homogène, formée de 100% de drosophiles à ailes longues et à corps gris Les parents croisés (P1 et P2) sont de lignées pures (première loi de Mendel est vérifiée) Il y’a dominance absolue pour chaque couple d’allèles *soit le couple (L,l) longueur des ailes Avec : L : allèle dominant ailes longues l : allèle récessif ailes vestigiales L>l * Soit le couple (G,g) couleur du corps Avec: G : allèle dominant corps gris g : allèle récessif corps noir G>g Longueur des ailes 1er croisement dihybridisme Longueur des ailes couleur du corps 2 caractères : et 2 couples d’allèles 2 gènes - gris - noir Couleur du corps

Identification du type de croisement 3/5 Le croisement n°2 est un back-cross de l’hybride môle de F1 avec le parent birécessif Identification du type de croisement Si les 2 gènes sont indépendants, ce back-cross donnera 4 phénotypes équiprobables. Ce qui n’est pas le cas les 2 gènes sont liés Y-a-t-il une indépendance ou une liaison génétique

Hybride de la F1(mâle) x Parent birécessif (femelle) 1er croisement Ecriture phénotypique et génotypique des 1er et 2eme croisement 4/5 Parents P1 x P2 Phénotypes [L G] [l g] L G l g Génotypes Gamètes et proportions L G 100 % l g 100 % Génotype Phénotype 100% [L G] 100% L G l g F1 Parents Hybride de la F1(mâle) x Parent birécessif (femelle) Phénotypes [L G] [l g] 2eme croisement L G l g l g Génotypes Gamètes et proportions L G l g l g 50% 50% 100% 2 gamètes parentaux L G l g l g Génotypes F’2 Phénotypes [L G] [l g] Proportions 50% 50%

Ecriture phénotypique et génotypique Identification du type de croisement Phénotypes de F’2 Hypothèse 5/5 Nombre Type Fréquence Back-cross de l’hybride femelle de F1 avec le parent birécessif - Les deux gènes sont liés - Il y’a un crossing-over au moment de la formation des gamètes de la F1 4 phénotypes 2 phénotypes parentaux Importante 2 phénotypes faible recombinés Ecriture phénotypique et génotypique Parents Hybride la F1 (femelle) x parent birécessif (mâle) 3eme croisement Phénotypes [L G] [l g] Génotypes L G l g l g L G L g Gamètes et Proportions l g 2 gamètes 2 gamètes parentaux recombinés (84%) (16%) 100% l g l G L G l g l g L g l g l G l g Génotypes F’2 Phénotypes [L G] [l g] [L g] [l G] Nature des phénotypes 2 phénotypes parentaux 2 phénotypes recombinés Proportions 84% 16%

Utilité du pourcentage de recombinaison 1/2 - Estimation de la distance génétique (en C.M) - Dresser la carte génétique (carte factorielle) Récapitulation des résultats statistiques du Monohybridisme et du dihybridisme Proportions des descendants Type de croisement déduit 100 % descendance homogène - Ce résultat est utilisé pour établir la dominance Croisement de deux parents de lignées pures F2 = F1 x F1 - Monohybridisme à dominance absolue Dihybridisme à dominance absolue à gènes totalement liés (linkage absolu) et où il y’a absence de brassage génétique 3 4 1 4 2 phénotypes : - 1 4 1 2 1 4 F2 = F1 x F1 Monohybridisme à codominance 3 phénotypes : - - F2 = F1 x F1 Dihybridisme à dominance absolue, à gènes indépendants et où il y’a brassage interchromosomique 9 16 3 16 3 16 1 16 4 phénotypes : - - - F2 = F1 x F1 Dihybridisme à gènes indépendants, à dominance absolue pour l’un des gènes, à codominance pour l’autre et où il y’a brassage interchromosomique. 3 16 6 16 3 16 1 16 2 16 1 16 6 phénotypes : - - - - -

>> 2/2 2 phénotypes : - 1 1 4 phénotypes : - - - 1 1 1 1 F’2 = hybride x récessif Test-cross de Monohybridisme 2 phénotypes : - 1 2 1 2 F’2 = hybride x birécessif Test-cross de dihybridisme avec gènes totalement liés (linkage absolu) et où il y’a une absence du brassage génétique 4 phénotypes : - - - F’2 = hybride x birécessif Test-cross de dihybridisme avec gènes indépendants et où il y’a brassage interchromosomique 1 4 1 4 1 4 1 4 4 phénotypes : F’2 = hybride x birécessif Test-cross de dihybridisme avec gènes partiellement liés (linkage partiel) et où il y’a brassage intrachromosomique Proportion des deux phénotypes Parentaux Proportion des deux phénotypes recombinés >>