chapitre 14 Mendel et le concept de gène 307
Cette loi ne s’applique qu’aux gènes (paires d’allèles) situés
sur des chromosomes distincts – c’est-à-dire sur des chromosomes qui ne sont pas homologues – ou sur un même chromosome, mais à des distances très éloignées l’un de l’autre.
Ce dernier cas sera expliqué au chapitre 15, en même temps
que les modes de transmission héréditaire plus complexes de
gènes situés l’un près de l’autre qui sont habituellement
transmis ensemble. Le pois possède sept paires de chromosomes (2n 5 14). Or, les sept caractères du pois que Mendel a
choisi d’analyser sont soit régis par des gènes situés chacun
sur un chromosome différent, soit situés sur le même chromosome, mais en étant éloignés les uns des autres. (Par
exemple, le gène qui contrôle la taille de la plante est situé
sur le chromosome 4 de même que le gène contrôlant la
forme des gousses.) Cette particularité a grandement simplifié l’interprétation de ses croisements de pois différant par
plusieurs caractères. Tous les exemples que nous étudierons
dans la suite du présent chapitre mettent en jeu des gènes
situés sur des chromosomes différents.
retour sur le ConCept 14.1
1. FAItes un dessIn On laisse s’autoféconder
des plants de pois hétérozygotes pour la position
des fleurs et la longueur de la tige (AaTt), et on
plante 400 des graines produites. Dessinez une grille
de Punnett pour ce croisement. Combien peut-on
prévoir de descendants à fleurs terminales et à tige
naine ? (Voir le tableau 14.1.)
2.
et sI ?
Établissez la liste de tous les gamètes
que pourrait produire un plant de pois hétérozygote
pour la couleur des graines, pour la forme des graines,
et pour la forme des gousses (JjRrGg ; voir le
tableau 14.1). Quelle serait la grandeur de la grille
de Punnett qu’il faudrait dessiner pour prédire les
descendants de l’autofécondation de ce « trihybride » ?
3. FAItes des lIens Dans certains croisements
de pois, les plants s’autofécondent. Reportez-vous
au concept 13.1 (p. 282 et 283) et expliquez
si l’autofécondation est considérée comme une
reproduction asexuée ou sexuée.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
14.2
Les règles des probabilités régissent
les lois de l’hérédité de Mendel
Les hypothèses de la ségrégation et de l’assortiment indépendant de Mendel reflètent des lois de probabilité identiques à
celles qui s’appliquent lorsqu’on joue à pile ou face, lorsqu’on
tire une carte d’un jeu ou lorsqu’on lance des dés. L’échelle
des probabilités va de 0 à 1. Un événement qui se produit à
coup sûr a une probabilité de 1, alors qu’un autre qui ne se
produit jamais a une probabilité de 0. Si on lance une pièce
qui a deux côtés face, la probabilité qu’elle tombe sur le côté
face est de 1, et la probabilité qu’elle tombe sur le côté pile
(inexistant) est de 0. Si on lance une pièce normale, la probabilité d’obtenir le côté face est de
1
⁄2 , et celle d’obtenir le côté
pile est aussi de
1
⁄2. La probabilité de tirer l’as de pique d’un
jeu de 52 cartes est de
1
⁄52. La somme des probabilités de tous
les résultats possibles d’un événement donné est obli gatoirement de 1. Lorsqu’on tire une carte, la probabilité d’obtenir
une autre carte que l’as de pique est de
51
⁄52.
Le lancer d’une pièce de monnaie nous permet de bien
comprendre les lois des probabilités. À chaque lancer, la probabilité d’obtenir le côté face est de
1
⁄2. Le résultat d’un lancer
particulier n’est aucunement influencé par les résultats des
lancers précédents. De tels phénomènes sont appelés événements indépendants. Les lancers, qu’ils soient successifs
d’une même pièce ou simultanés de plusieurs pièces, sont
indépendants de chacun des autres lancers. À l’instar du lancer
de deux pièces de monnaie, les allèles d’un gène se séparent
en gamètes indépendamment des allèles des autres gènes (loi
de l’assortiment indépendant). Deux règles de probabilité élémentaires peuvent nous aider à prévoir les résultats de la
fusion de tels gamètes dans des croisements monohybrides
simples et des croisements plus complexes.
