Spécialité SVT, Première • Fiche de révision à Montréal
Cette fiche accompagne les parties « Mutations et santé » et « Patrimoine génétique et santé » du programme de spécialité SVT de Première : maladies monogéniques autosomiques, arbre généalogique, risque et conseil génétiques, catalogue d'allèles, traitements et thérapie génique, maladies multifactorielles et épidémiologie.
Elle ne redit pas le cours. Elle dit ce qui fait perdre des points en devoir surveillé et à l'évaluation : lire un arbre sans conclure plus fort que lui, calculer un risque à partir de ce que l'on sait vraiment, classer un traitement, et critiquer une phrase sur « le gène de » une maladie. Chaque piège renvoie à l'exercice de la série où il se travaille.
Le fil du chapitre
Le génotype ne se voit pas : il se déduit du phénotype et de la famille. Un risque génétique est une probabilité calculée sur ce que l'on sait déjà, jamais une certitude, et il change dès qu'on apprend quelque chose.
Notions couvertes
Le tableau du chapitre
Une colonne par type de maladie ; chaque ligne est un critère que l'énoncé ou l'arbre permet de lire.
| Critère | Monogénique récessive autosomique | Monogénique dominante autosomique | Multifactorielle plusieurs gènes et le milieu |
|---|---|---|---|
| Gènes en cause | un seul gène ; il faut deux allèles mutés | un seul gène ; un allèle muté suffit | plusieurs gènes, pas tous connus |
| Qui est atteint | les homozygotes pour l'allèle muté ; les hétérozygotes sont porteurs sains | les hétérozygotes comme les homozygotes pour l'allèle muté | plus souvent, mais pas toujours, les porteurs d'allèles de susceptibilité exposés à un mode de vie à risque |
| Signature dans l'arbre | deux parents sains, un enfant atteint | chaque atteint a un parent atteint : arbre compatible, à confirmer | cas plus fréquents dans certaines familles, sans proportions simples |
| Risque pour un enfant | un sur quatre si les deux parents sont porteurs | un sur deux si un parent est hétérozygote atteint et l'autre sain | estimé par l'épidémiologie, jamais un sur quatre |
| Rôle du milieu | il module les effets : régime de la phénylcétonurie | il module les effets : alimentation et médicaments contre le cholestérol | aussi lourd que les gènes : la sédentarité double le risque de diabète |
| Exemples de la série | mucoviscidose, phénylcétonurie, bêta-thalassémie (exercices 2 à 7, 10) | hypercholestérolémie familiale (exercice 3) | diabète de type 2 (exercice 9) |
Le programme de Première se limite aux gènes autosomiques : la transmission liée au chromosome X n'est pas attendue.
Le risque d'un enfant est le PRODUIT des probabilités : père porteur, mère porteuse, et chacun transmet l'allèle muté.
Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Ses parents sont porteurs, donc il a une chance sur deux d'être porteur. »
Ce qu'il faut écrire
« Il n'est pas atteint : le cas est exclu. Il reste trois cas équiprobables, dont deux porteurs : . »
Pourquoi : est la probabilité pour un enfant QUELCONQUE du couple ; savoir qu'il est sain change l'ensemble des cas possibles (exercice 4 b).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Ils ont déjà eu un enfant atteint : les trois suivants seront sains. »
Ce qu'il faut écrire
« Chaque enfant a un risque de , quel que soit le nombre d'enfants déjà atteints. »
Pourquoi : Chaque conception est un tirage indépendant ; trois enfants sains de suite n'arrivent qu'avec la probabilité (exercices 4 e et 8 b).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« II-1 est sain, donc il est (A//A). »
Ce qu'il faut écrire
« II-1 est sain, donc il porte au moins un allèle A : il est (A//A) ou (A//a), l'arbre ne permet pas de trancher. »
Pourquoi : Un allèle récessif ne se voit pas chez un hétérozygote : seul un enfant atteint, ou un test, révèle un porteur (exercice 3 b).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« La maladie apparaît à chaque génération, donc l'allèle est dominant. »
Ce qu'il faut écrire
« L'arbre est compatible avec un allèle dominant. L'hypothèse récessive n'est pas exclue, mais elle exigerait que trois conjoints venus d'autres familles soient porteurs d'un allèle rare : elle est très improbable. »
Pourquoi : Un arbre compatible avec une hypothèse ne la démontre pas ; on teste les deux, et c'est la rareté de l'allèle qui tranche (exercice 3 c et e).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« La délétion décale le cadre de lecture : toute la fin de la protéine est changée. »
Ce qu'il faut écrire
« Trois nucléotides sont perdus, un multiple de trois : le cadre n'est pas décalé, la protéine perd un seul acide aminé, la phénylalanine 508. »
Pourquoi : Le code se lit par codons de trois nucléotides : seule une perte qui n'est pas un multiple de trois décale la lecture (exercice 6 a).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Après sa thérapie génique des bronches, il ne transmettra plus la mucoviscidose. »
Ce qu'il faut écrire
« La thérapie génique vise les cellules somatiques du tissu atteint ; ses cellules reproductrices gardent l'allèle muté, qu'il peut transmettre. »
Pourquoi : Seules les cellules qui reçoivent l'allèle fonctionnel sont modifiées, et ce ne sont pas les cellules reproductrices (exercices 1 e et 8 d).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Il porte l'allèle à risque : il deviendra diabétique. »
Ce qu'il faut écrire
« Cet allèle rend le diabète de type 2 plus probable sans le rendre certain : dans la cohorte, 82 % des personnes TT et sédentaires ne sont pas devenues diabétiques en dix ans. »
Pourquoi : Une maladie multifactorielle dépend de nombreux gènes et du mode de vie ; une association statistique n'est pas une détermination (exercices 8 e et 9 e).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« On a comparé 500 malades et 500 témoins : c'est une étude de cohorte. »
Ce qu'il faut écrire
« Une cohorte suit des personnes non malades au départ et calcule une incidence ; une étude cas-témoins part des malades et compare leurs expositions à celles de témoins. »
Pourquoi : Les deux méthodes de l'épidémiologie analytique ne mesurent pas la même chose : seule la cohorte donne une incidence et un risque relatif directs (exercices 1 g et 9 f).
