Généticien (nne) : 2) Quels sont les types des protéines qui correspondent aux énoncés du tableau suivant?

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1 Généticien (nne) : Groupe : EXERCICES GÉNÉTIQUE LES PROTÉINES ET L ADN 1) Les gènes portent de l information. De quelle sorte d information s agit-il? Cette information représente la séquence des acides aminés (l ordre dans lequel ceux-ci se succèdent) d une protéine que l organisme doit fabriquer à partir des acides aminés qu il tire de l alimentation qu il reçoit. 2) Quels sont les types des protéines qui correspondent aux énoncés du tableau suivant? a) Les enzymes contrôlent toutes les réactions chimiques du corps. b) La tubuline est une molécule qui forme les microtubules, tubes creux d environ 25 nm de diamètre. c) L hémoglobine est la protéine principale des globules rouges. Sa fonction consiste à distribuer l oxygène à toutes les cellules du corps. d) La molécule de collagène est constituée de trois hélices qui s assemblent avec d autres pour former des fibres plutôt inélastiques mais résistances. Les protéines à site actif Les protéines de support Les protéines à site actif Les protéines de support 3) Quelles sont les trois molécules qui constituent un nucléotide? Une base azotée (A, T, C et G), un sucre (désoxyribose) et un groupement phosphate. 4) a) L ADN et les protéines sont des polymères, c est-à-dire de grosses molécules formées de sous-unités plus simples. Quels noms donne-t-on aux sous unités formant les protéines et l ADN? Les protéines : acides aminées L ADN : nucléotide b) Combien de types de base azotée trouve-t-on dans l ADN? Nommez-les. Quatre sortes de bases azotées : A (adénine), T (Thymine), C (Cytosine) et G (Guanine). 5) Utilisez les termes A, C, G, T, ADN, chromosome, gène et nucléotide dans un texte qui montre les relations entre eux. L ensemble du matériel génétique d un individu est constitué de plusieurs longues molécules d ADN enroulées en structures plus compactes : les chromosomes. Une molécule d ADN est constituée de deux brins formant une hélice. Chaque brin est en polymère de quatre sortes de nucléotides nommés A, T, C et G. Un seul chromosome contient plusieurs centaines de gènes (des portions de la molécule d ADN), qui renferment l information nécessaire pour contrôler toutes les fonctions de la cellule. Les gènes ne représentent cependant qu une petite fraction de l ADN total du chromosome.

2 6) Remplissez le tableau suivant en indiquant : les trois processus de transmission de l information génétique lors de la division cellulaire, les lieux où les processus prennent place et une brève description du processus. Nom du processus Lieu Description Réplication Noyau La molécule d ADN se copie au complet avant une division cellulaire pour que l information des gènes qu elle porte soit transmise aux cellules-filles. Transcription Noyau Une portion de la molécule d ADN, qui porte de l information, est copiée sous forme d une molécule d ARN à un seul brin qui passe alors du noyau au cytoplasme. Traduction Cytoplasme Un ARN messager se fixe à un ribosome qui interprète l information et la «traduit» en formant une séquence d acides aminés précise qui devient une protéine. EXERCICES GÉNÉTIQUE (MONOHYBRIDE) 7) Chez l humain, le facteur tache de rousseur domine le facteur sans tache. Un homme avec des taches de rousseur a des enfants d une femme avec des taches de rousseur, mais ses enfants ont tous la peau sans taches. Quelle chance avaient-ils d avoir des taches de rousseur? Données Père a des taches de rousseur X Mère a des taches de rousseurs Génotypes Père : Tt Mère : Tt T t T TT Tt t Tt tt 1 TT 25% de probabilité d avoir des taches de rousseur. 2 Tt 50 % de probabilité d avoir des taches de rousseur. 1 tt 25 % de probabilité de ne pas avoir de taches de rousseur. Réponse La probabilité que leurs enfants aient des taches de rousseur est de 75%. 8) Chez le lapin, si N= allèle robe noire dominant et n= allèle robe blanche récessif, lequel des génotypes suivants correspond à un lapin blanc? Nn, NN ou nn? nn, n étant récessif, si on le combine avec N, on obtient un lapin noir.

