Comment réussir un sujet de DNB sur la fécondation ?

Réponse :

Préparation brevet avec ce cours de soutien scolaire SVT collège niveau troisième sur la diversité génétique, liée à la fécondation. 


La diversité génétique est liée à la méiose et à la fécondation. Dans ce cours de SVT niveau collège (troisième) penchons-nous sur la fécondation. 


Retrouve également notre cours sur la méiose


Commençons par un quiz sur la fécondation

(réponses à la fin de ce cours de soutien scolaire SVT en ligne)

1 – La fécondation

  • a/ réunit deux cellules à paires de chromosomes simples
  • b/ crée un œuf à paires de chromosomes simples
  • c/ renforce le brassage allélique entre les paires de chromosomes
  • d/ unit deux gamètes à chromosomes doubles
  • e/ crée un nouvel individu au même patrimoine génétique que ses parents
  • f/ correspond à une division cellulaire

2 – L’œuf créé par la fécondation

  • a/ possède le double du nombre de chromosomes de la cellule mère
  • b/ contient des chromosomes simples
  • c/ contient tous les gènes caractéristiques de l’espèce auquel il appartient
  • d/ possède des combinaisons alléliques différentes de celles des deux parents
  • e/ contient le nombre de chromosomes caractéristique de l’espèce auquel il appartient

3 – Le brassage allélique de la fécondation

  • a/ correspond au brassage qui a lieu au sein des paires de chromosomes lors de la méiose I
  • b/ se caractérise par la rencontre au hasard des gamètes des parents
  • c/ induit l’équiprobabilité de toutes les combinaisons d'allèles possibles
  • d/ crée des combinaisons alléliques toujours identiques à celles des parents

4 – Dans l’exemple de la transmission des gènes de groupes sanguins par un parent A//O et +//- et un parent B//O et +//-, les enfants peuvent être de groupe

  • a/ O-
  • b/ AB-
  • c/ A- avec une probabilité de 2/3
  • d/ AB+ avec une probabilité de 3/16
  • e/ B+ avec une probabilité de 3/4


Définition de la fécondation


La fécondation réunit un ovule avec un spermatozoïde pour former un œuf à 46 chromosomes apportés chacun par moitié par le spermatozoïde et par l’ovule.

Pour un caractère donné, il est alors possible de prévoir les probabilités (= chances ou risques) de transmission des allèles de ce caractère et donc  la fréquence (= le pourcentage) des groupes correspondants.


L’exemple des groupes sanguins


Le système A, B et O.

A, B et O désignent 3 allèles de groupes sanguins pour lesquels

  •  A et B sont dominants sur O, ce qui implique que pour être de groupe O, il faut porter deux allèles O. Lorsque O est avec A ou B sur les chromosomes, seul A (ou B) s’exprime dans le groupe sanguin.
  • A et B sont codominants entre eux, c’est-à-dire que lorsque A et B sont réunis, les deux allèles s’expriment et conduisent au groupe AB.

Si on suppose un père de groupe B et porteur de B//O (les deux traits veulent rappeler que chaque individu porte des paires de chromosomes)  et une mère de groupe A et porteur de A//O, chaque parent fournit deux types de gamètes :

  • Pour le père, la moitié des gamètes contenant A, et l’autre moitié, contenant O
  • Pour la mère, la moitié des gamètes contenant B et l’autre moitié, contenant O

On réalise un tableau de croisement :


Cours de SVT niveau 3e sur la fécondation : les groupes sanguins T

Tableau de croisement sur les probabilités des groupes sanguins.


Le tableau montre que chaque groupe à 25% (= 1/4) de chance (ou risque s’il s’agit d’une maladie) d’apparaître dans la descendance de ces deux parents.

Il existe plusieurs autres groupes sanguins comme le facteur Rhésus noté Rh qui existe sous deux formes (= allèles) notées + et -. L’analyse d’un arbre généalogique permet de comprendre la transmission des deux groupes en même temps et d’appliquer ce qui a été vu dans la première partie au sujet de la méiose.

La transmission de A,B,O et Rh.