Ce qu'il ne faut pas écrire
« Le document 3 montre qu'Inès a 5,2 % d'HbA2. »
Ce qu'il faut écrire
« Inès a 5,2 % d'HbA2, au-dessus du seuil de 3,5 % : elle est porteuse. Karim aussi : le risque pour l'enfant attendu est de . »
Pourquoi : Un relevé n'est pas une conclusion : on juge la mise en relation avec les connaissances et la réponse au problème posé (exercice 10).
On cherche d'abord les couples, puis les enfants atteints, et l'on teste les deux hypothèses.
Si deux parents sains ont un enfant atteint → allèle récessif, sauf mutation nouvelle, rare
Exemple : famille R. : I-1 et I-2 sains, leur fille II-2 atteinte (exercice 3)
Si chaque atteint a un parent atteint, et aucun couple sain n'a d'enfant atteint → compatible avec un allèle dominant ; compter les porteurs que l'hypothèse récessive exigerait
Exemple : famille D. : le récessif exige trois conjoints porteurs (exercice 3)
Si deux parents atteints ont un enfant sain → allèle dominant, parents hétérozygotes ; le récessif est exclu
Exemple : deux parents (m//m) ne pourraient transmettre que m
c'est le seul cas où l'arbre démontre la dominance à lui seul
Si des cas plus fréquents dans une famille, sans proportions simples → penser maladie multifactorielle, et passer à l'épidémiologie
Exemple : le diabète de type 2 (exercice 9)
Le gène est toujours supposé autosomique en Première. Si aucune branche ne s'applique, on écrit les deux hypothèses et ce que chacune impose aux individus sains.
Chaque parent reçoit une probabilité d'être porteur ; le risque est leur produit, multiplié par .
Si les deux parents sont porteurs (test, ou enfant déjà atteint) → par enfant
Exemple : Inès et Karim : (exercice 10)
Si un parent est le frère ou la sœur non atteint d'un atteint → pour lui
Exemple : Samuel : (exercice 4)
Si un conjoint sans antécédent, non testé → la fréquence des porteurs dans sa population
Exemple : Claire : pour la mucoviscidose
Si un parent hétérozygote atteint d'une maladie dominante, l'autre sain → par enfant
Exemple : famille D. : (exercice 3 d)
Une maladie multifactorielle n'entre dans aucune branche : son risque s'estime par une étude épidémiologique.
Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.
Quand l'utiliser : « Déterminez le génotype de ... en justifiant. »
Phrase de conclusion
« II-4 est saine, donc elle porte au moins un allèle A ; son fils III-2 est (a//a) et a reçu un allèle a de chacun de ses parents : II-4 est (A//a). »
Le piège : écrire directement (A//a) sans dire ce qui impose l'allèle a
Barème : en général 0,5 point par génotype justifié
Quand l'utiliser : « Calculez la probabilité que l'enfant attendu soit atteint. »
Phrase de conclusion
« : l'enfant attendu a un risque sur 204 d'être atteint, et 203 chances sur 204 de ne pas l'être. »
Le piège : oublier le facteur du conjoint non testé et répondre un sur six
Quand l'utiliser : Exercice 2 de l'évaluation : « Montrer que... », « Expliquer pourquoi... », à l'aide de documents.
Phrase de conclusion
« Je vois que Karim a 5,0 % d'HbA2 ; je sais qu'au-dessus de 3,5 % une personne est porteuse ; j'en déduis que Karim est porteur, malgré l'absence d'antécédent dans sa famille. »
Le piège : paraphraser le document sans le seuil ni la conclusion
Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.
