Exercices: Autres modes de transmission des caractères

Expliquer ce qu'est la codominance et donner un exemple chez l'être humain où deux allèles s'expriment en même temps.

Expliquer ce qu'est la dominance incomplète et décrire le phénotype obtenu en croisant une plante à fleurs rouges avec une plante à fleurs blanches si le caractère suit ce mode de transmission.

Dans les groupes sanguins interviennent les allèles $I^A$, $I^B$ et $i$. Indiquer quels génotypes correspondent aux groupes A, B, AB et O.

Expliquer la différence entre codominance et dominance incomplète, et donner un exemple de chacune.

Expliquer ce que signifie qu'un gène soit lié au chromosome X et justifier pourquoi les hommes (XY) n'ont qu'un seul allèle pour ces gènes, alors que les femmes (XX) en ont deux.

Une personne est du groupe sanguin O. Indiquer son génotype et justifier si elle peut posséder un allèle $I^A$ ou $I^B$.

Pour les groupes sanguins ABO, il existe trois allèles différents, mais chaque personne n'en possède que deux. Expliquer ce qu'est l'allélisme multiple et pourquoi il en est ainsi.

Chez la belle-de-nuit, la couleur de la fleur suit la dominance incomplète : RR est rouge, Rr est rose et rr est blanc. Croiser une plante à fleurs roses avec une plante à fleurs blanches et indiquer les proportions génotypiques et phénotypiques de la descendance.

Une personne du groupe sanguin AB et une personne du groupe O ont un enfant. Indiquer les groupes sanguins possibles de l'enfant et leur probabilité, en excluant de ces possibilités le groupe de chaque parent.

Chez la belle-de-nuit, la couleur de la fleur présente une dominance incomplète : rouge (RR), rose (Rr) et blanc (rr). Compléter l'échiquier de croisement du schéma, dans lequel deux plantes à fleurs roses sont croisées, et indiquer les proportions génotypiques et phénotypiques de la descendance.

Dans notre espèce, le sexe est déterminé par les chromosomes : les femmes sont XX et les hommes XY. Expliquer, à l'aide du croisement correspondant, pourquoi la probabilité d'avoir un garçon ou une fille est la même (proportion 1:1) et lequel des deux parents apporte le chromosome qui détermine le sexe de l'enfant.

Chez les poules andalouses, la couleur du plumage présente une dominance incomplète : BB est noir, Bb est bleu et bb est blanc. Croiser deux poules bleues et indiquer les proportions génotypiques et phénotypiques attendues chez les poussins.

Une femme du groupe sanguin A hétérozygote ($I^A i$) et un homme du groupe B hétérozygote ($I^B i$) ont un enfant. Indiquer tous les groupes sanguins que peut avoir l'enfant et la probabilité de chacun.

Une personne du groupe sanguin AB et une personne du groupe A hétérozygote ($I^A i$) ont un enfant. Calculer la probabilité de chaque groupe sanguin possible dans la descendance et justifier pourquoi l'enfant ne peut pas être du groupe O.

Un homme daltonien ($X^d Y$) a des enfants avec une femme à la vision normale non porteuse ($X^D X^D$). Indiquer les génotypes et les phénotypes des fils et des filles, et expliquer pourquoi on dit que ce type de transmission se fait « en croix » du père aux filles.

Un homme du groupe sanguin AB et une femme du groupe A ont un enfant du groupe B. Déduire le génotype de la mère et expliquer le raisonnement.

Lors d'une consultation de conseil génétique, un couple se présente : l'homme a une vision normale et la femme aussi, mais elle est inquiète car son grand-père maternel était daltonien (sa grand-mère maternelle et son père avaient une vision normale et aucun antécédent). L'homme soutient qu'il n'y a pas de quoi s'inquiéter, en assurant : « Comme je ne suis pas daltonien, il est impossible que nous ayons une fille ou un fils daltonien ».

1. a) Déduire, en justifiant, la probabilité que la femme soit porteuse à partir des données de sa famille maternelle.
2. b) Réfuter ou valider, avec des arguments génétiques, l'affirmation de l'homme pour les filles et pour les garçons séparément, en montrant les croisements possibles.
3. c) Calculer la probabilité finale que le premier enfant de ce couple soit un garçon daltonien.

