Chapitre 4: Génotype, phénotype et environnement

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1 Chapitre 4: Génotype, phénotype et environnement Introduction: Les gènes contiennent les «plans de construction» des protéines: ils jouent un rôle dans l établissement du phénotype. Cependant, des facteurs externes de l environnement peuvent agir sur les phénotypes. Quels sont les rôles respectifs des gènes et de l environnement dans la réalisation du phénotype?

2 I. La définition du phénotype à différentes échelles cf TP5 1 Le génotype détermine le phénotype par l intermédiaire des protéines Le phénotype correspond à l ensemble des carcatéristiques d un organisme. Le phénotype est conditionné par les protéines qui se trouvent dans une cellules: c est le phénotype moléculaire. La diversité des phénotypes a donc pour origine la diversité des protéines. Dans une espèce, tous les individus ne sont pas strictement identiques: ils présentent pour chaque caractère des variations individuelles appelées phénotypes alternatifs.

3 2 Le phénotype moléculaire détermine le phénotype aux autres échelles Le phénotype peut être défini à chacun des niveaux d organisation du vivant: de l organisme à la molécule. Document 1: Exemple de la drépanocytose

4 Phénotype à l échelle macroscopique: ce sont les caractères morphologiques ou anatomiques d un individu (couleur des yeux..) mais aussi l état physiologique (allergies, digestion difficile de certains aliments..). Phénotype à l échelle cellulaire: ce sont les caractéristiques des cellules (forme, taille ). Phénotype à l échelle moléculaire culaire: ce sont les caractéristiques des molécules appelées protéines qui ont une fonction bien précise. Le phénotype macroscopique repose sur le phénotype cellulaire, lui-même induit par le phénotype moléculaire.

5 II. Les phénotypes multigéniques cf TP5 1 Plusieurs gènes pour un caractère Un caractère phénotypique qui dépend de l expression d un seul gène est dit monogénique nique. La plupart des caractères phénotypiques comme la couleur des yeux ou la pigmentation de la peau dépendent de plusieurs gènes qui collaborent à la mise en place du caractère concerné. Ces caractères sont qualifiés de multigéniques ou polygéniques niques.

6 2 Plusieurs génotypes pour un même phénotype Des génotypes différents peuvent conduire au même phénotype. Exemple 1: le gène des groupes sanguins, le système A,B,O. allèle A et allèle O = groupe sanguin A. allèle A et allèle A = groupe sanguin A. Exemple 2: la couleur de la peau. mutation du gène qui code pour la tyrosinase = absence de pigmentation. mutation du gène qui code pour la protéine de transport myosine des vésicules de mélanine = absence de pigmentation.

7 III. L influence de l environnement sur le phénotype 1 Les facteurs environnementaux peuvent moduler l expression des gènes L étude de la couleur du pelage chez certains animaux montre que les relations entre génotype et phénotype sont complexes. Les protéines peuvent être soumises aux facteurs de l environnement qui modulent alors l expression du génotype. Le phénotype est donc dit multifactoriel. Document 1 p 78 De ce fait, il est souvent difficile de prédire un phénotype à partir de la connaissance du génotype.

8 2 Les facteurs de l environnement peuvent agir sur les protéines formées Un organisme se développe et vit dans un milieu caractérisé par différents paramètres susceptibles d influencer son phénotype. Exemple 1: des plantules qui poussent dans des milieux différents, avec ou sans lumière, possèdent des morphologies différentes = la lumière a influencé leur phénotype. Document 2: relation phénotype-lumière

9 Exemple 2: le nombre de facettes des yeux des drosophiles varie en fonction de la température du milieu de développement = la température a influencé leur phénotype. Document 3: relation phénotype-température

10 BILAN La relation entre génotype et phénotype est complexe. Le rôle des gènes est de gouverner la synthèse des protéines qui sont responsables de la construction et du fonctionnement de l organisme: tout caractère du plus simple au plus complexe dépend des gènes. Mais la réalisation du phénotype dépend aussi de nombreux facteurs: interaction entre les différents gènes, influence du milieu extérieur, de l alimentation et du mode de vie.