La règle de la multiplication
et la règle de l’addition appliquées
aux croisements monohybrides
Comment calcule-t-on la probabilité que deux événements
indépendants se produisent ensemble selon une combinaison
donnée ? Par exemple, si on lance deux pièces de monnaie en
même temps, quelle est la probabilité d’obtenir deux côtés
face ? Selon la règle de la multiplication, on calcule cette
probabilité en multipliant la probabilité d’un événement
(une pièce tombe du côté face) par la probabilité de l’autre
événement (l’autre pièce tombe du côté face). Selon cette
règle, la probabilité que les deux pièces tombent en même
temps du côté face est de
1
⁄2 3
1
⁄2 5
1
⁄4.
Le même raisonnement s’applique à un croisement monohybride de deux individus de la génération F 1 . Prenons la
forme des graines comme caractère héréditaire chez des
plants de pois : le génotype des plants de la génération F 1 est
Rr. Or, chez une plante hétérozygote, la ségrégation est analogue au lancer d’une seule pièce de monnaie pour ce qui est
du calcul de la probabilité de chacun des résultats : la probabilité qu’un gamète femelle ait l’allèle dominant (R) est de
1
⁄ 2,
et la probabilité qu’il ait l’allèle récessif (r) est également de
1
⁄2. Les mêmes probabilités s’appliquent pour chacun des
gamètes mâles produits. Pour qu’une plante donnée de génération F 2 ait des graines ridées – soit le caractère récessif –, il
faut que le gamète femelle et le gamète mâle qui s’unissent
portent l’allèle r. La probabilité qu’un allèle r se trouve dans
les deux gamètes au moment de la fécondation est de
1
⁄2 (la
probabilité qu’un gamète femelle ait un allèle r) 3
1
⁄2 (la probabilité qu’un gamète mâle ait un allèle r). Par conséquent, la
règle de la multiplication nous indique que la probabilité
qu’une plante de génération F 2 ait des graines ridées (rr) est
de
1
⁄ 4 (figure 14.9). De même, la probabilité qu’une plante de
génération F 2 porte les deux allèles dominants de la forme
des graines (RR) est de
1
⁄4.
Cette loi ne s’applique qu’aux gènes (paires d’allèles) situés
sur des chromosomes distincts – c’est-à-dire sur des chromosomes qui ne sont pas homologues – ou sur un même chromosome, mais à des distances très éloignées l’un de l’autre.
Ce dernier cas sera expliqué au chapitre 15, en même temps
que les modes de transmission héréditaire plus complexes de
gènes situés l’un près de l’autre qui sont habituellement
transmis ensemble. Le pois possède sept paires de chromosomes (2n 5 14). Or, les sept caractères du pois que Mendel a
choisi d’analyser sont soit régis par des gènes situés chacun
sur un chromosome différent, soit situés sur le même chromosome, mais en étant éloignés les uns des autres. (Par
exemple, le gène qui contrôle la taille de la plante est situé
sur le chromosome 4 de même que le gène contrôlant la
forme des gousses.) Cette particularité a grandement simplifié l’interprétation de ses croisements de pois différant par
plusieurs caractères. Tous les exemples que nous étudierons
dans la suite du présent chapitre mettent en jeu des gènes
situés sur des chromosomes différents.
retour sur le ConCept 14.1
1. FAItes un dessIn On laisse s’autoféconder
des plants de pois hétérozygotes pour la position
des fleurs et la longueur de la tige (AaTt), et on
plante 400 des graines produites. Dessinez une grille
de Punnett pour ce croisement. Combien peut-on
prévoir de descendants à fleurs terminales et à tige
naine ? (Voir le tableau 14.1.)
2.
et sI ?
Établissez la liste de tous les gamètes
que pourrait produire un plant de pois hétérozygote
pour la couleur des graines, pour la forme des graines,
et pour la forme des gousses (JjRrGg ; voir le
tableau 14.1). Quelle serait la grandeur de la grille
de Punnett qu’il faudrait dessiner pour prédire les
descendants de l’autofécondation de ce « trihybride » ?