Dans un hôpital, une urgence médicale survient et un patient du groupe sanguin O a besoin d'urgence d'une transfusion. L'analyse de ses parents biologiques montre que le père est du groupe A et la mère du groupe B. Un étudiant stagiaire affirme qu'il doit y avoir une erreur de filiation, car « deux parents possédant les antigènes dominants A et B ne peuvent jamais avoir un enfant du groupe O, qui est dépourvu des deux antigènes ».

1. a) Réfuter l'affirmation de l'étudiant en déduisant les génotypes exacts que doivent avoir les parents, et représenter le croisement qui démontre la possibilité génétique de la naissance du patient.
2. b) Si ce même couple a d'autres enfants, prévoir les pourcentages phénotypiques attendus pour chaque groupe sanguin.
3. c) Justifier si l'un des futurs frères ou sœurs pourrait donner des globules rouges au patient du groupe O.

La reine Victoria de Grande-Bretagne était porteuse hétérozygote de l'hémophilie ($X^H X^h$) et son époux, le prince Albert, avait une coagulation normale ($X^H Y$). Dans les dynasties européennes descendantes, on a observé plusieurs garçons atteints, mais aucune femme hémophile.

1. a) Une rumeur de l'époque affirmait que si le prince Albert avait été hémophile, 100 % des filles du couple seraient nées malades. Démontrer par le croisement génétique si cette affirmation est vraie ou fausse, en indiquant les pourcentages phénotypiques et génotypiques attendus pour les filles dans cette hypothèse.
2. b) Déduire quelles deux conditions génétiques et phénotypiques simultanées devaient être réunies chez les deux parents pour qu'une fille hémophile puisse naître à cette époque.
3. c) Justifier, au niveau chromosomique, pourquoi les garçons ne peuvent pas être porteurs sains d'une maladie récessive liée au chromosome X.

Dans la maternité d'un hôpital, une confusion s'est produite entre trois nouveau-nés à la suite d'un incident technique. On a déterminé les groupes sanguins des trois bébés et des trois couples de parents :

• Bébé 1 : groupe O

• Bébé 2 : groupe AB

• Bébé 3 : groupe B

• Couple X : les deux parents sont du groupe AB.

• Couple Y : la mère est du groupe A et le père du groupe B ; tous deux savent que leurs parents respectifs (les grands-parents de l'enfant) étaient du groupe O.

• Couple Z : la mère est du groupe O et le père du groupe AB.

1. a) Attribuer, en justifiant, chaque bébé au couple qui lui correspond. Pour cela, déduire les génotypes des parents et expliquer pourquoi les autres combinaisons sont écartées.
2. b) Si le couple Y décidait d'avoir un autre enfant, quelle serait la probabilité (en pourcentage) qu'il naisse avec le même groupe sanguin que le bébé 2 ?

Dans l'espèce humaine, le daltonisme est déterminé par un allèle récessif lié au chromosome X ($X^d$), tandis que le facteur Rhésus est porté par un gène autosomique dont l'allèle positif ($Rh^+$) est dominant sur l'allèle négatif ($Rh^-$). Une femme à la vision normale et de groupe Rhésus positif, dont le père était daltonien et Rhésus négatif, a des enfants avec un homme à la vision normale et hétérozygote pour le facteur Rhésus.

1. a) Déduire les génotypes des parents en justifiant celui de la femme à partir des informations sur son père.
2. b) Réaliser l'analyse génétique nécessaire pour calculer la probabilité qu'ils aient un fils à la fois daltonien et de groupe Rhésus négatif. Exprimer le résultat sous forme de fraction et de pourcentage (avec une virgule décimale).
3. c) Expliquer, sans avoir à développer tout l'échiquier de croisement pour les filles, pourquoi la probabilité d'avoir une fille daltonienne dans ce couple est exactement de 0 %.

Marc et Hélène ont une coagulation sanguine normale et ont eu un premier fils diagnostiqué hémophile (maladie récessive liée au chromosome X). Hélène est maintenant enceinte de jumeaux : un garçon et une fille. Lors d'une réunion de famille, deux commentaires sont émis :

1. « Comme le premier enfant est né hémophile, d'après les probabilités le prochain garçon naîtra complètement sain ».

