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Prépa concours Médecine · Médecine, pharmacie & dentaire

Génétique des populations et génétique humaine

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 répartition des allèles dans une population.

  1. Loi de Hardy-Weinberg : Dans une population théorique idéale (infinie, panmixie, pas de mutation, pas de sélection, pas de migration), les fréquences alléliques ($p$ et $q$) et génotypiques ($p^2, 2pq, q^2$) restent constantes au fil des générations.
    • Fréquences alléliques : $p + q = 1$
    • Fréquences génotypiques : $p^2 + 2pq + q^2 = 1$
  2. Génétique humaine : Analyse des arbres généalogiques (pedigrees) pour déterminer le mode de transmission d'une maladie :
    • Autosomique dominant/récessif.
    • Lié au sexe (chromosome X).

Méthodes à maîtriser

  • Calcul des fréquences : Si $N$ est l'effectif total, $f(A) = \frac{2 \times n(AA) + n(Aa)}{2N}$.
  • Test d'équilibre : Comparer les fréquences génotypiques observées avec les fréquences théoriques ($p^2, 2pq, q^2$) calculées à partir des fréquences alléliques.
  • Analyse de pedigree :
    • Si deux parents sains ont un enfant malade : maladie récessive.
    • Si un parent malade a un enfant sain (pour une maladie rare) : maladie dominante.

Exemples corrigés

  • Exemple 1 : Population avec 100 individus (40 AA, 40 Aa, 20 aa).
    • $p = f(A) = \frac{2(40) + 40}{200} = 0,6$. $q = 1 - 0,6 = 0,4$.
    • Fréquences théoriques : $p^2 = 0,36$, $2pq = 0,48$, $q^2 = 0,16$.
  • Exemple 2 : Transmission liée à l'X. Si un père atteint transmet à toutes ses filles, le gène est porté par le chromosome X.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de multiplier par 2 l'effectif total pour calculer les fréquences alléliques.
  • Confondre "fréquence allélique" (p, q) et "fréquence génotypique" ($p^2, 2pq, q^2$).
  • Croire qu'une maladie dominante est forcément fréquente dans la population.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Génétique des populations et génétique humaine

1/4

Dans une population en équilibre, si $p=0,6$, quelle est la fréquence des homozygotes dominants ?

❓ Questions fréquentes

Est-ce que la loi de Hardy-Weinberg s'applique toujours dans la nature ?

Non, la loi de Hardy-Weinberg est un modèle théorique. Dans la nature, les conditions (population infinie, absence de sélection, panmixie) ne sont jamais totalement respectées. Il y a toujours des mutations, de la sélection naturelle ou des migrations qui font varier les fréquences alléliques.

💡 À retenir : C'est un outil de référence pour mesurer l'écart entre la réalité et l'équilibre théorique.

Kifach n7seb les fréquences alléliques ila kan 3ndi ghir les phénotypes récessifs ?
  1. Si le phénotype récessif est $aa$, sa fréquence est $q^2 = \frac{n(aa)}{N}$.
  2. Calcule $q = \sqrt{q^2}$.
  3. Déduis $p = 1 - q$.

💡 À retenir : On utilise toujours la fréquence du phénotype récessif comme point de départ.

Comment savoir si une maladie est liée au chromosome X ou autosomique ?
  1. Si seuls les hommes sont atteints, c'est souvent lié à l'X.
  2. Si un père atteint transmet la maladie à toutes ses filles, c'est lié à l'X dominant.
  3. Si une mère atteinte transmet à tous ses fils, c'est lié à l'X récessif.

💡 À retenir : L'analyse des transmissions père-fils et père-fille est décisive.

Chno hiya la différence bin la panmixie et la panmixie ? (Note : l'élève voulait dire panmixie vs autogamie)

La panmixie est un mode de reproduction où les croisements se font au hasard. L'autogamie est une autofécondation. La panmixie maintient l'équilibre de Hardy-Weinberg, alors que l'autogamie augmente la fréquence des homozygotes au fil des générations.

💡 À retenir : La panmixie favorise le brassage, l'autogamie favorise l'homozygotie.

Est-ce que les mutations changent beaucoup les fréquences alléliques ?

À court terme, les mutations ont un impact très faible sur les fréquences alléliques car elles sont rares. Cependant, sur de très longues périodes, elles sont la source primaire de la variabilité génétique.

💡 À retenir : La mutation crée l'allèle, mais la sélection naturelle le maintient ou l'élimine.

Kifach n3ref wach l'allèle est dominant ou récessif f'chi arbre généalogique ?
  1. Cherche un couple de parents sains qui a un enfant malade : c'est obligatoirement récessif.
  2. Si chaque individu malade a au moins un parent malade, c'est probablement dominant.

💡 À retenir : Le saut de génération est le signe classique de la récessivité.

Pourquoi on divise par 2N pour calculer p et q ?

Parce que chaque individu possède deux allèles pour un gène donné (diploïdie). Si tu as $N$ individus, tu as $2N$ allèles au total dans la population.

💡 À retenir : Le dénominateur est toujours le nombre total d'allèles.

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

Très difficilement. L'allèle récessif est "caché" chez les individus hétérozygotes sains. La sélection naturelle ne peut agir que sur les individus homozygotes récessifs.

💡 À retenir : L'allèle récessif persiste longtemps dans la population grâce aux porteurs sains.

Est-ce que la dérive génétique est plus forte dans les petites populations ?

Oui, absolument. Dans une petite population, le hasard du tirage des gamètes a un impact énorme sur les fréquences alléliques. Un allèle peut disparaître par simple hasard.

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

Si la fréquence d'un allèle est 0,1, quelle est la fréquence des hétérozygotes ?
  1. $p = 0,9$ et $q = 0,1$.
  2. La fréquence des hétérozygotes est $2pq$.
  3. $2 \times 0,9 \times 0,1 = 0,18$.

💡 À retenir : La fréquence des hétérozygotes est toujours $2pq$.

Est-ce que le mariage consanguin change les fréquences alléliques ?

Non, le mariage consanguin ne change pas les fréquences alléliques ($p$ et $q$ restent stables), mais il augmente la fréquence des homozygotes au détriment des hétérozygotes.

💡 À retenir : La consanguinité modifie la répartition génotypique, pas la réserve allélique.

Comment justifier qu'une population est en équilibre ?

Il faut calculer les fréquences alléliques $p$ et $q$ à partir des génotypes observés, puis calculer les fréquences génotypiques théoriques ($p^2, 2pq, q^2$) et vérifier si elles correspondent aux fréquences observées.

💡 À retenir : Si Observé = Théorique, alors la population est en équilibre.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Dans une population de 500 individus, on compte 20 individus de génotype $aa$ (phénotype récessif). La population est en équilibre de Hardy-Weinberg. 1) Calculez les fréquences alléliques $p$ et $q$. 2) Calculez le nombre attendu d'hétérozygotes.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Un arbre généalogique montre une maladie rare. Deux parents sains ont un enfant malade. L'un des grands-parents paternels est malade. Déterminez le mode de transmission.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Soit une population où la fréquence de l'allèle $A$ est $p=0,7$. La sélection naturelle élimine 50% des individus $aa$ à chaque génération. Calculez la nouvelle fréquence de $q$ après une génération.

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