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Héritage

Biologie IGCSE · Sujet 17

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8:11

Héritage

Deux parents aux yeux bruns peuvent avoir un enfant aux yeux bleus. Ce n'est pas une erreur, et ce n'est pas une surprise une fois que vous savez lire les génotypes. À la fin de cette leçon vous…

Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés

17.1

Chromosomes, gènes et ADN

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Énoncer que les chromosomes sont constitués d'ADN contenant de l'information génétique sous forme de gènes
2 Définir un gène comme une séquence d'ADN codant pour une protéine
3 Définir un allèle comme une forme alternative d'un gène
4 Décrire l'héritage du sexe chez l'humain en référence aux chromosomes X et Y
5 Énoncer que la séquence des bases dans un gène détermine la séquence des acides aminés utilisés pour fabriquer une protéine spécifique (la connaissance des détails de la structure nucléotidique n'est pas requise)
6 Expliquer que différentes séquences d'acides aminés confèrent des formes différentes aux molécules de protéines
7 Expliquer que l'ADN contrôle la fonction cellulaire en contrôlant la production de protéines, y compris les enzymes, les transporteurs membranaires et les récepteurs pour les neurotransmetteurs
8 Expliquer comment une protéine est fabriquée, limité à : • le gène codant pour la protéine reste dans le noyau • ARN messager (ARNm) est une copie d'un gène • les molécules d'ARNm sont fabriquées dans le noyau et migrent vers le cytoplasme • l'ARNm passe à travers les ribosomes • le ribosome assemble les acides aminés en molécules de protéines • la séquence spécifique des acides aminés est déterminée par la séquence des bases dans l'ARNm (la connaissance des détails de la transcription ou de la traduction n'est pas requise)
9 Expliquer que la plupart des cellules somatiques d'un organisme contiennent les mêmes gènes, mais que de nombreux gènes dans une cellule particulière ne sont pas exprimés car la cellule ne fabrique que les protéines spécifiques dont elle a besoin
10 Décrire un noyau haploïde comme un noyau contenant un seul ensemble de chromosomes
11 Décrire un noyau diploïde comme un noyau contenant deux ensembles de chromosomes
12 Énoncer que dans une cellule diploïde, il existe une paire de chaque type de chromosome et que dans une cellule diploïde humaine, il y a 23 paires

Source : Programme Cambridge International

Modèle de l'hélice double de l'ADN
L'ADN porte l'information héréditaire dans sa structure en double hélice.

Chromosomes 染色体 sont composés d'ADN, qui porte l'information génétique sous forme d'unités appelées gènes 基因.

  • Un gène est un segment d'ADN qui code 编码 pour une protéine 蛋白质.
  • Un allèle 等位基因 est une forme alternative d'un gène. Par exemple, un gène pour la couleur des yeux peut avoir un allèle brun et un allèle bleu.
Gros plan : le noyau contient des chromosomes ; un chromosome a une forme en X portant un gène sous forme de bande colorée ; le chromosome est composé d'ADN, une hélice double
Un chromosome est fait d'ADN et porte des gènes ; un gène est une longueur d'ADN

Chromosomes sexuels

Le sexe est hérité par les chromosomes sexuels 性染色体. Les femelles sont XX et les mâles sont XY. Un ovule porte toujours un X ; un spermatozoïde porte soit un X soit un Y, donc le spermatozoïde détermine le sexe du bébé. Cela donne un rapport 比例 de 1:1 de filles à garçons.

