TD avec corrections de génétique

Les travaux dirigés (TD) en génétique permettent d'appliquer les concepts théoriques à des exercices pratiques, souvent à travers des résolutions de problèmes ou des analyses de croisements génétiques. Voici quelques exemples de TD de génétique, qui abordent différents concepts comme le mono-hybridisme, le di-hybridisme, le tri-hybridisme, ainsi que d'autres aspects de la génétique classique.

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1. TD sur le Mono-hybridisme

Exercice 1 : Croisement de caractères simples

Énoncé :
Chez le pois, la couleur des graines est contrôlée par un gène avec un allèle dominant "A" pour le jaune et un allèle récessif "a" pour le vert.
Effectuer un croisement entre un individu homozygote dominant (AA) et un individu homozygote récessif (aa).

1. Quel est le génotype et le phénotype des descendants de la F1 ?
2. Si on croise deux individus de la F1 (hétérozygotes Aa), quelle proportion des descendants sera jaune et quelle proportion sera verte ?

Solution :

1. F1 : tous les individus seront Aa, donc phénotype jaune (l'allèle dominant A s'exprime).
2. Croisement Aa × Aa :
   • Gamètes possibles : A, a pour chaque parent.
   • Tableau de Punnett :

     |   | A  | a  |
     |---|----|----|
     | A | AA | Aa |
     | a | Aa | aa |
     

   • Phénotypes :
     • AA : Jaune
     • Aa : Jaune
     • aa : Vert
   • Proportion : 75% jaunes (AA et Aa), 25% verts (aa).

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2. TD sur le Di-hybridisme

Exercice 2 : Croisement de deux caractères

Énoncé :
Chez le pois, la couleur des graines (jaune "A" dominant, vert "a" récessif) et la forme des graines (ronde "B" dominant, ridée "b" récessif) sont contrôlées par des gènes différents.
Effectuer un croisement entre un individu homozygote dominant pour les deux caractères (AABB) et un individu homozygote récessif pour les deux caractères (aabb).

1. Quel est le génotype et le phénotype des descendants de la F1 ?
2. Croisez deux individus de la F1. Quelles seront les proportions des différents phénotypes dans la F2 ?

Solution :

1. F1 : Tous les descendants seront AaBb (hétérozygotes pour les deux traits) et auront un phénotype jaune, rond.
2. Croisement AaBb × AaBb :
   • Gamètes possibles : AB, Ab, aB, ab pour chaque parent.
   • Tableau de Punnett :

     |   | AB  | Ab  | aB  | ab  |
     |---|-----|-----|-----|-----|
     | AB| AABB| AABb| AaBB| AaBb|
     | Ab| AABb| AAbb| AaBb| Aabb|
     | aB| AaBB| AaBb| aaBB| aaBb|
     | ab| AaBb| Aabb| aaBb| aabb|
     

   • Phénotypes :
     • 9/16 Jaune rond (dominant pour les deux traits)
     • 3/16 Jaune ridé (dominant pour la couleur, récessif pour la forme)
     • 3/16 Vert rond (récessif pour la couleur, dominant pour la forme)
     • 1/16 Vert ridé (récessif pour les deux traits)

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3. TD sur le Tri-hybridisme

Exercice 3 : Croisement impliquant trois caractères

Énoncé :
Chez le pois, la couleur des graines (jaune "A" dominant, vert "a" récessif), la forme des graines (ronde "B" dominant, ridée "b" récessif) et la texture des graines (lisse "C" dominant, rugueuse "c" récessif) sont contrôlées par trois gènes différents.
Effectuer un croisement entre un individu AABBCc (jaune, rond, lisse) et un individu aabbcc (vert, ridé, rugueux).

1. Quel est le génotype et le phénotype des descendants de la F1 ?
2. Croisez deux individus de la F1. Quelles seront les proportions des différents phénotypes dans la F2 ?

Solution :

1. F1 : Tous les descendants seront AaBbCc (hétérozygotes pour les trois traits) et auront un phénotype jaune, rond, lisse (dominant pour les trois traits).
2. Croisement AaBbCc × AaBbCc :
   • Gamètes possibles : ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc pour chaque parent.
   • Nombre de combinaisons possibles : $8 \times 8 = 64$ cases.
   • Les proportions des phénotypes sont données par le ratio 27:9:9:9:3:3:3:1, soit :
     • 27/64 Jaune rond lisse
     • 9/64 Jaune rond rugueux
     • 9/64 Jaune ridée lisse
     • 9/64 Jaune ridée rugueux
     • 3/64 Vert rond lisse
     • 3/64 Vert rond rugueux
     • 3/64 Vert ridée lisse
     • 1/64 Vert ridée rugueux

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4. TD sur la Loi de la Ségrégation Indépendante

Exercice 4 : Application de la loi de Mendel

Énoncé :
Dans un croisement entre deux individus hétérozygotes pour deux traits, une plante AaBb (pour la couleur et la forme des graines) est croisée avec une autre plante AaBb.

1. Quels sont les génotypes et les phénotypes possibles dans la F2 ?
2. Quelle est la proportion des différents phénotypes dans la F2 ?

Solution :

1. Les gamètes possibles de chaque parent sont : AB, Ab, aB, ab.
2. Croisement AaBb × AaBb :
   • Tableau de Punnett :

     |   | AB  | Ab  | aB  | ab  |
     |---|-----|-----|-----|-----|
     | AB| AABB| AABb| AaBB| AaBb|
     | Ab| AABb| AAbb| AaBb| Aabb|
     | aB| AaBB| AaBb| aaBB| aaBb|
     | ab| AaBb| Aabb| aaBb| aabb|
     

   • Phénotypes :
     • 9/16 Jaune rond
     • 3/16 Jaune ridé
     • 3/16 Vert rond
     • 1/16 Vert ridé

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Conclusion

Les TD de génétique aident à mettre en pratique les principes fondamentaux des lois de Mendel. Ils permettent de calculer les probabilités de phénotypes dans les générations F1 et F2 à partir de croisements génétiques spécifiques. Ces exercices sont essentiels pour comprendre les relations entre génotypes et phénotypes, et pour approfondir la compréhension de la transmission génétique.