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Sciences de la Vie et de la Terre · Prépa concours post-bac — ISPITS (paramédical)

La génétique des populations

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

La génétique des populations étudie la structure génétique des populations et son évolution.

  • Loi de Hardy-Weinberg : Dans une population idéale (infinie, panmictique, sans mutation, sans migration, sans sélection), les fréquences alléliques et génotypiques restent constantes.
  • Conditions d'équilibre : $p^2 + 2pq + q^2 = 1$ avec $p+q=1$.
  • Facteurs d'évolution : La mutation, la migration, la dérive génétique (effet de goulot, effet fondateur) et la sélection naturelle modifient les fréquences.

Méthodes à maîtriser

  1. Calculer les fréquences génotypiques : $f(AA) = \frac{N(AA)}{N_{total}}$.
  2. Calculer les fréquences alléliques : $p = f(A) = f(AA) + \frac{1}{2}f(Aa)$.
  3. Vérifier l'équilibre : Comparer les fréquences observées aux fréquences théoriques ($p^2, 2pq, q^2$) via un test statistique (à vérifier par le professeur).

Exemples corrigés

  • Exemple : Population avec 100 individus (50 AA, 40 Aa, 10 aa).
    • $f(AA)=0,5 ; f(Aa)=0,4 ; f(aa)=0,1$.
    • $p = 0,5 + 0,2 = 0,7$. $q = 0,1 + 0,2 = 0,3$.
    • Équilibre théorique : $p^2=0,49 ; 2pq=0,42 ; q^2=0,09$.

Erreurs fréquentes

  • Confondre fréquence allélique ($p, q$) et génotypique ($p^2, 2pq, q^2$).
  • Oublier de diviser par 2 la fréquence des hétérozygotes lors du calcul de $p$ ou $q$.
  • Croire que la sélection naturelle favorise toujours le phénotype dominant.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 La génétique des populations

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Quelle est la somme des fréquences génotypiques dans une population ?

❓ Questions fréquentes

Quelles sont les conditions pour qu'une population soit en équilibre de Hardy-Weinberg ?
  1. Population de taille infinie.
  2. Reproduction totalement aléatoire (panmixie).
  3. Absence de mutations.
  4. Absence de flux génique (pas de migration).
  5. Absence de sélection naturelle (tous les génotypes ont la même valeur sélective).

💡 À retenir : Ces conditions sont théoriques ; dans la nature, une population évolue presque toujours.

kifach n7seb p o q ila 3ndi ghir l-afrad li 3ndhom sifa recessive ?
  1. Si la population est en équilibre, la fréquence du phénotype récessif est égale à $q^2$.
  2. Calcule $q = \sqrt{f(aa)}$.
  3. Déduis $p = 1 - q$.

💡 À retenir : Cette méthode ne fonctionne que si l'on suppose l'équilibre de Hardy-Weinberg.

Est-ce que la dérive génétique augmente la diversité génétique ?

Non, la dérive génétique diminue la diversité génétique. Elle entraîne la fixation de certains allèles et la disparition d'autres par pur hasard, surtout dans les petites populations.

💡 À retenir : La dérive génétique réduit la variabilité au sein d'une population.

chno hiya l-far9 bin l-intiqaa tabi3i o l-in7iraf jini ?
  1. L'intiqaa tabi3i (sélection) : les individus les plus adaptés survivent et se reproduisent mieux. C'est orienté.
  2. L-in7iraf jini (dérive) : c'est un changement aléatoire des fréquences, sans rapport avec l'adaptation.

💡 À retenir : La sélection est adaptative, la dérive est aléatoire.

Comment calculer la valeur sélective (w) ?

La valeur sélective $w$ mesure la survie et la reproduction. Si un génotype a une survie de 80% par rapport au meilleur (100%), son $w = 0,8$.

💡 À retenir : $w$ varie de 0 (létal) à 1 (optimal).

wach l-moujtama3at l-kbira kat3rd l-in7iraf jini ?

Non, l'in7iraf jini (dérive) touche principalement les petites populations. Dans les grandes populations, les effets du hasard se compensent statistiquement.

💡 À retenir : Plus la population est petite, plus la dérive est forte.

Qu'est-ce que l'effet fondateur ?

C'est une forme de dérive génétique qui se produit lorsqu'un petit groupe d'individus quitte une population mère pour coloniser un nouveau milieu. Le patrimoine génétique du nouveau groupe est limité par rapport à la population d'origine.

💡 À retenir : L'effet fondateur réduit la diversité génétique initiale.

Est-ce que la mutation est toujours bénéfique ?

Non, la plupart des mutations sont neutres ou délétères. Cependant, elles sont la source primaire de toute nouvelle variation génétique.

💡 À retenir : La mutation crée la diversité, la sélection la trie.

kifach n3ref wach wahed l-moujtama3 f t-tawazon ?
  1. Calcule les fréquences alléliques $p$ et $q$ à partir des génotypes observés.
  2. Calcule les fréquences génotypiques théoriques ($p^2, 2pq, q^2$).
  3. Compare les valeurs observées et théoriques. Si elles sont très proches, la population est en équilibre.

💡 À retenir : On utilise souvent un test statistique pour confirmer l'équilibre.

La sélection naturelle peut-elle éliminer un allèle récessif délétère ?

Très difficilement. L'allèle récessif est "caché" chez les hétérozygotes qui ne présentent pas le phénotype délétère. La sélection ne peut agir que sur les homozygotes récessifs.

💡 À retenir : L'allèle récessif persiste longtemps dans la population.

Pourquoi la panmixie est-elle importante ?

La panmixie garantit que les allèles se combinent au hasard, ce qui permet de maintenir les fréquences génotypiques selon la loi de Hardy-Weinberg ($p^2, 2pq, q^2$).

💡 À retenir : Sans panmixie, les génotypes ne se répartissent pas selon $p^2, 2pq, q^2$.

La migration peut-elle introduire de nouveaux allèles ?

Oui, le flux génique (migration) peut introduire des allèles provenant d'autres populations, augmentant ainsi la diversité génétique locale.

💡 À retenir : La migration est un facteur qui modifie la structure génétique.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Dans une population de 500 individus, on étudie un gène à deux allèles A et a. On dénombre 320 individus de génotype AA, 160 de Aa et 20 de aa.

  1. Calculer les fréquences génotypiques.
  2. Calculer les fréquences alléliques $p$ et $q$.
  3. La population est-elle en équilibre de Hardy-Weinberg ?
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Exercice 2

Une population isolée de 50 individus présente une fréquence de l'allèle récessif $a$ de 0,1. Suite à une épidémie, seuls 5 individus survivent, tous de génotype AA. Quel est l'impact sur la structure génétique ?

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Exercice 3

Soit une population où la fréquence de l'allèle $A$ est $p=0,7$ et $a$ est $q=0,3$. La valeur sélective du génotype $aa$ est $w=0,5$, les autres sont à 1. Quelle sera la fréquence de $q$ à la génération suivante ?

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