Pour mettre en évidence les rôles de la méiose et de la fécondation dans la transmission des caractères héréditaires et la diversité génétique, on propose les données suivantes :

Donnée 1 : Les Allomyces sont des champignons, de formule chromosomique 2n=16, qui jouent un rôle dans la fertilité du sol. Dans les conditions défavorables, le thalle (I) produit des structures (A) qui libèrent des cellules flagellées (a). Ces cellules germent pour former des thalles (II). Le thalle (II) produit des structures (B₁) et (B₂) qui libèrent respectivement, par mitoses, des cellules flagellées (b₁) et (b₂). L'union des deux cellules (b₁) et (b₂) donne une cellule (c) qui forme, suite à une série de mitose, le thalle (I). Le document 1 représente le cycle de développement d'un Allomyces.

Image: Document 1

Document 1

1. À partir des données précédentes, déterminez en justifiant votre réponse, le rôle et la formule chromosomique des deux thalles I et II. (1 pt)

2. Réalisez le cycle chromosomique de ce champignon et déduisez son type. (1 pt)

Donnée 2 : La fève (Vicia faba) est une plante d'une valeur économique importante. Parmi les caractères héréditaires étudiés chez cette plante : la taille de la plante et la couleur des feuilles. Des croisements ont été réalisés entre des plantes de fève de différents phénotypes :

• Plantes (PL₁) de grande taille et à feuilles vert foncé.
• Plantes (PL₂) de grande taille et à feuilles vert clair.
• Plantes (PL₃) de petite taille et à feuilles vert foncé.
• Plantes (PL₄) de petite taille et à feuilles vert clair.

Premier croisement (PL₁ × PL₁) : Ce croisement a donné des plantes de différents phénotypes, parmi elles des plantes de petite taille et à feuilles vert clair.

3. Déterminez en justifiant votre réponse, la relation de dominance entre les allèles de chaque gène. (1 pt)

Deuxième croisement (PL₂ × PL₃), ce croisement a donné :

• 25% des plantes de grande taille et à feuilles vert clair.
• 25% des plantes de petite taille et à feuilles vert foncé.
• 25% des plantes de grande taille et à feuilles vert foncé.
• 25% des plantes de petite taille et à feuilles vert clair.

Troisième croisement (PL₁ × PL₄), ce croisement a donné :

• 49% des plantes de grande taille et à feuilles vert clair.
• 49% des plantes de petite taille et à feuilles vert foncé.
• 1% des plantes de grande taille et à feuilles vert foncé.
• 1% des plantes de petite taille et à feuilles vert clair.

4. À partir des données du deuxième et du troisième croisement :

• a. Déterminez en justifiant votre réponse, le génotype de chacune des plantes (PL₁), (PL₂) et (PL₃). (1 pt)
  Utilisez les symboles : (G) et (g) pour les allèles du gène responsable de la taille des plantes. (F) et (f) pour les allèles du gène responsable de la couleur des feuilles.
• b. À l'aide d'un échiquier de croisement, réalisez l'interprétation chromosomique des résultats du deuxième croisement. (1 pt)

La fève (Vicia faba) est une plante appréciée pour ses graines riches en protéines et en fibres.

Image: Document 1

Document 1

Pour montrer l'intérêt de la sélection artificielle dans l'amélioration de la productivité de cette plante, on propose les données suivantes :

Donnée 1 : L'étude de la distribution du Nombre de Gousses par Plant (NGP), chez deux populations statistiques de fève (P₁) et (P₂), a donné les résultats présentés par le tableau du document 2.

Document 2

1. Déterminez en justifiant votre réponse, le type de la variation étudiée. (0,5 pt)

2. Calculez la moyenne arithmétique, l'écart type et l'intervalle de confiance [X̄ - σ ; X̄ + σ] de la distribution du NGP chez la population (P₁), en utilisant un tableau d'application de calcul des paramètres statistiques. (1,75 pts)

On donne : σ = √[Σfᵢ(xᵢ - x̄)² / n] et x̄ = Σ(fᵢxᵢ) / n

La drépanocytose et le paludisme sont deux maladies qui influent sur la structure génétique de certaines populations humaines. Afin de comprendre la relation entre ces maladies et la variation de la structure génétique des populations, on propose les données suivantes :

Donnée 1 : La drépanocytose est une maladie fréquente en Afrique, elle est liée à la présence d'une chaîne β globine anormale de l'hémoglobine des globules rouges. Le gène qui contrôle la chaîne β est porté par le chromosome 11 chez l'Homme. Ce gène se présente sous deux formes alléliques : l'allèle (HbA) qui contrôle la synthèse de la chaîne β globine normale et l'allèle (HbS) qui contrôle la synthèse de la chaîne β globine anormale. Le document 1 présente une partie de la séquence nucléotidique de chacun des deux allèles.

Image: Document 1 - Séquences

Document 1

1. À partir des données du document 1, comparez les deux allèles HbA et HbS, puis déduisez l'origine du phénotype atteint chez l'Homme. (0,75 pt)

La drépanocytose réduit fortement l'espérance de vie chez les individus homozygotes (HbS//HbS), en raison des complications chroniques (anémie, atteinte d'organes, …). D'après un rapport de l'organisation mondiale de la santé (OMS), la fréquence de l'allèle HbS a été estimée chez des populations de différentes régions de l'Afrique. Les résultats sont présentés dans le document 2.

Population	Afrique du sud	Afrique équatoriale	Afrique du nord
Fréquence de l'allèle HbS	Moins de 0,1	Environ 0,63	de 0,1 à 0,14

Document 2

2. Comparez les fréquences de l'allèle (HbS) des trois populations, puis déduisez à propos de la répartition de la drépanocytose en Afrique. (0,5 pt)

Donnée 2 : Le paludisme (fièvre des marais) est une infection mortelle causée par « Plasmodium falciparum », un parasite très répandu en Afrique équatoriale. Une étude, menée dans une population de l'Afrique équatoriale, a estimé le taux d'infection par ce parasite, chez 5000 enfants, en fonction du génotype des individus pour le gène β globine. Le tableau du document 3 présente les résultats de cette étude.

Génotype	HbA//HbA	HbA//HbS	HbS//HbS
Nombre d'enfants	3 200	1 700	100
Taux d'infection (%)	15	5	2

Document 3

3. En vous référant à la loi de Hardy-Weinberg, calculez l'effectif théorique de chaque génotype dans cette population, puis vérifiez son état d'équilibre. (1,75 pts)
N.B : La population est considérée en équilibre lorsque les différences entre les effectifs théoriques et les effectifs observés ne sont pas significatives (très faibles).

4. En vous basant sur les résultats de cette étude, déterminez la relation entre le génotype des individus et le taux d'infection par le paludisme. (0,5 pt)

5. En vous basant sur les données précédentes, montrez l'effet de la mutation et de la sélection naturelle exercé par la drépanocytose et le paludisme sur la structure génétique des populations de l'Afrique. (1,5 pts)