Trois gènes indépendants : huit gamètes, soixante-quatre combinaisons et une méthode simple pour tout prévoir.
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Le trihybridisme
Module I : Le monde vivantSéquence 4 : Brassage génétique et unicité des individusSéance 21 : Trihybridisme
💡 Idée principale : le trihybridisme étudie la transmission simultanée de trois caractères. Avec trois gènes indépendants, un triple hétérozygote produit 2³ = 8 types de gamètes équiprobables ; la F2 compte 64 combinaisons et, avec dominance, 8 phénotypes en proportions 27, 9, 9, 9, 3, 3, 3, 1 (sur 64). La méthode des branches et le calcul des probabilités évitent un échiquier géant.
Étapes résumées
F1 triple hétérozygote : L//r J//v P//b.
8 types de gamètes (méthode des branches), chacun 1/8.
Test-cross : 8 phénotypes en proportions égales (1/8).
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Situation problème
Lors d’une journée portes ouvertes de l’IRAD à Ekona, un chercheur montre des plants de pois issus du croisement de deux lignées pures qui diffèrent par trois caractères : forme de la graine, couleur des cotylédons et couleur des fleurs. Il annonce qu’en deuxième génération, il n’y aura qu’une plante sur 64 à ne présenter que les trois caractères récessifs.
Consignes :
Relève le problème posé.
Combien de types de gamètes produit une plante de F1 ?
Comment le chercheur peut-il prévoir la proportion 1/64 ?
Compétence visée
Sensibiliser sur les rôles de la méiose et de la fécondation dans le maintien de la diversité génétique des individus au sein d’une espèce.
Objectifs de la leçon
Déterminer les gamètes d’un triple hétérozygote par la méthode des branches.
Calculer les proportions des phénotypes de F2 et du test-cross.
Généraliser à n gènes indépendants.
Le croisement de trihybridisme
1. Les trois caractères étudiés chez le pois
Caractère
Allèle dominant
Allèle récessif
Forme de la graine
L : lisse
r : ridée
Couleur des cotylédons
J : jaune
v : verte
Couleur des fleurs
P : pourpre
b : blanche
le problèmel’objectifje réfléchis
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2. Les générations
P : lignée pure [L J P] (L//L J//J P//P) × lignée pure [r v b] (r//r v//v b//b). Chaque parent ne donne qu’un type de gamète : LJP et rvb. La F1 est homogène [L J P], de génotype L//r J//v P//b (triple hétérozygote).
Les gamètes de la F1
Activité 1 : la méthode des branches
Les trois gènes sont sur trois paires de chromosomes différentes. On cherche toutes les combinaisons d’allèles possibles dans un gamète.
Document 1 : construction des gamètes d’un triple hétérozygote.
Combien de types de gamètes obtient-on ? Quelle est la probabilité de chacun ?
Combien de cases aurait l’échiquier de F2 ?
Ce qu’il faut comprendre : chaque gène offre 2 possibilités, indépendantes des autres : 2 × 2 × 2 = 8 types de gamètes, chacun de probabilité ½ × ½ × ½ = 1/8. L’échiquier de F2 aurait 8 × 8 = 64 cases : il est plus rapide de calculer les probabilités.
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Les résultats de la F2 et du test-cross
Exemple guidé : calculer les proportions en F2
Énoncé
Calcule la proportion de plantes [L J P], [L v b] et [r v b] en F2.
Solution
Pour chaque gène pris seul : P([dominant]) = 3/4 et P([récessif]) = 1/4. [L J P] = 3/4 × 3/4 × 3/4 = 27/64 ; [L v b] = 3/4 × 1/4 × 1/4 = 3/64. [r v b] = 1/4 × 1/4 × 1/4 = 1/64 : c’est la prévision du chercheur.
3. Répartition des 8 phénotypes de F2 (sur 64)
Document 2 : 27 + 3 × 9 + 3 × 3 + 1 = 64.
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Le test-cross de la F1
F1 (L//r J//v P//b) × triple récessif (r//r v//v b//b).
Le récessif ne donne que des gamètes rvb : les phénotypes reflètent les 8 gamètes de la F1.
On obtient 8 phénotypes en proportions égales : 1/8 chacun. C’est la preuve de l’indépendance des trois gènes.
Généralisation
4. Pour n gènes indépendants (avec dominance)
Nombre de gènes
Types de gamètes
Combinaisons en F2
Génotypes
Phénotypes
1
2
4
3
2
2
4
16
9
4
3
8
64
27
8
n
2n
4n
3n
2n
l’échiquier de croisementl’échiquierl’ADN
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Intérêt pour l’agriculture
Le sélectionneur peut prévoir l’effectif à semer pour retrouver une combinaison rare (ex. 1/64 : il faut plusieurs centaines de plantes).
Le brassage permet d’associer dans une même variété plusieurs qualités venues de parents différents.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Un triple hétérozygote à gènes indépendants produit 2³ = 8 types de gamètes, chacun 1/8.
La F2 compte 64 combinaisons, 27 génotypes et 8 phénotypes (27/9/9/9/3/3/3/1).
Le test-cross donne 8 phénotypes en proportions égales.
Pour des gènes indépendants, la probabilité d’un phénotype est le produit des probabilités de chaque caractère.
Pour n gènes : 2n gamètes, 4n combinaisons, 3n génotypes.
je retiensla famillel’embryon
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Vocabulaire à connaître
Trihybridismeétude de la transmission de trois caractères.Triple hétérozygoteindividu hétérozygote pour trois gènes.Méthode des branchesconstruction en arbre des combinaisons d’allèles.Équiprobablequi a la même probabilité.Triple récessifindividu homozygote récessif pour les trois gènes.
Je m’évalue
1. Combien de types de gamètes produit un triple hétérozygote ?
2. Quelle proportion de [L J P] en F2 ?
3. Que donne le test-cross de la F1 ?
4. Combien de génotypes différents en F2 ?
Réponses : 8 · 27/64 · 8 phénotypes, chacun 1/8 · 27. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
les fossilesle cortexles briques
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Erreurs fréquentes
Additionner les probabilités au lieu de les multiplier pour des caractères indépendants.
Oublier un type de gamète : vérifie qu’il y en a bien 2n.
Confondre nombre de génotypes (3n) et nombre de phénotypes (2n).
Méthode
Pour un polyhybridisme, traite chaque gène séparément (proportions 3/4 – 1/4 ou 1/2 – 1/2), puis multiplie les probabilités. Vérifie toujours que la somme des proportions obtenues vaut 1.
Activité d’intégration
Chez la tomate cultivée à Foumbot, le fruit rouge (R) domine le jaune (j), la tige pourpre (P) domine la verte (v) et la feuille découpée (D) domine la feuille entière (e). Les trois gènes sont indépendants. Un maraîcher croise deux plants triples hétérozygotes et récolte les graines de 640 descendants.
Donne les gamètes produits par chaque parent.
Calcule le nombre attendu de plants à fruits jaunes, tige verte et feuille entière.
Calcule le nombre attendu de plants à fruits rouges, tige verte et feuille découpée.