Probabilités et problèmes Chapitres 14 et 15 Hérédité et génétique Probabilités et problèmes Chapitres 14 et 15 Collège Lionel-Groulx

Plan du cours Révision: le langage de la génétique Les règles des probabilités Croisements de contrôle Croisements monohybrides Croisements dihybrides Cas spéciaux La dominance incomplète/codominance Les allèles multiples La pléiotropie L’épistasie L’hérédité polygénique Les maladies héréditaires dominantes Gènes liés au sexe Collège Lionel-Groulx

Révision: Le langage de la génétique Allèles Type de relation entre les allèles: dominance complète et dominance incomplète Phénotype vs génotype Collège Lionel-Groulx

Les règles des probabilités Si deux événements indépendants peuvent mener au même résultat, on additionne les probabilités Ex.: quelles sont les chances, avec un dé, de jouer 3 ou 4? Si deux événements indépendants doivent survenir ensemble ou dans une séquence donnée, on multiplie les probabilités Ex.: quelles sont les chances, avec un dé, de jouer 3 avec le premier lancer et 4 avec le deuxième lancer? La règle de l’addition La règle de la multiplication Collège Lionel-Groulx

Les règles des probabilités Quelles sont les chances, avec un dé, de jouer 3 ou 4? Quelles sont les chances, avec un dé, de jouer 3 avec le premier lancer et 4 avec le deuxième lancer? La règle de l’addition La règle de la multiplication Collège Lionel-Groulx

Exercice Lois des probabilités Quelles sont les chances, lorsque l’on lance simultanément deux pièces de monnaies, d’obtenir à la fois pile et face? Exercice Lois des probabilités Collège Lionel-Groulx

Les règles des probabilités La dernière question fait appel à la règle de l’addition car il y a deux façons d’arriver au même résultat Pour ne pas se faire avoir: grille de Punnet Collège Lionel-Groulx

Croisements de contrôle Permet de connaître le génotype d’un individu avec le phénotype dominant Technique simple: analyser le ratio phénotypique de la génération F1 suite à un croisement avec un individu homozygote récessif Collège Lionel-Groulx

Croisements monohybrides À l’aide d’une grille de Punnet, on peut prédire le résultat du croisement de deux individus Le cas le plus simple: on regarde un gène à la fois Collège Lionel-Groulx

Exercice Croisement monohybride Le croisement entre un cochon d’Inde mâle noir (dominant) et un cochon d’Inde femelle albinos (récessif) donne 4 bébés noirs et 4 bébés albinos. Quel est le génotype des parents? Exercice Croisement monohybride Collège Lionel-Groulx

Analyse d’un lignage Collège Lionel-Groulx

Exercice Croisement monohybride et lignage Attention, question plus difficile… La fibrose kystique est une maladie héréditaire récessive. Environ 1 personne sur 25 est porteuse de la maladie (hétérozygote) au Québec. Dans une famille où tout le monde est en parfaite santé (père, frères et sœurs), sauf la mère qui est morte de la maladie, une fille veut avoir des enfants avec un homme québécois en santé. Quelles sont les probabilités qu’ils aient un enfant atteint par la maladie? Exercice Croisement monohybride et lignage Collège Lionel-Groulx

Exercice Croisement monohybride et lignage Attention, question plus difficile… L’anémie à hématies falciformes est une maladie héréditaire qui s’attaque aux globules rouges humains. Annabel et Gabriel ont tous deux un frère ou une sœur atteint de la maladie. Ni Annabel, ni Gabriel, ni aucun de leurs parents ne souffre de la maladie. À partir de ces renseignements, calculez la probabilité qu’un enfant issu de ce couple soit atteint de l’anémie à hématies falciformes. Exercice Croisement monohybride et lignage Collège Lionel-Groulx

Croisements dihybrides et loi de l’assortiment indépendant Collège Lionel-Groulx

Croisement dihybride: deux techniques Graines Jaunes Jj ou JJ 3/4 Rondes Rr ou RR Total ¾ x ¾ 9/16 Ridées rr 1/4 ¾ x ¼ 3/16 Vertes jj ¼ x ¾ ¼ x ¼ 1/16 Grille de Punnett Arbre de probabilités Collège Lionel-Groulx

Exercice Croisement dihybride Chez la tomate, le gène «tige pourpre» (A) domine son allèle «tige verte» (a) et le gène «fruit rouge» (R) domine son allèle «fruit jaune» (r). Si on croise deux plants de tomates hétérozygotes pour chacune des deux caractéristiques et que nous obtenons 160 graines, combien donneront des plants de tomates avec… a) des tiges pourpres et des fruits jaunes ? b) des tiges vertes et des fruits rouges ? c) des tiges pourpres et des fruits rouges ? Exercice Croisement dihybride Collège Lionel-Groulx

Dominance incomplète et codominance Parfois, deux allèles d’un même gène peuvent influencer simultanément le phénotype Les cas de dominance incomplète et de codominance se traitent de la même façon Collège Lionel-Groulx