Les cas d'une fratrie font 1
Sachant l'enfant non atteint, les probabilités « porteur » et « non porteur » doivent faire 1 : .
« Porteur à , non porteur à » ne fait que : le cas atteint n'a pas été retiré.
L'ordre de grandeur d'un risque
Avec un conjoint non testé, le risque doit rester bien plus petit que .
tient ; un résultat de sans test du conjoint signale qu'on a mis 1 à la place de .
Le génotype d'un atteint dans l'hypothèse dominante
Un atteint dont l'un des parents est sain est forcément hétérozygote.
II-2 de la famille D. : sa mère est (n//n), donc II-2 est (m//n) ; écrire (m//m) contredit l'arbre.
Le cadre de lecture
Diviser par trois le nombre de nucléotides perdus ou insérés.
Trois nucléotides : pas de décalage. Un ou deux : décalage, et tous les codons suivants changent.
Nora n'est pas atteinte ; sa sœur est atteinte de phénylcétonurie, maladie autosomique récessive, et leurs parents sont sains. Son conjoint Yanis n'a aucun antécédent familial ; dans sa population, environ une personne sur 63 est porteuse d'un allèle muté du gène PAH (valeur retenue pour l'exercice).
Calculez le risque que leur premier enfant soit atteint, puis ce que devient ce risque si un test ne trouve chez Yanis aucun des allèles mutés recherchés.
Étape 1
Les parents de Nora sont sains et ont une fille atteinte (a//a) : chacun lui a transmis a, ils sont tous deux (A//a).
Pourquoi
Le génotype des grands-parents est le point de départ de tout le calcul : on le justifie avant le moindre nombre.
Étape 2
Nora n'est pas atteinte : parmi les trois cas qui restent, deux sont porteurs, .
Pourquoi
C'est l'étape qui distingue la copie juste : oublierait que Nora est saine.
Étape 3
Yanis, non testé : .
Pourquoi
Sans arbre qui le concerne, la seule information est la fréquence des porteurs dans sa population ; on cite sa source.
Étape 4
Pourquoi
Trois conditions doivent être réunies, indépendantes : le risque est leur produit.
Étape 5
Test de Yanis négatif : le risque devient très faible, sans être nul, car le test ne recherche que les allèles mutés connus et fréquents.
Pourquoi
Un test remplace une probabilité par une information, mais une information limitée : on le dit plutôt que d'écrire « risque nul ».
Étape 6
Vérification : , et est bien plus faible que le risque de qu'on aurait si Yanis était porteur.
Pourquoi
Un ordre de grandeur rapide attrape le facteur oublié ou mis à 1 par erreur.
Conclusion rédigée
« Avant tout test, le premier enfant de Nora et Yanis a un risque d'environ un sur 378 d'être atteint de phénylcétonurie ; si le test de Yanis ne trouve aucun allèle muté recherché, ce risque devient très faible, sans être nul. »
L'erreur classique sur cet exercice : Écrire : Nora est traitée comme un enfant quelconque du couple, alors qu'on sait qu'elle n'est pas atteinte.
Cherchez un couple de parents sains qui a un enfant atteint : l'allèle muté est alors récessif, masqué chez les parents. Si chaque personne atteinte a un parent atteint, l'arbre est seulement compatible avec la dominance : vérifiez combien de porteurs l'hypothèse récessive exigerait. Deux parents atteints qui ont un enfant sain démontrent la dominance.
Ses parents sont porteurs, donc quatre combinaisons d'allèles sont équiprobables pour lui : non porteur, porteur de deux façons, ou atteint. On sait qu'il n'est pas atteint, donc ce cas est exclu. Il reste trois cas équiprobables, dont deux porteurs : deux chances sur trois, et non une sur deux.
Oui, il transmet l'allèle muté à la moitié de ses enfants en moyenne, mais un enfant n'est atteint d'une maladie récessive que s'il reçoit aussi un allèle muté de l'autre parent. Si le conjoint est porteur, le risque est d'un sur quatre à chaque naissance ; s'il ne l'est pas, les enfants peuvent être porteurs, pas atteints.
Une cohorte suit dans le temps des personnes non malades au départ, classées selon leurs expositions, et compte les nouveaux cas : elle calcule une incidence. Une étude cas-témoins part de malades et de non-malades comparables et compare leurs expositions passées : elle est plus rapide, mais ne donne pas directement d'incidence.
Non. Le diabète de type 2 dépend de nombreux gènes, pas tous connus, et du mode de vie. Certains allèles, comme un variant du gène TCF7L2, rendent la maladie plus probable sans la rendre certaine : la plupart de leurs porteurs ne deviennent pas diabétiques, et beaucoup de malades ne les portent pas. L'activité physique pèse autant que ces allèles.
© Ahmed Squalli Houssaini. Fiche publiée sur www.letuteurscientifique.ca/fiches/1svt-maladies-genetiques. Libre pour l'usage personnel et en classe ; sa republication ailleurs demande une autorisation écrite (mentions légales).
