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Sciences de la Vie et de la Terre · Prépa concours post-bac — IAV & ENA Meknès

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 variation des fréquences alléliques et génotypiques au sein d'une population.

  • Loi de Hardy-Weinberg : Dans une population théorique idéale (infinie, panmictique, sans mutation, sans migration, sans sélection), les fréquences restent stables :
    • Fréquences alléliques : $p + q = 1$
    • Fréquences génotypiques : $p^2 + 2pq + q^2 = 1$
  • Facteurs d'évolution : La réalité s'écarte de cet équilibre à cause de :
    1. La mutation (source de nouveaux allèles).
    2. La migration (flux génique).
    3. La dérive génétique (fluctuation aléatoire, surtout dans les petites populations).
    4. La sélection naturelle (avantage reproductif de certains phénotypes).

Méthodes à maîtriser

  • Calculer les fréquences génotypiques à partir des effectifs : $f(AA) = \frac{N_{AA}}{N_{total}}$.
  • Calculer les fréquences alléliques : $p = f(A) = f(AA) + \frac{1}{2}f(Aa)$.
  • Vérifier l'équilibre : comparer les fréquences observées aux fréquences théoriques ($p^2, 2pq, q^2$).

Exemples corrigés

Soit une population de 100 individus : 64 AA, 32 Aa, 4 aa.

  1. $f(AA) = 0,64$ ; $f(Aa) = 0,32$ ; $f(aa) = 0,04$.
  2. $p = 0,64 + 0,16 = 0,8$ ; $q = 0,04 + 0,16 = 0,2$.
  3. Vérification : $p^2 = 0,64$, $2pq = 0,32$, $q^2 = 0,04$. La population est en équilibre.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de diviser par 2 la fréquence des hétérozygotes lors du calcul de $p$ ou $q$.
  • Confondre effectif et fréquence.
  • Croire que l'équilibre de Hardy-Weinberg s'applique toujours dans la nature.

🌉 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 condition est nécessaire pour l'équilibre de Hardy-Weinberg ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre la dérive génétique et la sélection naturelle ?
  1. La dérive génétique est un phénomène aléatoire (le hasard) qui réduit la diversité génétique, surtout dans les petites populations.
  2. La sélection naturelle est un phénomène dirigé : les individus les mieux adaptés à leur milieu survivent et se reproduisent davantage, augmentant la fréquence des allèles favorables.

💡 À retenir : La dérive est due au hasard, la sélection est due à l'avantage adaptatif.

Kifach n7seb l'frequence dial l'allèle récessif ila 3andi ghir l'effectif dial les individus li 3andhom le phénotype récessif ?
  1. Si la population est en équilibre, la fréquence du phénotype récessif est égale à $q^2$.
  2. Calcule $q^2 = \frac{N_{aa}}{N_{total}}$.
  3. Fais la racine carrée : $q = \sqrt{q^2}$.

💡 À retenir : $q = \sqrt{f(aa)}$ est la formule magique pour trouver la fréquence de l'allèle récessif.

Est-ce que la mutation change beaucoup les fréquences alléliques ?

Non, la mutation est un processus très lent. Elle est indispensable pour créer de la variabilité génétique sur le long terme, mais elle ne modifie pas les fréquences alléliques de manière significative d'une génération à l'autre.

💡 À retenir : La mutation est la source, mais pas le moteur principal des changements rapides.

Chno hiya l'panmixie ?

C'est le fait que les individus d'une population se croisent au hasard. Aucun critère de choix (taille, couleur, etc.) n'influence le choix du partenaire. C'est une condition nécessaire pour l'équilibre de Hardy-Weinberg.

💡 À retenir : Panmixie = accouplement aléatoire.

Pourquoi la dérive génétique est plus forte dans les petites populations ?

Dans une petite population, le tirage au sort des gamètes est moins représentatif. Si un individu meurt par accident avant de se reproduire, cela peut éliminer un allèle rare de toute la population.

💡 À retenir : Plus la population est petite, plus le hasard a un impact fort.

Kifach n3ref wach la population f tوازن (équilibre) ?
  1. Calcule les fréquences alléliques $p$ et $q$ à partir des génotypes observés.
  2. Calcule les fréquences génotypiques théoriques attendues : $p^2$, $2pq$ et $q^2$.
  3. Compare ces valeurs aux fréquences observées. Si elles sont égales, la population est en équilibre.

💡 À retenir : Compare les fréquences observées aux fréquences calculées par $p^2, 2pq, q^2$.

Est-ce que la migration peut introduire des allèles ?

Oui, c'est le flux génique. Si des individus d'une autre population arrivent, ils apportent leurs allèles, ce qui modifie immédiatement les fréquences alléliques de la population réceptrice.

💡 À retenir : La migration = apport ou perte d'allèles.

Si p=0,7, combien vaut q ?

Comme $p + q = 1$, alors $q = 1 - p$. Donc $q = 1 - 0,7 = 0,3$.

💡 À retenir : La somme des fréquences alléliques est toujours égale à 1.

La sélection naturelle favorise-t-elle toujours l'allèle dominant ?

Non, pas forcément. La sélection favorise l'allèle qui donne un avantage reproductif dans un milieu donné. Parfois, c'est l'allèle récessif qui est avantageux.

💡 À retenir : La sélection favorise l'avantage, pas la dominance.

Est-ce que l'équilibre de Hardy-Weinberg est possible dans la nature ?

C'est un modèle théorique idéal. Dans la nature, il y a toujours des mutations, de la sélection ou de la dérive. Cependant, il sert de référence pour mesurer l'évolution.

💡 À retenir : C'est une "norme" pour détecter l'évolution.

Est-ce que la consanguinité change les fréquences alléliques ?

La consanguinité augmente la fréquence des homozygotes au détriment des hétérozygotes, mais elle ne change pas les fréquences alléliques ($p$ et $q$ restent stables).

💡 À retenir : La consanguinité modifie les génotypes, pas les allèles.

Qu'est-ce que l'effet fondateur ?

C'est un cas particulier de dérive génétique : une petite partie de la population quitte le groupe principal pour coloniser un nouveau milieu. Leurs allèles ne sont pas forcément représentatifs de la population d'origine.

💡 À retenir : Effet fondateur = échantillon non représentatif au départ.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Dans une population, les fréquences alléliques sont $p(A) = 0,7$ et $q(a) = 0,3$. Si la sélection naturelle élimine tous les individus de génotype aa, quelles seront les nouvelles fréquences alléliques à la génération suivante ?

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Exercice 2

Une population de 500 fleurs présente 200 fleurs blanches (récessives, génotype aa) et 300 fleurs rouges (génotypes AA et Aa). Sachant que la population est en équilibre de Hardy-Weinberg, calculez les fréquences alléliques $p$ et $q$.

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Exercice 3

Expliquez comment la dérive génétique peut mener à la fixation d'un allèle.

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