Héritage

Une cellule diploïde 二倍体 (2n) possède deux jeux complets de chromosomes 染色体 — un jeu provenant de chaque parent. Une cellule haploïde 单倍体 (n) n'en possède qu'un seul.

Les chromosomes existent par paires de chromosomes homologues 同源染色体 : les deux chromosomes d'une paire ont la même longueur et portent les mêmes gènes 基因 (bien qu'ils puissent porter des versions différentes de ceux-ci).

Les gamètes 配子 (cellules sexuelles) doivent être haploïdes. S'ils étaient diploïdes, le nombre de chromosomes doublerait à chaque génération. Les gamètes sont donc produits par une division spéciale, la méiose 减数分裂, qui divise le nombre de chromosomes par deux.

La méiose comporte deux divisions successives, donnant huit stades nommés : prophase I, métaphase I, anaphase I et télophase I, puis prophase II, métaphase II, anaphase II et télophase II. Comme en mitose, l'enveloppe nucléaire 核膜 se désagrège, un fuseau 纺锤体 se forme, et les chromosomes sont déplacés par le fuseau.

La méiose rend les gamètes génétiquement différents les uns des autres de deux manières :

• crossing over 交叉互换 — les chromosomes homologues échangent des segments homologues, mélangeant les allèles.

• assortiment indépendant 自由组合 — les paires s'alignent dans un ordre aléatoire, de sorte que chaque gamète reçoit un mélange aléatoire des chromosomes du parent.

Ensuite, lors de la fécondation 受精, n'importe quel gamète peut fusionner avec n'importe quel autre. Cette fusion aléatoire rend chaque nouvel individu génétiquement unique.

Vous devez connaître ces termes exactement :

• non gène est un segment d'ADN codant pour une protéine 蛋白质. Sa position sur un chromosome est son locus 基因座.
• non allèle 等位基因 est une version d'un gène.
• un allèle dominante 显性 exprime son effet même lorsqu'une seule copie est présente ; un allèle récessif 隐性 ne s'exprime que lorsque deux copies sont présentes.
• les allèles codominants 共显性 expriment tous deux leur effet simultanément.
• le génotype 基因型 est l'ensemble des allèles d'un organisme ; le phénotype 表现型 est les caractéristiques observables.
• homozygote 纯合 signifie que les deux allèles sont identiques ; hétérozygote 杂合 signifie qu'ils sont différents.
• non test-cross 测交 consiste à croiser un organisme avec l'homozygote récessif pour déterminer son génotype inconnu.

On représente un croisement par un diagramme génétique, souvent en utilisant une case de Punnett 庞纳特方格 — une grille montrant toutes les façons dont les gamètes peuvent se combiner.

• non croisement monohybride 单基因杂交 suit un seul gène ; un croisement dihybride 双基因杂交 suit deux gènes simultanément.
• certains gènes ont des allèles multiples 复等位基因 (plus de deux versions dans la population), comme les allèles des groupes sanguins humains.
• dans le lienssexuel 伴性遗传, le gène est situé sur le chromosome X, donc le résultat diffère selon le sexe.
• dans le groupement 连锁, les gènes situés sur le même autosome 常染色体 (un chromosome non sexuel) ont tendance à être hérités ensemble.
• dans l'épistasie 上位性, un gène affecte l'expression d'un autre gène.

Le test du chi-carré 卡方检验 compare les résultats que vous avez effectivement comptés (les nombres observés, $O$) avec les résultats attendus d'après le diagramme génétique (les nombres attendus, $E$). Il indique si la différence est suffisamment faible pour être due au hasard, ou assez grande pour signifier qu'autre chose se passe.

Vous additionnez, pour chaque groupe, la différence au carré entre l'observé et l'attendu, divisée par l'attendu :

Ensuite, vous comparez cette valeur $\chi^2$ à une valeur critique extraite d'un tableau. La ligne utilisée est déterminée par les degrés de liberté (le nombre de groupes moins 1). Si $\chi^2$ est inférieur à la valeur critique, la différence n'est pas significative — les résultats correspondent au ratio attendu, et toute différence est simplement due au hasard. Si $\chi^2$ est supérieur à la valeur critique, la différence est significative, donc un autre facteur est impliqué.

Exemple résolu. Un croisement $\text{Tt} \times \text{Tt}$ donne $160$ descendants : $114$ grands et $46$ petits. Testez si cela correspond au rapport attendu $3:1$.

Les nombres attendus sont $\tfrac{3}{4} \times 160 = 120$ grands et $\tfrac{1}{4} \times 160 = 40$ nains. Ensuite :

Il y a $2$ groupes, donc les degrés de liberté $= 2 - 1 = 1$. La valeur critique à $p = 0.05$ est $3.84$. Puisque $1.20 < 3.84$, la différence n'est pas significative : les résultats correspondent à un ratio de $3:1$, et la petite différence est due au hasard.

Un gène code pour une protéine, et cette protéine affecte le phénotype. Si le gène est défectueux, la protéine est défectueuse, et le phénotype change :

Gibbérelline et hauteur de tige

Chez les pois, l'allèle dominant Le code pour une enzyme fonctionnelle qui produit de la gibbérelline 赤霉素, permettant à la plante de grandir par allongement 伸长 de la tige. L'allèle récessif le code pour une enzyme non fonctionnelle, peu de gibbérelline est produite et la plante est courte.

Tous les gènes ne sont pas activés en permanence. Les cellules contrôlent quelles protéines elles produisent.

• les gènes structuraux 结构基因 codent pour des protéines utiles telles que des enzymes ; les gènes régulateurs 调节基因 contrôlent si d'autres gènes sont activés.
• une enzyme inductible 可诱导酶 n'est produite que lorsqu'elle est nécessaire ; une enzyme répressible 可抑制酶 est normalement produite mais peut être désactivée.

L'opéron lac

Chez un procaryote 原核生物 tel qu'une bactérie, un groupe de gènes appelé opéron lac 乳糖操纵on contrôle la digestion du lactose :

• lorsqu'il n'y a pas de lactose, une protéine répressrice 阻遏物 se lie à l'opérateur (une courte séquence de contrôle au sein de l'opéron) et bloque la transcription 转录, donc les enzymes digestant le lactose ne sont pas produites.
• lorsque le lactose est présent, il se lie au répresseur et l'en détache. La transcription peut maintenant avoir lieu, et les enzymes sont produites. Les enzymes sont donc inductibles.

Contrôle chez les eucaryotes

Chez les eucaryotes, les facteurs de transcription 转录因子 sont des protéines qui se lient à l'ADN et contrôlent l'expression génique 基因表达, en augmentant ou diminuant le taux de transcription.

La gibbérelline active les gènes de cette manière : elle provoque la dégradation des répresseurs protéiques DELLA. Ces protéines DELLA bloquent normalement les facteurs qui activent la transcription ; leur suppression permet donc l'expression de ces gènes.

• Établissez un croisement entièrement : génotypes parentaux → gamètes (dans des cercles) → échiquier de Punnett → ratio et phénotypes de la descendance.
• Utilisez le test du chi-carré pour comparer l'observé avec l'attendu ; degrés de liberté $=$ classes $- 1$, comparez avec $3.84$ à $p = 0.05$.
• Reconnaître la codominance, les allèles multiples, la liaison sexuelle, l'épistasie et la liaison — chacun modifie le ratio attendu.
• La méiose crée de la variation par recombinaison et assortiment indépendant — citez les deux.