3 9) Chez le cheval, le facteur trotteur (T) domine le facteur paradeur (t). On croise un trotteur avec une paradeuse et le poulain est un paradeur. Trouver le génotype de chacun des chevaux. Données Père est trotteur X Mère est paradeuse, poulain est paradeur Génotypes Père : T? Mère : tt T t t Tt tt t Tt tt 2 Tt 50% de probabilité d avoir une descendance trotteur 2 tt 50 % de probabilité d avoir une descendance paradeuse. Réponse Le père serait Tt, la mère tt et le poulain tt. 10) Si on croise une souris noire (BB) avec une souris brune (bb), on obtient seulement des bébés noirs. Pourquoi? Données Père souris noire X Mère souris brune Génotypes Père : BB Mère : bb B B b Bb Bb b Bb Bb 4 Bb 100% de probabilité d avoir bébés bruns Réponse On remarque que la probabilité est de 100% que les bébés aient un génotype Bb, qui est noir parce que l allèle noir est dominant. 11) Chez le pêcher, la coloration blanche de la chair des pêches est dominante sur la coloration jaune. Un jardinier a croisé une variété à chair blanche avec une variété à chair jaune. Quelle descendance doit-il attendre d un tel croisement. Données Pêche chair blanche X Pêche chair jaune Génotypes Mâle : Bb ou BB Femelle : bb 2 scénarios possibles : 1 ère possibilité : B b b Bb bb b Bb bb

4 2 Bb 50% de probabilité d avoir des descendants blancs 2 bb 50% de probabilité d avoir des descendants jaunes 2 ème possibilité : B B b Bb Bb b Bb Bb 4 Bb 100% de probabilité d avoir des descendants blancs. Réponse Selon le scénario 1, il y aurait une probabilité de 50% que les descendants soient jaunes et 50% qu ils soient blanches. Selon le scénario 2, la probabilité est que100% des descendants seraient blancs. 12) Dans les plants de pois, l allèle pour les fleurs violettes (V) est dominant et l allèle pour les fleurs blanches (v) est récessif. Si l on croise une plante homozygote dominante (à fleurs violettes) avec une plante à fleurs blanches et que nous obtenons 1000 graines, combien de ces graines (approximativement) donneront des plantes à fleurs blanches? Données Plante violette homozygote X Plante à fleurs blanches Génotypes Père : VV Mère : vv V V v Vv Vv v Vv Vv 4 Vv 100% de probabilité d avoir des descendants violets. Réponse La probabilité d obtenir une plante blanche est nulle (0%) car le génotype obtenu est Vv, ce qui est violet (phénotype).

5 DÉFI 13) La fibrose kystique est une maladie héréditaire récessive. Environ 1 personne sur 25 est porteuse de la maladie (hétérozygote) au Québec. Dans une famille où tout le monde est en parfaite santé (père, frères et sœurs), sauf la mère qui est décédée de la maladie, une fille (Ginette) veut avoir des enfants avec un homme québécois en santé (Gino). Quelles sont les probabilités qu ils aient un enfant atteint par la maladie? Données Ginette (Fille porteuse) X Gino (Père porteur) (car sa mère en est décédée) Génotypes Ginette : Ff Gino : Ff (sinon, l enfant ne pourrait être atteint) Il peut avoir une mère saine ou une mère porteuse, un père sain ou un père porteur. Plusieurs grilles de Punnett à faire : f f f ff ff f ff ff 4 ff 100% de probabilité que l enfant soit sain F f f Ff ff f Ff ff 2 Ff 50% de probabilité que l enfant soit porteur 2 ff 50% de probabilité que l enfant soit sain F f F FF Ff f Ff ff 1 FF 25% de probabilité que l enfant soit atteint 2 Ff 50% de probabilité que l enfant soit porteur 1 ff 25 % de probabilité que l enfant soit sain f f F Ff Ff f ff ff 2 Ff 50% de probabilité que l enfant soit porteur 2 ff 50% de probabilité que l enfant soit sain

