Comment estimer l’évolution des fréquences alléliques au fil des générations ?

Problème :  Comment estimer l’évolution des fréquences alléliques au fil des générations ?[pic 1][pic 2][pic 3]

Au cours de l’évolution, la composition génétique des populations d’une espèce change de génération en génération. En 1908, Godfrey Harold Hardy et Wilhelm Weinberg travaillent sur l’évolution des fréquences alléliques dans une population théorique.

Activité 2 : Étude de l’évolution génétique des populations  

A l’aide des documents proposés, montrer comment estimer les fréquences alléliques au cours des générations par la méthode de de Hardy-Weinberg.

Pour cela :

1) Doc. 1 Calculer les fréquences des allèles A et a dans la population des loups de Yellowstone. 

2) Doc. 2 et Doc. 3  Montrer comment il est possible de prédire les fréquences à la génération suivante. 

3) Doc. 1 et Doc. 3 Calculer les fréquences attendues des génotypes selon les hypothèses du modèle de Hardy-Weinberg. 

4) Doc. 3 et Doc. 4 Expliquer ainsi pourquoi on parle d’équilibre pour la structure génétique (ou fréquence des génotypes) d’une population dans le modèle de Hardy-Weinberg. 

5) Doc. 1, Doc. 4 et Doc. 6 Proposer une explication à l’écart constaté entre les fréquences observées et les fréquences attendues des génotypes. 

Problème :  Comment estimer l’évolution des fréquences alléliques au fil des générations ?

Au cours de l’évolution, la composition génétique des populations d’une espèce change de génération en génération. En 1908, Godfrey Harold Hardy et Wilhelm Weinberg travaillent sur l’évolution des fréquences alléliques dans une population théorique.

Activité 2 : Étude de l’évolution génétique des populations  

A l’aide des documents proposés, montrer comment estimer les fréquences alléliques au cours des générations par la méthode de de Hardy-Weinberg.

Pour cela :

1) Doc. 1 Calculer les fréquences des allèles A et a dans la population des loups de Yellowstone. 

2) Doc. 2 et Doc. 3  Montrer comment il est possible de prédire les fréquences à la génération suivante. 

3) Doc. 1 et Doc. 3 Calculer les fréquences attendues des génotypes selon les hypothèses du modèle de Hardy-Weinberg. 

4) Doc. 3 et Doc. 4  Expliquer ainsi pourquoi on parle d’équilibre pour la structure génétique (ou fréquence des génotypes) d’une population dans le modèle de Hardy-Weinberg. 

5) Doc. 1, Doc. 4 et Doc. 6 Proposer une explication à l’écart constaté entre les fréquences observées et les fréquences attendues des génotypes.

Doc. 1 Génétique de la population de loups de Yellowstone[pic 4]

La population de loups du parc de Yellowstone présente deux couleurs de fourrure : noire ou grise. La couleur de la fourrure est contrôlée par un gène qui existe sous deux allèles : A et a. A est dominant sur a.
Des chercheurs ont déterminé le génotype des loups observés dans le parc de Yellowstone durant plusieurs années. La fréquence de l’allèle a se note q. La fréquence p de l’allèle A se calcule suivant la formule :
p=nombre d’alleles A​/population totale
p=nombre de (A//A)+1/2 ​nombre de (A//a)​ / population totale

► Fréquences génotypiques des loups de Yellowstone.

Doc. 2 Transmission mendélienne des allèles

[pic 5]

Pour chaque gène, un individu possède un allèle transmis par son père et un allèle transmis par sa mère. La transmission des allèles est aléatoire, comme l’a décrit Gregor Mendel.

Doc. 3 Modèle de Hardy-Weinberg

[pic 6]

► Diversité génotypique d’une population de loups. 
Le modèle de Hardy-Weinberg permet d’estimer les fréquences alléliques et génotypiques des générations futures pour un gène à deux allèles dans une population.
Dans cette population, l’allèle A a une fréquence p et l’allèle a a une fréquence 
q=1−p. Ce modèle s’appuie sur un ensemble d’hypothèses :
❯ une grande population ;
❯ la panmixie (reproduction aléatoire des individus) ; 
❯ l’absence de migration, de sélection naturelle et de dérive génétique.
D’après la loi des grands nombres, on admet que la probabilité pour un parent de transmettre un allèle correspond à sa fréquence dans la population (p pour l’allèle A et q pour l’allèle a).
Le tableau ci-dessous donne les probabilités des génotypes à la génération 1 (fond blanc), en connaissant les génotypes des gamètes de la génération 0 (fond jaune). 

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