Carré de Punnett pour le sexe : les ovules de la mère portent tous un X, les spermatozoïdes du père portent un X ou un Y ; les descendants sont XX (fille) ou XY (garçon) selon un rapport de 1 à 1
XX × XY donne un rapport de 1:1 de filles à garçons ; le spermatozoïde détermine le sexe
Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
chromosomes/ˈkrəʊməsəʊmz/ 染色体 rǎn sè tǐ
genes/dʒiːnz/ 基因 jī yīn
codes/kəʊdz/ 编码 biān mǎ
proteins/ˈprəʊtiːnz/ 蛋白质 dàn bái zhì
allele/əˈliːl/ 等位基因 děng wèi jī yīn
sex chromosomes/seks ˈkrəʊməsəʊmz/ 性染色体 xìng rǎn sè tǐ
17.1

Comment l'ADN contrôle la cellule (Supplément)

La séquence de bases 碱基序列 d'un gène détermine l'ordre des acides aminés 氨基酸 dans une protéine. Un ordre différent d'acides aminés fait plier la protéine en une forme différente, et cette forme dicte sa fonction. Ainsi, l'ADN contrôle la cellule en régulant la production des protéines — y compris les enzymes 酶, les transporteurs membranaires et les protéines réceptrices 受体蛋白 pour les neurotransmetteurs 神经递质.

La plupart des cellules du corps possèdent les mêmes gènes, mais chaque n'exprime 表达 (active) que les gènes dont elle a besoin, afin de produire uniquement les protéines correspondant à sa propre fonction.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
enzymes/ˈenzaɪmz/ 酶 méi
receptor proteins/rɪˈseptə ˈprəʊtiːnz/ 受体蛋白 shòu tǐ dàn bái
neurotransmitters/ˈnjuːrətrænsmɪtəz/ 神经递质 shén jīng dì zhì
expresses/ekˈspresɪz/ 表达 biǎo dá
nucleus/ˈnjuːklɪəs/ 细胞核 xì bāo hé
bases/ˈbeɪsɪz/ 碱基 jiǎn jī
17.1

Synthèse des protéines (Supplément)

Un gène reste dans le noyau 细胞核, mais les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme 细胞质. Le lien entre eux est l'ARN messager 信使 ARNm (mRNA) :

  1. L'ARNm est produit dans le noyau sous la forme d'une copie du gène.
  2. L'ARNm quitte le noyau pour pénétrer dans le cytoplasme et passe à travers un ribosome 核糖体.
  3. Le ribosome lit les bases 碱基 de l'ARNm et assembler les acides aminés dans l'ordre correspondant pour construire la protéine.
Synthèse des protéines : dans le noyau, l'ARNm copie un gène et se déplace vers le cytoplasme, où un ribosome le lit et assembler les acides aminés en une protéine
l'ARNm copie un gène, puis un ribosome le lit pour construire une protéine à partir d'acides aminés
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Du gène à la protéine

Étape le long du brin d'ADN : chaque base s'apparie avec une base ARNm, et tous les trois bases (un codon) codent pour un acide aminé dans la protéine.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
cytoplasm/ˈsaɪtəplæzəm/ 细胞质 xì bāo zhì
messenger/ˈmesɪndʒə/ 信使 xìn shǐ
ribosome/ˈriːbəʊsəʊm/ 核糖体 hé táng tǐ
17.2 17.3

Division cellulaire (Supplément)

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Décrire la mitose comme une division nucléaire donnant naissance à des cellules génétiquement identiques (les détails des étapes de la mitose ne sont pas requis)
2 Énoncer le rôle de la mitose dans la croissance, la réparation des tissus endommagés, le remplacement des cellules et la reproduction asexuée
3 Énoncer que la réplication exacte des chromosomes se produit avant la mitose
4 Énoncer que durant la mitose, les copies des chromosomes se séparent, maintenant le nombre de chromosomes dans chaque cellule fille
5 Décrire les cellules souches comme des cellules non spécialisées qui divisent par mitose pour produire des cellules filles capables de devenir spécialisées pour des fonctions spécifiques
Fondamental Supplémentaire
1 Énoncer que la méiose intervient dans la production des gamètes
2 Décrire la méiose comme une division réductionnelle dans laquelle le nombre de chromosomes est réduit de moitié, passant de diploïde à haploïde, résultant en des cellules génétiquement différentes (les détails des étapes de la méiose ne sont pas requis)

Source : Programme Cambridge International

Mitose : une cellule en deux
Caryotype humain : chromosomes disposés par paires
Un caryotype montre l'ensemble complet des chromosomes d'une cellule humaine.