Considérons l’arbre généalogique suivant qui fournit les groupes de chaque individu.

cours de SVT sur la fécondation : arbre généalogique

L’observation des groupes sanguins rappelle la dominance de A et B sur O et la codominance de A et B. Concernant le gène Rhésus, on constate que deux parents + ont deux enfants -, preuve que l’allèle + domine l’allèle -.

On déduit alors les allèles des parents et des enfants :

Père : B//O et +//-

Mère : A//O et +//-

Enfant 1 : O//O et +//+ ou +//- car la transmission de + ou de – par les parents est équiprobable (= a les mêmes chances de se faire)

Enfant 2 : B//O et -//-

Enfant 3 : B//O et +//+ ou +//- car la transmission de + ou de – par les parents est équiprobable

Enfant 4 : A//O et -//-

Enfant 5 : A//B et +//+ ou +//- car la transmission de + ou de – par les parents est équiprobable

D’où vient la diversité des combinaisons d'allèles et peut-on déterminer précisément les allèles des enfants 1, 3 et 5 ?

Considérons les gamètes produits par chacun des parents lors de leurs méioses respectives :

Père : B et + ; B et - ; O et + ; O et – : 4 gamètes dans les mêmes proportions : 1/4 (= 25%) chacun

Mère : A et + ; A et - ; B et + ; B et - : 4 gamètes dans les mêmes proportions : 1/4 (= 25%) chacun

Cette équiprobabilité des quatre types de gamètes pour chacun des parents est due au brassage entre la paire de chromosomes porteurs des allèles A, B, O d’une part, et la paire de chromosomes porteurs des allèles + et -.

Rassemblons ces 8 gamètes dans un tableau et réalisons les fécondations entre tous ces gamètes deux à deux.

On observe alors 16 cases possibles toutes équiprobables (= 1/16) qui se répartissent en :

3 groupes AB+ avec une fréquence de 3/16 (= 18,75%)

1 groupe AB- avec une fréquence de 1/16 (= 6.25%)

3 groupes A+ avec une fréquence de 3/16 (18,75%)

1 groupe A- avec une fréquence de 1/16 (= 6,25%)

3 groupes B+ avec une fréquence de 3/16 (= 18,75%)

1 groupe B- avec une fréquence de 1/16 (= 6,25%)

3 groupes O+ avec une fréquence de 3/16 (= 18,75%)

1 groupe O- avec une fréquence de 1/16 (= 6,25%)

 

Tableau de croisement montrant les probabilités de transmission des gènes de groupes sanguins. Tableau de croisement montrant les probabilités de transmission des gènes de groupes sanguins.


Ce tableau illustre donc le brassage créé par la fécondation qui réunit au hasard les 4 types de gamètes produits par chacun des parents et qui renforce ce même brassage qui a déjà lieu lors de la méiose.

Quant aux génotypes rhésus incertains pour les enfants 1, 3 et 5, on peut seulement préciser leurs chances d’être plutôt de l’un ou l’autre génotype rhésus :

Enfant 1 : il est de groupe O, ce qui implique de considérer les 4 cases de ce groupe en bas à droite du tableau. L’incertitude réside sur sa combinaison d'allèles car on est certain de son groupe + puisque + domine -. Il ne faut donc considérer que les 3 cases qui donnent le groupe O+ (en jaune). On constate que sur ces 3 cases 2 sont +//- et 1, +//+. Cet enfant a donc 1/3 (= 33%) de chance d’être +//+ et 2/3 (= 67%) de chance d’être +//-

Enfant 3 : cet enfant est de groupe B et l’incertitude demeure sur la combinaison des allèles de son rhésus : soit il est +//+ soit +//-. Par un raisonnement similaire à l’enfant appliqué aux 3 cases qui donnent le groupe B+ (en bleu) on retrouve les mêmes proportions que pour l’enfant 1 : 1/3 +//+, 2/3 +//-

Enfant 5 : il est assurément de groupe AB et l’incertitude demeure pour la combinaison des allèles de son rhésus. Avec le même raisonnement que dans les deux cas précédents appliqués aux cases de groupe AB+ (en orange), on retrouve la même proportion 1/3 +//+, 2/3 +//-. 


Les réponses à ce quiz sur la fécondation

1 – b, c ; 2 – b, c, d, e ; 3 – c ; 4 – a, b, d.

 

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