Croisement Monohybride Mendélien Guide

BiologieDébutantTemps de lecture: 3 min

Aperçu

Pourquoi des parents aux yeux bruns ont-ils parfois un enfant aux yeux bleus ? Pourquoi des plants de pois de grande taille produisent-ils des descendants de petite taille ? Au milieu du XIXe siècle, Gregor Mendel a dévoilé les mystères de l'hérédité grâce à ses travaux sur les pois. Cette simulation modélise un croisement monohybride, vous aidant à comprendre comment les caractères se séparent et les lois statistiques derrière le hasard génétique.

Contexte

En 1865, le moine autrichien Gregor Mendel a publié ses conclusions sur l'hybridation des pois. À une époque antérieure à la découverte des chromosomes ou de l'ADN, il a utilisé une analyse mathématique rigoureuse pour déduire les lois fondamentales de l'hérédité biologique. Il a découvert que les caractères sont déterminés par des paires de 'facteurs héréditaires' qui se séparent lors de la formation des gamètes. Cette découverte, connue sous le nom de première loi de Mendel ou loi de la ségrégation, a marqué la naissance de la génétique moderne.

Concepts clés

Allèle (Allele)

Chacune des formes alternatives d'un gène, situées au même endroit sur des chromosomes homologues et qui contrôlent un caractère spécifique. Généralement notées $A$ (dominant) et $a$ (récessif).

Génotype (Genotype)

La constitution génétique d'un organisme individuel. Comprend les homozygotes ( $AA$ , $aa$ ) et les hétérozygotes ( $Aa$ ).

Phénotype (Phenotype)

Les traits physiques observables d'un organisme. En dominance complète, $AA$ et $Aa$ expriment le même phénotype dominant.

Loi de la Ségrégation (Law of Segregation)

Lors de la formation des gamètes, les deux allèles d'une paire de gènes se séparent l'un de l'autre, de sorte que chaque gamète ne porte qu'un seul allèle pour chaque gène.

Formules et dérivation

Proportion d'autofécondation hétérozygote ( $Aa \times Aa$ )

\text{Génotype} = 1AA : 2Aa : 1aa, \quad \text{Phénotype} = 3 \text{ Dom} : 1 \text{ Rec}

C'est la proportion la plus classique des expériences mendéliennes. La proportion de caractères dominants par rapport aux récessifs approche

3:1

Étapes de l'expérience

1
Configurer les Parents
Sélectionnez les génotypes du parent 1 et du parent 2 dans les commandes. Essayez de configurer le modèle classique ' $Aa \times Aa$ '.
2
Observer la Ségrégation des Gamètes
Observez le schéma central pour voir comment chaque parent produit des gamètes $A$ et $a$ . Quelle est la probabilité d'apparition de chaque type de gamète ?
3
Construire l'Échiquier de Punnett
L'échiquier montre tous les résultats possibles de la combinaison aléatoire des gamètes ( $2 \times 2 = 4$ combinaisons). Quelle est la probabilité de chaque résultat ?
4
Simulation à Grande Échelle
Réglez le nombre de descendants sur $N=100$ et cliquez sur 'Exécuter la simulation'. Observez le ratio réel des phénotypes dominants et récessifs. Correspond-il exactement à l'attente théorique ? Essayez d'augmenter $N$ à $2000$ et observez comment le ratio évolue. (Indice : plus la taille de l'échantillon est grande, plus le modèle est ____.)

Objectifs d'apprentissage

Maîtriser les définitions d'allèle, de génotype et de phénotype.
Comprendre en profondeur le mécanisme de la loi de la ségrégation (ségrégation des gamètes et fécondation aléatoire).
Utiliser avec aisance les échiquiers de Punnett pour prédire les distributions génotypiques et phénotypiques chez les descendants.
Reconnaître la relation entre le hasard génétique et la loi des grands nombres.

Applications réelles

Conseil génétique : prédire le risque de maladies génétiques récessives (ex: albinisme) en fonction des antécédents familiaux.
Amélioration des plantes et des animaux : concentrer des traits désirables (ex: résistance aux maladies, rendement élevé) dans une seule variété par croisements sélectifs.
Diagnostic clinique : déduire le statut de porteur d'un individu à l'aide de généalogies pour soutenir la médecine de précision.
Tests de paternité par ADN : la science médico-légale et les services de tests génétiques personnels utilisent les principes de l'hérédité mendélienne pour déterminer les relations biologiques en comparant les allèles.
Édition génétique (CRISPR) : les technologies modernes d'édition génétique reposent sur les principes de l'hérédité mendélienne pour modifier des gènes spécifiques avec précision.

Idées reçues

Erreur

Les traits dominants sont toujours les plus fréquents dans une population.

Correct

Incorrect. La dominance signifie seulement que l'allèle masque l'expression du récessif. La prévalence d'un trait dépend de la sélection naturelle et de la fréquence allélique, non de la dominance en soi. Par exemple, la polydactylie est dominante mais rare.

Erreur

L'expérience est un échec si le ratio des descendants n'est pas exactement

3:1

Correct

Incorrect. L'hérédité est intrinsèquement probabiliste. Des tailles d'échantillon plus petites entraînent des écarts aléatoires plus importants. Les ratios théoriques ne sont approchés qu'avec de grands échantillons (loi des grands nombres).

Lectures complémentaires

Wikipedia - Lois de Mendel

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