Les cellules somatiques sont diploïdes 二倍ite (deux ensembles de chromosomes ; les humains ont 23 paires). Les gamètes sont haploïdes 单倍体 (un seul ensemble). Les cellules produisent de nouvelles cellules par division nucléaire, de deux types.

Mitose 有丝分裂 :

  • produit deux cellules génétiquement identiques à la cellule parentale.
  • les chromosomes sont copiés exactement (réplication 复制) avant la division, de sorte que chaque cellule fille 子细胞 conserve le nombre complet de chromosomes.
  • elle est utilisée pour la croissance, la réparation des tissus, le remplacement des vieilles cellules et la reproduction asexuée 无性生殖.
  • Les cellules souches 干细胞 sont des cellules non spécialisées qui divisent par mitose ; leurs cellules filles peuvent ensuite se spécialiser.

Méiose 减数分裂 :

  • produit des gamètes 配子.
  • c'est une division réductionnelle : le nombre de chromosomes est réduit de moitié, passant du diploïde au haploïde.
  • les cellules qu'elle produit sont génétiquement différentes les unes des autres.
La mitose divise une cellule en deux cellules diploïdes identiques (pour la croissance et la réparation) ; la méiose divise une cellule en quatre gamètes haploïdes différents, chacun ayant la moitié des chromosomes
La mitose produit deux cellules diploïdes identiques ; la méiose produit quatre gamètes haploïdes différents
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Mitose

La mitose produit deux cellules génétiquement identiques — pour la croissance, la réparation et la reproduction asexuée.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
ratio/ˈreɪʃɪəʊ/ 比例 bǐ lì
base sequence/beɪs ˈsiːkwəns/ 碱基序列 jiǎn jī xù liè
amino acids/əˈmiːnəʊ ˈæsɪdz/ 氨基酸 ān jī suān
division/dɪˈvɪʒn/ 分裂 fēn liè
diploid/ˈdɪplɔɪd/ 二倍体 èr bèi tǐ
haploid/ˈhæplɔɪd/ 单倍体 dān bèi tǐ
mitosis/maɪˈtəʊsɪs/ 有丝分裂 yǒu sī fēn liè
replication/ˌreplɪˈkeɪʃn/ 复制 fù zhì
daughter cell/ˈdɔːtə sel/ 子细胞 zi xì bāo
asexual reproduction/eɪˈsekʃuːəl rɪprəˈdʌkʃn/ 无性生殖 wú xìng shēng zhí
stem cells/stem selz/ 干细胞 gàn xì bāo
meiosis/meɪˈəʊsɪs/ 减数分裂 jiǎn shù fēn liè
gametes/ˈɡæmiːts/ 配子 pèi zi
inheritance/ɪnˈherɪtəns/ 遗传 yí chuán
genotype/ˈdʒenətaɪp/ 基因型 jī yīn xíng
phenotype/ˈfenətaɪp/ 表现型 biǎo xiàn xíng
17.4