6 F f F FF Ff f Ff ff 1 FF 25 % de probabilité que l enfant soit atteint 2 Ff 50% de probabilité que l enfant soit porteur 1 ff 25 % de probabilité que l enfant soit sain. Réponse Il y a 100% de chance que la mère soit porteuse. Il y a 1 chance sur 25 que le père soit également porteur (statistique dans la question). Dans le cas où les 2 parents sont porteurs, il y a 1 chance sur 4 que le bébé le soit. Donc, 100 % (mère porteuse) x 1/25 (père porteur) x 1/4 (enfant malchanceux) = 1%. EXERCICES (DIHYBRIDE) : 14) Un agriculteur possède des plants produisant des pois jaunes (Jj) et ronds (Rr) et d autres plants produisant des pois verts (jj) et ridés (rr). S il croise les 2 types de plants entre eux, qu obtient-il? Données Pois jaunes et ronds X Pois verts et ridés Génotypes Jj Rr jj rr jr jr jr jr JR Jr jr jr JjRr Jjrr jjrr jjrr JjRr Jjrr jjrr jjrr JjRr Jjrr jjrr jjrr JjRr Jjrr jjrr jjrr 4 JjRr 25% de probabilité que les pois soient jaunes et ronds 4 Jjrr 25% de probabilité que les pois soient jaunes et ridés 4 jjrr 25% de probabilité que les pois soient verts et ronds 4 jjrr 25% de probabilité que les pois soient verts et ridés Réponse La probabilité est qu il obtiendrait 25 % de chacun des pois suivants : jaunes et ronds, jaunes et ridés, verts et ronds et verts et ridés.

7 15) Chez le lapin, le poil court est causé par un gène dominant (C) et le poil long par un gène récessif (c). La couleur noir (N) est dominant et la couleur brune est due à un gène récessif (n). a. Si on croise un lapin hétérozygote à poil court et noir avec un lapin homozygote court et brun, quel est le rapport phénotypique théorique à la F 1? Données Lapin hétérozygote poil court et noir X Lapin homozygote court et brun Génotypes Père : CcNn Mère : ccnn V V v Vv Vv v Vv Vv cn cn cn cn CN Cn cn Cn CcNn Ccnn ccnn Ccnn CcNn Ccnn ccnn Ccnn CcNn Ccnn ccnn Ccnn CcNn Ccnn ccnn Ccnn 4 x CcNn 25% de probabilité d avoir des lapinots poils courts et noir 8 x Ccnn 50% de probabilité d avoir des lapinots poils courts et brun 4 x ccnn 25 % de probabilité d avoir des lapinots poils longs et noir Réponse Les probabilités sont de 25 % d obtenir des lapinots poils courts et noir, 50% d obtenir des lapinots poils courts et brun et 25% d obtenir des lapinots poils longs et noir. 16) Quelle est la différence majeure entre le génome d un animal cloné et celui d un animal transgénique? Le génome d un animal cloné est identique à celui d un autre animal de son espèce : il n a génétiquement qu un seul parent. Le génome d un animal transgénique ne diffère de celui qui aurait obtenu de ses 2 parents que par un gène (ou un très petit nombre de gènes), et ce gène appartient à une autre espèce que la sienne. 17) Vous possédez un bouc qui détient une caractéristique exceptionnelle : il engendre des chèvres produisant de grandes quantités de lait. a) Pourquoi choisir le clonage au lieu de la reproduction sexuée pour produire une lignée qui conserve cette caractéristique? La reproduction sexuée occasionne une certaine variabilité génétique qui pourrait faire disparaître la caractéristique chez les descendants du bouc. En clonant ce dernier, on s assure de conserve le même génome, y compris le caractère d intérêt. b) Nommer la technique de clonage à utiliser La technique du clonage par transfert du noyau adulte. c) Déterminez les étapes nécessaires à la production d un clone de bouc aux qualités exceptionnelles.

8 1) Des cellules du bouc sont prélevées; 2) Le noyau de ces cellules est prélevé; 3) Ces noyaux sont insérés dans des ovocytes vides; 4) L œuf ainsi formé se divise et forme un embryon; 5) L embryon est implanté dans une mère porteuse; 6) La mère porteuse donne naissance à un clone du bouc d origine. 18) Expliquez ce qu est la transgénèse. Une manipulation génétique qui permet de créer des organismes possédant une caractéristique précise par l introduction d un gène étranger. 20) Quel caractère inséreriez-vous aux plantes vivant dans les conditions de cultures suivantes : a. Région semi-désertiques : La tolérance à la sécheresse. b. Nord québécois : la tolérance au gel. c. Sol très fertile où les mauvaises herbes pullulent : la tolérance aux herbicides. d. Région souffrant de la famine : la richesse en nutriments.

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