3. FAItes des lIens Dans certains croisements
de pois, les plants s’autofécondent. Reportez-vous
au concept 13.1 (p. 282 et 283) et expliquez
si l’autofécondation est considérée comme une
reproduction asexuée ou sexuée.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
14.2
Les règles des probabilités régissent
les lois de l’hérédité de Mendel
Les hypothèses de la ségrégation et de l’assortiment indépendant de Mendel reflètent des lois de probabilité identiques à
celles qui s’appliquent lorsqu’on joue à pile ou face, lorsqu’on
tire une carte d’un jeu ou lorsqu’on lance des dés. L’échelle
des probabilités va de 0 à 1. Un événement qui se produit à
coup sûr a une probabilité de 1, alors qu’un autre qui ne se
produit jamais a une probabilité de 0. Si on lance une pièce
qui a deux côtés face, la probabilité qu’elle tombe sur le côté
face est de 1, et la probabilité qu’elle tombe sur le côté pile
(inexistant) est de 0. Si on lance une pièce normale, la probabilité d’obtenir le côté face est de
1
⁄2 , et celle d’obtenir le côté
pile est aussi de
1
⁄2. La probabilité de tirer l’as de pique d’un
jeu de 52 cartes est de
1
⁄52. La somme des probabilités de tous
les résultats possibles d’un événement donné est obli gatoirement de 1. Lorsqu’on tire une carte, la probabilité d’obtenir
une autre carte que l’as de pique est de
51
⁄52.
Le lancer d’une pièce de monnaie nous permet de bien
comprendre les lois des probabilités. À chaque lancer, la probabilité d’obtenir le côté face est de
1
⁄2. Le résultat d’un lancer
particulier n’est aucunement influencé par les résultats des
lancers précédents. De tels phénomènes sont appelés événements indépendants. Les lancers, qu’ils soient successifs
d’une même pièce ou simultanés de plusieurs pièces, sont
indépendants de chacun des autres lancers. À l’instar du lancer
de deux pièces de monnaie, les allèles d’un gène se séparent
en gamètes indépendamment des allèles des autres gènes (loi
de l’assortiment indépendant). Deux règles de probabilité élémentaires peuvent nous aider à prévoir les résultats de la
fusion de tels gamètes dans des croisements monohybrides
simples et des croisements plus complexes.
La règle de la multiplication
et la règle de l’addition appliquées
aux croisements monohybrides
Comment calcule-t-on la probabilité que deux événements
indépendants se produisent ensemble selon une combinaison
donnée ? Par exemple, si on lance deux pièces de monnaie en
même temps, quelle est la probabilité d’obtenir deux côtés
face ? Selon la règle de la multiplication, on calcule cette
probabilité en multipliant la probabilité d’un événement
(une pièce tombe du côté face) par la probabilité de l’autre
événement (l’autre pièce tombe du côté face). Selon cette
règle, la probabilité que les deux pièces tombent en même
temps du côté face est de
1
⁄2 3
1
⁄2 5
1
⁄4.
Le même raisonnement s’applique à un croisement monohybride de deux individus de la génération F 1 . Prenons la
forme des graines comme caractère héréditaire chez des
plants de pois : le génotype des plants de la génération F 1 est
Rr. Or, chez une plante hétérozygote, la ségrégation est analogue au lancer d’une seule pièce de monnaie pour ce qui est
du calcul de la probabilité de chacun des résultats : la probabilité qu’un gamète femelle ait l’allèle dominant (R) est de
1
⁄ 2,
et la probabilité qu’il ait l’allèle récessif (r) est également de
1
⁄2. Les mêmes probabilités s’appliquent pour chacun des
gamètes mâles produits. Pour qu’une plante donnée de génération F 2 ait des graines ridées – soit le caractère récessif –, il
faut que le gamète femelle et le gamète mâle qui s’unissent
portent l’allèle r. La probabilité qu’un allèle r se trouve dans
les deux gamètes au moment de la fécondation est de
1
⁄2 (la
probabilité qu’un gamète femelle ait un allèle r) 3
1
⁄2 (la probabilité qu’un gamète mâle ait un allèle r). Par conséquent, la
règle de la multiplication nous indique que la probabilité
qu’une plante de génération F 2 ait des graines ridées (rr) est
de
1
⁄ 4 (figure 14.9). De même, la probabilité qu’une plante de
génération F 2 porte les deux allèles dominants de la forme
des graines (RR) est de
1
⁄4.