Héritage : mots-clés

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Décrire l'hérédité comme la transmission de l'information génétique d'une génération à l'autre
2 Décrire le génotype comme la constitution génétique d'un organisme et en termes des allèles présents
3 Décrire le phénotype comme les caractéristiques observables d'un organisme
4 Décrire homozygote comme ayant deux allèles identiques d'un gène particulier
5 Énoncer que deux individus homozygotes identiques qui se reproduisent seront des lignées pures
6 Décrire hétérozygote comme ayant deux allèles différents d'un gène particulier
7 Énoncer qu'un individu hétérozygote ne sera pas une lignée pure
8 Décrire un allèle dominant comme un allèle qui est exprimé s'il est présent dans le génotype
9 Décrire un allèle récessif comme un allèle qui n'est exprimé que lorsqu'il n'y a pas d'allèle dominant du gène présent dans le génotype
10 Interpréter les diagrammes généalogiques pour l'héritage d'une caractéristique donnée
11 Utiliser des diagrammes génétiques pour prédire les résultats de croisements monohybrides et calculer les rapports phénotypiques, limité aux rapports 1:1 et 3:1 13 Expliquer comment utiliser un croisement-test pour identifier un génotype inconnu
12 Utiliser les cases de Punnett dans les croisements qui aboutissent à plus d'un génotype pour déterminer et montrer les différents génotypes possibles
14 Décrire la codominance comme une situation où les deux allèles chez les organismes hétérozygotes contribuent au phénotype
15 Expliquer l'héritage des groupes sanguins ABO : les phénotypes sont les groupes sanguins A, B, AB et O et les allèles sont $I^A$, $I^B$ et $I^o$
16 Décrire une caractéristique liée au sexe comme une caractéristique dont le gène responsable est situé sur un chromosome sexuel et que cela rend la caractéristique plus fréquente dans un sexe que dans l'autre
17 Décrire la daltonisme rouge-vert comme un exemple de liaison sexuelle
18 Utiliser des diagrammes génétiques pour prédire les résultats de croisements monohybrides impliquant la codominance ou la liaison sexuelle et calculer les rapports phénotypiques

Source : Programme Cambridge International

L'hérédité 遗传 est la transmission de l'information génétique d'une génération à l'autre. Apprenez ces mots :

Génotype vers phénotype : BB et Bb donnent des yeux bruns ; bb donne des yeux bleus. B est dominant, b est récessif
Allèle dominant s'affiche avec une copie ; allèle récessif en exige deux
Mot Signification
génotype 基因型 les allèles qu'un organisme possède (sa constitution génétique)
phénotype 表现型 les caractéristiques que l'on peut observer
allèle dominante 显性 exprimé dans le phénotype même si un seul exemplaire est présent (écrit avec une majuscule, ex. B)
allèle récessif 隐性 exprimé uniquement lorsqu'aucun allèle dominant n'est présent (minuscule, ex. b)
homozygote 纯合子 deux allèles identiques (BB ou bb) ; ces individus sont purs ou pure-breeding 纯种
hétérozygote 杂合子 deux allèles différents (Bb) ; pas pure-breeding
Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
dominant/ˈdɒmɪnənt/ 显性 xiǎn xìng
recessive/rɪˈsesɪv/ 隐性 yǐn xìng
homozygous/ˌhɒməˈzɪɡəs/ 纯合子 chún hé zǐ
pure-breeding/pjʊə ˈbriːdɪŋ/ 纯种 chún zhǒng
heterozygous/ˌhetrəˈzɪɡəs/ 杂合子 zá hé zǐ
cross/krɒs/ 杂交 zá jiāo
Punnett square/ˈpʌnɪt skweə/ 庞纳特方格 páng nà tè fāng gé
pedigree diagram/ˈpedɪɡriː ˈdaɪəɡræm/ 系谱图 xì pǔ tú
test cross/test krɒs/ 测交 cè jiāo
17.4

Croisements monohybrides

Pour prédire la descendance d'un croisement 杂交 impliquant un seul gène, utilisez un diagramme génétique ou une case de Punnett 庞纳特方格 :

  • écrivez le génotype de chaque parent, puis les gamètes (chaque gamète porte un seul allèle).
  • combinez-les dans une grille pour trouver les génotypes et phénotypes possibles de la descendance.

Deux parents hétérozygotes (Bb × Bb) donnent un rapport de 3:1 entre dominants et récessifs. Un hétérozygote croisé avec un homozygote récessif (Bb × bb) donne un rapport de 1:1. Vous pouvez également lire un diagramme de pedigree 系谱图 (un arbre généalogique) pour suivre un caractère et déduire les génotypes.