2. « La future fille a 50 % de risques d'être atteinte d'hémophilie, comme son frère ».

1. a) Déduire les génotypes de Marc et d'Hélène et préciser de quel parent le premier fils a hérité l'allèle responsable de la maladie.
2. b) Réfuter, avec des arguments génétiques et des calculs de probabilités, chacune des deux affirmations des proches. Indiquer la probabilité réelle que le nouveau garçon soit sain et que la fille soit atteinte de la maladie.
3. c) Calculer la probabilité que la future fille soit porteuse de l'allèle responsable de l'hémophilie sans présenter les symptômes.

Un couple formé d'une femme du groupe sanguin A et d'un homme du groupe B, tous deux de génotype hétérozygote pour le système ABO ($I^A i$ et $I^B i$), prévoit d'avoir des enfants.

1. a) Prévoir les proportions génotypiques et phénotypiques attendues dans la descendance à l'aide de l'échiquier de croisement correspondant.
2. b) En cas d'accident, la mère aurait besoin d'une transfusion urgente de globules rouges. En tenant compte de la compatibilité du système ABO, calculer la probabilité qu'un enfant de ce couple, pris au hasard, soit un donneur compatible pour elle.
3. c) Calculer la probabilité combinée que leurs deux premiers enfants soient du groupe O et que le troisième soit du groupe AB. Exprimer le résultat sous forme de fraction simplifiée et de pourcentage avec une virgule décimale.

Un homme hémophile ($X^h Y$) et une femme homozygote non porteuse ($X^H X^H$) ont des enfants : un fils et une fille. À l'âge adulte, les deux enfants ont à leur tour des enfants avec des partenaires sains sans antécédents de la maladie.

Le fils craint de transmettre l'hémophilie à ses enfants, tandis que la fille est persuadée que sa descendance ne pourra jamais en être atteinte « parce que sa propre mère n'avait pas l'allèle de la maladie ».

1. a) À l'aide des croisements de la F1 et de la F2, juger les craintes et les convictions des deux frère et sœur et déterminer lequel des deux commet une erreur de raisonnement.
2. b) Calculer la probabilité qu'un petit-fils (fils de la fille) soit hémophile et la probabilité qu'une petite-fille (fille de la fille) soit hémophile.
3. c) Expliquer au niveau cytogénétique pourquoi ce type de caractères récessifs liés au sexe présente un mode de transmission avec saut de génération phénotypique dans la lignée masculine.

Défi du thème. Comment les caractères se transmettent-ils dans votre propre famille ? Devenez conseiller en génétique et rédigez un rapport biologique argumenté sur votre hérédité.

1. Recueil de données : Concevoir un tableau et interroger $4$ membres de la famille (ou personnes proches) ou plus, en relevant un caractère de dominance et de récessivité (enroulement de la langue ou lobe d'oreille détaché, traités ici avec un modèle mendélien simplifié, bien que leur hérédité réelle soit plus complexe) et leur groupe sanguin ABO.

2. Comparaison démographique : Consulter sur le site de l'Établissement français du sang les fréquences du système ABO en France (environ $45,0\,\%$ groupe A, $42,0\,\%$ O, $9,0\,\%$ B et $4,0\,\%$ AB) et comparer la répartition de votre échantillon avec la moyenne nationale.

3. Analyse génétique : Déduire les génotypes compatibles de chaque participant (en indiquant le génotype certain lorsque le phénotype ou l'arbre le permet) en utilisant la nomenclature standard ($A$, $a$, $I^A$, $I^B$, $i$). Justifier comment les allèles interagissent dans le caractère mendélien par rapport à la codominance et à l'allélisme multiple du groupe ABO.

4. Rapport final : Rédiger un rapport d'une page comprenant votre tableau de données, un arbre généalogique simple et argumenté et l'explication des deux modes de transmission.

Seront évalués :

• La déduction rigoureuse et justifiée des génotypes à l'aide de la notation génétique formelle.

• La distinction conceptuelle claire entre dominance complète et autres modes de transmission (codominance et allèles multiples).

• La comparaison correcte entre l'échantillon personnel et les données de référence de la population.