Exercice Croisement dihybride et codominance Chez les bovins, le gène «poil raide» (S) domine le «poil bouclé» (s). La paire de gènes déterminant la coloration de la robe (R = robe rousse, R ' = robe blanche) montre une absence de dominance; les hétérozygotes (RR') ont une robe rouanne (roux mêlé de poils blancs et noirs dispersés). a) Une vache rousse au poil bouclé est croisée avec un taureau blanc au poil raide (homozygote). Indiquez le génotype et le phénotype de leur veau. b) Si le veau est croisé plus tard avec une vache rouanne au poil bouclé, quels seront les phénotypes possibles de leur progéniture ? Exercice Croisement dihybride et codominance Collège Lionel-Groulx

Les allèles multiples Un individu ne possède jamais plus de deux allèles pour un seul gène, exception pour des cas d’aneuploïdie Dans la nature, il existe souvent plus de deux allèles pour un même gène Collège Lionel-Groulx

Exercice allèles multiples La coloration d’une espèce de canards est déterminée par une seule paire de gènes ayant quatre allèles. Les allèles FG, FH et FI sont codominants, et l’allèle f est récessif par rapport aux trois autres. Combien de couleurs différentes sont possibles dans une volée de canards contenant toutes les combinaisons possibles de ces quatre allèles? Exercice allèles multiples Collège Lionel-Groulx

Exercice Croisement dihybride et allèles multiples Le facteur rhésus (+ ou -) est un caractère où l’allèle R (+) domine l’allèle r (-). Si votre groupe sanguin est AB+ (hétérozygote pour le facteur rhésus) et que celui de l’élu de votre cœur est B- (double homozygote), quels seront les groupes sanguins possibles de vos futurs enfants? Exercice Croisement dihybride et allèles multiples Collège Lionel-Groulx

La réalité est beaucoup plus complexe! Pléiotropie: quand un allèle influence plusieurs caractères Exemple: fibrose kystique qui affecte plusieurs glandes du corps Épistasie: quand un gène influence l’expression d’un autre gène sur un autre locus Exemple: gène masculinisant du chromosome Y Hérédité polygénique: pour les caractères à variation continue (comme la taille, la couleur de la peau, etc.), le résultat est dû à l’action conjointe de plusieurs gènes Collège Lionel-Groulx

Exemples d’épistasie et d’Hérédité polygénique Collège Lionel-Groulx

Les maladies héréditaires dominantes Collège Lionel-Groulx

Quelles étaient les probabilités pour la famille Roloff d’avoir 1 enfant nain et 3 enfants « normaux »? Question quizz Collège Lionel-Groulx

Les caractères liés au sexe Les paires de chromosomes homologues constitués de deux membres de la même taille sont appelés autosomes Lorsque les deux membres d’une paire sont de tailles différentes, on les appelle des allosomes Les seuls allosomes chez l’humain sont les chromosomes qui déterminent le sexe Statistiques à ne pas retenir: Chromosome X = 1048 gènes Chromosome Y = 78 gènes Collège Lionel-Groulx

Les caractères liés au sexe Les femmes possèdent 2 chromosomes X pour leur 23ième paire Les femmes peuvent donc être homozygotes ou hétérozygotes pour chacun de leurs allèles Les hommes possèdent un chromosomes X et un Y pour leur 23ième paire Les hommes sont hémizygotes (une seule copie) pour certains de leurs allèles Les hommes n’ont donc qu’une seule chance d’avoir l’allèle dominant plutôt que 2 chances comme les femmes Collège Lionel-Groulx

C’est l’homme qui détermine le sexe de ses bébés Collège Lionel-Groulx

Les caractères liés au sexe Lorsqu’un allèle récessif est situé sur le chromosome X d’un homme, celui-ci est certain d’avoir le caractère récessif Une femme, elle, doit avoir deux copies récessives (homozygote) Exemples: Hémophilie Daltonisme Collège Lionel-Groulx

Question Caractère lié au sexe Si Joëlle est daltonienne et que son amoureux ne l’est pas et que le couple a 4 enfants (2 gars, 2 filles), quelles sont les chances que… …les deux filles soient daltoniennes? …les deux gars soient daltoniens? Question Caractère lié au sexe Collège Lionel-Groulx

Question Caractère lié au sexe Un homme hémophile est en couple avec une femme qui est en parfaite santé. Est-il possible pour lui de transmettre sa maladie à ses enfants? Entre ses garçons et ses filles, y a-t-il un sexe qui a plus de chance de naître hémophile? Question Caractère lié au sexe Collège Lionel-Groulx

Résumé La génétique, c’est le jeu du hasard suite à la méiose (formation des gamètes) et à la fécondation (rencontre des gamètes). Pour chaque gène, les gamètes ne transportent qu’un seul allèle (haploïdes) et les individus ne possèdent que deux allèles (diploïdes, sauf dans des cas d’exceptions appelés aneuploïdies, à voir plus tard…) À l’aide d’outils tels que la grille de Punnet ou un arbre de probabilités, on peut visualiser l’ensemble des possibilités, un gène ou plusieurs gènes à la fois. Les gènes réguliers, situés sur les chromosomes 1 à 22, sont dits autosomiques Les gènes du chromosomes 23 sont dits allosomiques (ou « liés au sexe ») et nécessitent une technique particulière pour la prédiction des possibilités. Les techniques vues pour la transmission de deux gènes ou plus s’appliquent seulement si les gènes se situent tous sur des chromosomes différents, on parle alors de gènes indépendants. Si deux gènes se retrouvent sur un même chromosome, il faudrait adapter la technique car les deux seraient des gènes liés. Collège Lionel-Groulx