MONOHYBRIDISME: EN QUOI CONSISTE-T-IL ET EXERCICES RÉSOLUS - LA BIOLOGIE - 2025

Le monohibridismo fait référence au croisement entre deux individus ne différant que par un seul trait. De même, lors de croisements entre individus d'une même espèce et lors de l'étude de l'hérédité d'un seul trait, on parle de monohybridisme.

Les croisements monohybrides cherchent à étudier la base génétique des traits qui sont déterminés par un seul gène. Les modèles d'héritage de ce type de métissage ont été décrits par Gregor Mendel (1822–1884), un personnage emblématique dans le domaine de la biologie et connu comme le père de la génétique.

Sur la base de son travail avec les plants de pois (Pisum sativum), Gregor Mendel a énoncé ses lois bien connues. La première loi de Mendel explique les croisements monohybrides.

En quoi consiste?

Comme mentionné ci-dessus, les croisements monohybrides sont expliqués dans la première loi de Mendel, qui est décrite ci-dessous:

Première loi de Mendel

Dans les organismes sexuels, il existe des paires d'allèles ou des paires de chromosomes homologues, qui sont séparés lors de la formation des gamètes. Chaque gamète ne reçoit qu'un seul membre de cette paire. Cette loi est connue sous le nom de «loi de ségrégation».

En d'autres termes, la méiose garantit que chaque gamète contient strictement une paire d'allèles (variantes ou différentes formes d'un gène), et il est également probable qu'un gamète contienne l'une des formes du gène.

Mendel a réussi à énoncer cette loi en faisant des croisements de plants de pois. Mendel a suivi l'héritage de plusieurs paires de caractères contrastés (fleurs violettes versus fleurs blanches, graines vertes versus graines jaunes, longues tiges versus courtes tiges), pendant plusieurs générations.

Dans ces croisements, Mendel comptait les descendants de chaque génération, obtenant ainsi des proportions d'individus. Le travail de Mendel a réussi à générer des résultats solides, car il a travaillé avec un nombre important d'individus, environ quelques milliers.

Par exemple, dans les croisements monohybrides de graines rondes lisses avec des graines ridées, Mendel a obtenu 5474 graines rondes lisses et 1850 graines ridées.

De même, les croisements de graines jaunes avec des graines vertes donnent un certain nombre de 6022 graines jaunes et 2001 graines vertes, établissant ainsi un motif clair 3: 1.

L'une des conclusions les plus importantes de cette expérience a été de postuler l'existence de particules discrètes transmises des parents aux enfants. Actuellement, ces particules d'héritage sont appelées gènes.

Place Punnett

Cette carte a été utilisée pour la première fois par le généticien Reginald Punnett. Il s'agit d'une représentation graphique des gamètes des individus et de tous les génotypes possibles qui peuvent résulter du croisement d'intérêt. C'est une méthode simple et rapide pour résoudre les croix.

Exercices résolus

Premier exercice

Chez la mouche des fruits (Drosophila melanogaster), la couleur grise du corps est dominante (D) sur la couleur noire (d). Si un généticien croise un individu homozygote dominant (DD) et un individu homozygote récessif (dd), à quoi ressemblera la première génération d'individus?

Répondre

L'individu homozygote dominant ne produit que des gamètes D, tandis que l'homozygote récessif ne produit également qu'un seul type de gamètes, mais dans leur cas, ils sont d.

Lors de la fécondation, tous les zygotes formés auront le génotype Dd. Concernant le phénotype, tous les individus auront le corps gris, puisque D est le gène dominant et masque la présence de d dans le zygote.

En conclusion, nous avons que 100% des individus de F ₁ seront gris.

Deuxième exercice

Quelles proportions résultent du croisement de la première génération de mouches dès le premier exercice?

Répondre

Comme on peut le déduire, les mouches de F ₁ ont le génotype Dd. Tous les individus résultants sont hétérozygotes pour cet élément.

Chaque individu peut générer des gamètes D et D. Dans ce cas, l'exercice peut être résolu en utilisant le carré de Punnett:

Dans la deuxième génération de mouches, les caractéristiques des parents réapparaissent (mouches à corps noir) qui semblaient avoir été «perdues» dans la première génération.

Nous avons obtenu 25% de mouches avec le génotype homozygote dominant (DD), dont le phénotype est le corps gris; 50% d'individus hétérozygotes (Dd), dont le phénotype est également gris; et encore 25% d'individus homozygotes récessifs (dd), avec des corps noirs.

Si nous voulons le voir en termes de proportions, le croisement des hétérozygotes donne 3 individus gris contre 1 individu noir (3: 1).

Troisième exercice

Dans une certaine variété d'argent tropical, on peut distinguer les feuilles marbrées et les feuilles lisses (sans les taches, unicolores).

Supposons qu'un botaniste croise ces variétés. Les plantes issues du premier croisement ont pu s'autoféconder. Le résultat de la deuxième génération était 240 plantes aux feuilles marbrées et 80 plantes aux feuilles lisses. Quel était le phénotype de la première génération?

Répondre

Le point clé pour résoudre cet exercice est de prendre les nombres et de les mettre en proportions, en divisant les nombres comme suit: 80/80 = 1 et 240/80 = 3.

Mis en évidence le modèle 3: 1, il est facile de conclure que les individus qui ont donné naissance à la deuxième génération étaient hétérozygotes et avaient phénotypiquement des feuilles marbrées.

Quatrième exercice

Un groupe de biologistes étudie la couleur du pelage des lapins de l'espèce Oryctolagus cuniculus. La couleur du pelage semble être déterminée par un locus avec deux allèles, A et a. L'allèle A est dominant et récessif.

Quel génotype auront les individus issus du croisement d'un individu homozygote récessif (aa) et hétérozygote (Aa)?

Répondre

La méthodologie à suivre pour résoudre ce problème est d'implémenter le carré de Punnett. Les individus homozygotes récessifs ne produisent que des gamètes, tandis que les individus hétérozygotes produisent A et des gamètes. Graphiquement, c'est comme suit:

Par conséquent, nous pouvons conclure que 50% des individus seront hétérozygotes (Aa) et les 50% restants seront homozygotes récessifs (aa).

Exceptions à la première loi

Il existe certains systèmes génétiques dans lesquels les individus hétérozygotes ne produisent pas des proportions égales de deux allèles différents dans leurs gamètes, comme le prédisent les proportions mendéliennes décrites précédemment.

Ce phénomène est connu sous le nom de distorsion de la ségrégation (ou pulsion méiotique). Un exemple de ceci sont les gènes égoïstes, qui interviennent avec la fonction d'autres gènes cherchant à augmenter leur fréquence. Notez que l'élément égoïste peut diminuer l'efficacité biologique de l'individu qui le porte.

Chez les hétérozygotes, l'élément égoïste interagit avec l'élément normal. La variante égoïste peut détruire la normale ou entraver son fonctionnement. L'une des conséquences immédiates est la violation de la première loi de Mendel.

Références

1. Barrows, EM (2000). Référence du bureau du comportement animal: un dictionnaire du comportement animal, de l'écologie et de l'évolution. Presse CRC.
2. Elston, RC, Olson, JM et Palmer, L. (2002). Génétique biostatistique et épidémiologie génétique. John Wiley et fils.
3. Hedrick, P. (2005). Génétique des populations. Troisième édition. Éditeurs Jones et Bartlett.
4. Monténégro, R. (2001). Biologie évolutive humaine. Université nationale de Cordoue.
5. Subirana, JC (1983). Didactique de la génétique. Editions Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Présentation de la génétique. Deuxième édition. Garland Science, Taylor & Francis Group.