Exercices : Serie 1 - La variation et la génétique des populations

Exercices

Exercice 1 : De l’examen national 2021 – SVT – Session normale

La maladie de Tay-Sachs assez rare, cependant chez certaines populations d’Amérique du Nord, cette maladie atteint un enfant sur 3600.

Q – En se basant sur les données précédentes et considérant que des populations sont en équilibre de Hardy – Weinberg :

• a – Calculer la fréquence de chacun des deux allèles N et n dans ces populations.(1pt)

• b – Déduire la fréquence des individus porteurs sains dans ces populations. (0.5pt)

NB : Se contenter de quatre chiffres après la virgule.

Exercice 2 : De l’examen national 2016 – SVT – Session normale

La mouche Drosophila pseudoobscura est une espèce très répandue en Amérique et s’y rencontre dans des régions de climats fort différents. Cette mouche présente deux phénotypes [ST] et [AR]. Afin d’expliquer la répartition géographique de ces deux phénotypes chez les populations de cette espèce, on présente les observations et les expériences suivantes :

• Le tableau du document 2 donne la répartition des deux phénotypes [ST] et [AR] chez les populations de Drosophila pseudoobscura, dans la région de la Sierra Nevada, en fonction de l’altitude.

Altitude (en mètre)	0	1500	2000	3000
Phénotype [AR] (en%)	15	50	80	95
Phénotype [ST] (en%)	85	50	20	5

Q-1 – En vous basant sur les données du document 2, comparez l’évolution du pourcentage des deux phénotypes [ST] et [AR] en fonction de l’altitude. (0.5pt)

• L’observation des populations vivant à basse altitude montre que l’été est marqué par une prédominance du phénotype [ST], tandis que [AR] domine en hiver, ce qui a poussé les chercheurs à émettre une hypothèse sur l’existence d’une relation entre la variation des pourcentages de ces deux phénotypes et la variation de la température du milieu. Pour vérifier cette hypothèse on a réalisé les expériences suivantes :

• On constitue expérimentalement deux populations de drosophila pseudoobscura, puis on suit l’évolution des proportions des phénotypes [ST] et [AR] pendant 23 générations selon les conditions expérimentales suivantes :

• La population 1 : composée de 90 % [AR] et 10 % [ST] est maintenue à 25 °C.

• La population 2 : composée de 10 % [AR] et 90 % [ST] est maintenue à 16 °C.

• À partir des résultats du suivi de la fréquence de chaque phénotype chez les deux populations, on a déterminé l’évolution de la fréquence de l’allèle ST qui contrôle le phénotype [ST]. Le document suivant présente les résultats obtenus.

Q-2 – Décrivez l’évolution de la fréquence de l’allèle ST au cours des générations, dans chaque population, et montrez comment la sélection naturelle influence la structure génétique de la population de la drosophile. (1 pt)

Corrections

Exercice 1

R –

a – La fréquence des deux allèles N et n dans ces populations :

On a f (n//n) = 1/3600 = q ² et puisque les populations sont en équilibre, donc :

• La fréquence de l’allèle n : = f(n) = q = √(1/3600) = 0.0166.

• La fréquence de l’allèle N : f(N) = p = 1 – q = 0.9834.

b – Déduction :

Les individus porteurs sains sont hétérozygotes de génotype (N//n). Donc, la fréquence des individus porteurs sains dans ces populations est :

• f (N//n) = 2pq = 2 × 0.0166 × 0.9834 = 0.0326.

Exercice 2

R-1 – Comparaison : Avec l’augmentation de l’altitude, on note :

• Une augmentation de la fréquence du phénotype [AR] passant de 15 % pour l’altitude 0 à 95 % pour l’altitude de 3 000 m.

• Une diminution de la fréquence du phénotype [ST] passant de 85 % pour l’altitude 0 à 5 % pour l’altitude de 3 000 m

R-2 –

• Description de l’évolution de la proportion de l’allèle ST :

• Pour la population 1, on observe une augmentation progressive de la fréquence de l’allèle ST au fil des générations qui passe de 10 % au début de l’expérience jusqu’à 80 % à la 23éme génération.

• Pour la population 2, on observe une diminution progressive de la fréquence de l’allèle ST au fil des générations qui passe de 90 % au début de l’expérience jusqu’à 20 % à la 23éme génération.

• L’influence de la sélection naturelle sur la structure génétique de la population :

• Les basses températures du milieu exercent une sélection positive sur l’allèle (AR) au dépend de l’allèle ST contrairement aux températures élevées qui favorisent la sélection de l’allèle (ST) au dépend de l’allèle AR.

• Donc la variation de la température du milieu entraîne la variation des proportions des allèles dans la population. Ainsi, la variation de sa structure génétique