Case de Punnett pour Bb × Bb : les quatre cases de descendance sont BB, Bb, Bb et bb, donnant trois avec le caractère dominant et un avec le caractère récessif — un rapport de 3 à 1
Une case de Punnett pour Bb × Bb donne un rapport de 3:1 entre dominants et récessifs

(Supplément) Un croisement test 测交 permet de déterminer un génotype inconnu : croisez l'inconnu avec un homozygote récessif. Si certains descendants montrent le caractère récessif, l'inconnu était nécessairement hétérozygote.

Exemple résolu. Les yeux bruns (B) sont dominants sur les yeux bleus (b). Deux parents aux yeux bruns ont un enfant aux yeux bleus. Donnez les génotypes des parents et la probabilité que leur prochain enfant ait les yeux bleus. Commencez par l'enfant : le bleu est récessif, donc l'enfant doit être bb, et il a reçu un b de chaque parent. Donc chaque parent porte un b. Mais les deux parents ont les yeux bruns, donc chacun porte aussi un B : les deux parents sont Bb. La case de Punnett pour Bb × Bb donne BB, Bb, Bb et bb, donc la probabilité d'avoir un enfant aux yeux bleus est de 1 sur 4 (25%). Travaillez toujours en partant de l'individu récessif — un phénotype récessif fixe un génotype précisément, et le reste découle. Le 25% s'applique à chaque enfant individuellement : trois enfants aux yeux bruns ne garantissent pas que le quatrième aura les yeux bleus.

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Prédire un croisement génétique

Une case de Punnett montre les combinaisons possibles d'allèles que la descendance peut hériter de deux parents.

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Un croisement monohybrid

Définissez le génotype de chaque parent et lisez la descendance. Deux hétérozygotes (Aa × Aa) donnent un rapport de 3 : 1.

17.4

Codominance et groupes sanguins (Supplément)

Dans la codominance 共显性, les deux allèles d'un organisme hétérozygote s'expriment dans le phénotype.

Les groupes sanguins ABO sont un exemple. Les allèles sont $I^A$, $I^B$ et $I^o$. Les allèles $I^A$ et $I^B$ sont codominants, tandis que $I^o$ est récessif :

  • $I^A I^A$ ou $I^A I^o$ → groupe A
  • $I^B I^B$ ou $I^B I^o$ → groupe B
  • $I^A I^B$ → groupe AB (les deux allèles exprimés)
  • $I^o I^o$ → groupe O
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Croisement de codominance

Lorsque les deux allèles s'expriment dans le phénotype (codominance), l'hétérozygote montre LES DEUX caractéristiques — calculez-le avec une case de Punnett.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
codominance/ˈkəʊdəmɪnəns/ 共显性 gòng xiǎn xìng
blood groups/blʌd ɡruːps/ 血型 xuè xíng
sex-linked/seks lɪŋkt/ 伴性遗传 bàn xìng yí chuán
colour blindness/ˈkʌlə ˈblaɪndnəs/ 色盲 sè máng
17.4

Hétérochromosomique (Supplément)

Un caractère hétérochromosomique 伴性遗传 est contrôlé par un gène situé sur un chromosome sexuel (généralement le X). Comme les mâles n'ont qu'un seul chromosome X, un allèle récessif situé dessus s'exprime toujours chez les mâles, ce qui rend le caractère plus fréquent chez les mâles que chez les femelles.

La daltonisme rouge-vert 色盲 est un exemple : l'allèle récessif est sur le chromosome X, il est donc beaucoup plus fréquent chez les garçons que chez les filles.

17.4

Conseils d'examen

  • Gène = un segment d'ADN codant pour une protéine. Allèle = une forme d'un gène.
  • Génotype = les allèles présents ; phénotype = ce que l'on voit. Homozygote = deux mêmes ; hétérozygote = deux différents.
  • Dominant s'exprime avec une seule copie ; récessif nécessite deux copies.
  • Apprenez à dessiner une case de Punnett. Bb × Bb → 3:1 ; Bb × bb → 1:1.
  • (Supplément) Codominance : les deux allèles s'expriment (groupe sanguin AB). Hétérochromosomique : un gène sur le X, plus fréquent chez les garçons (daltonisme).

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