Génétique mendélienne : comprendre les croisements et réussir les QCM du concours

La génétique mendélienne est l'un des chapitres les plus importants de la biologie au concours d'entrée en médecine et dentisterie (ARES). Elle figure systématiquement parmi les questions des épreuves, et sa compréhension est essentielle pour aborder des notions plus avancées comme la génétique moléculaire ou l'hérédité multifactorielle. Pourtant, de nombreux candidats la confondent avec la génétique moléculaire (ADN, ARN) et négligent les croisements et les calculs de probabilités.

Dans cet article, nous reprenons les notions fondamentales de la génétique mendélienne, nous présentons les lois de Mendel et leurs conditions d'application, nous détaillons la méthode des tableaux de Punnett et nous proposons trois QCM entièrement corrigés. Que vous visiez le concours médecine 2027, le concours dentisterie ou le concours vétérinaire, cette révision vous permettra d'aborder les questions de génétique avec méthode.

Gène et allèle

Un gène est une portion d'ADN qui code pour un caractère héréditaire (couleur des yeux, groupe sanguin, taille). Chaque gène peut exister sous différentes formes appelées allèles. Par exemple, le gène qui détermine la couleur des yeux possède un allèle « yeux bleus » et un allèle « yeux marrons ».

Les gènes sont situés à des positions précises sur les chromosomes, appelées locus. Chez les organismes diploïdes (comme l'humain), chaque gène est présent en deux exemplaires, un hérité de chaque parent. Ces deux exemplaires peuvent porter le même allèle ou des allèles différents.

Génotype et phénotype

Le génotype est la combinaison d'allèles qu'un individu possède pour un gène donné. Il s'écrit avec des lettres : un allèle dominant en majuscule, un allèle récessif en minuscule. Par exemple, $Aa$ désigne un individu portant un allèle dominant $A$ et un allèle récessif $a$.

Le phénotype est l'expression observable du génotype, c'est-à-dire le caractère que l'on peut voir ou mesurer (yeux marrons, groupe sanguin A). Le phénotype résulte de l'interaction entre le génotype et l'environnement.

La distinction est cruciale : deux individus peuvent avoir le même phénotype mais des génotypes différents. Un individu $AA$ et un individu $Aa$ ont tous deux le phénotype « dominant », mais leurs génotypes diffèrent.

Homozygote et hétérozygote

Un individu est homozygote pour un gène s'il possède deux allèles identiques : $AA$ (homozygote dominant) ou $aa$ (homozygote récessif). Il est hétérozygote s'il possède deux allèles différents : $Aa$.

Cette distinction est fondamentale pour les croisements. Un individu homozygote ne produit qu'un seul type de gamète (toujours le même allèle), tandis qu'un individu hétérozygote produit deux types de gamètes (l'allèle $A$ ou l'allèle $a$, en proportions égales).

Dominance et récessivité

Un allèle est dominant s'il s'exprime au phénotype même en présence d'un autre allèle. Un allèle est récessif s'il ne s'exprime que lorsqu'il est présent en double exemplaire (homozygote). Par convention, l'allèle dominant est noté en majuscule et le récessif en minuscule.

Ainsi, avec un allèle dominant $A$ et un récessif $a$ :

• Le génotype $AA$ donne le phénotype dominant
• Le génotype $Aa$ donne le phénotype dominant (l'allèle $A$ domine)
• Le génotype $aa$ donne le phénotype récessif

Le phénotype récessif ne s'exprime donc que chez les homozygotes $aa$. C'est pourquoi les caractères récessifs peuvent « sauter » une génération : un hétérozygote $Aa$ porte l'allèle récessif sans l'exprimer.

Les lois de Mendel et leurs conditions d'application

Gregor Mendel, moine et botaniste autrichien, a établi trois lois fondamentales de l'hérédité à partir de croisements de pois. Ces lois s'appliquent sous certaines conditions : gènes situés sur des chromosomes différents (non liés), allèles codominants ou à dominance simple, et absence de mutations.

Première loi — Uniformité de la première génération (F1)

Le croisement entre deux lignées pures (homozygotes) donne une descendance uniforme. Si on croise $AA \times aa$, tous les descendants F1 sont $Aa$ et ont le même phénotype (dominant).

Deuxième loi — Disjonction des allèles

Lors de la formation des gamètes, les deux allèles d'un gène se séparent : chaque gamète ne reçoit qu'un seul allèle. Un hétérozygote $Aa$ produit 50 % de gamètes $A$ et 50 % de gamètes $a$.

Troisième loi — Indépendance des gènes (ségrégation indépendante)

Les gènes situés sur des chromosomes différents se transmettent de manière indépendante. Cette loi ne s'applique pas aux gènes liés (situés sur le même chromosome), qui présentent une recombinaison par crossing-over.

Les croisements monohybrides

Un croisement monohybride suit un seul gène. Le croisement type est celui de F1 entre eux : $Aa \times Aa$. On obtient en F2 les proportions génotypiques $\frac{1}{4}AA : \frac{1}{2}Aa : \frac{1}{4}aa$, soit un rapport génotypique de 1:2:1.

Au niveau phénotypique, comme $AA$ et $Aa$ ont le même phénotype dominant, on obtient $\frac{3}{4}$ dominant et $\frac{1}{4}$ récessif, soit un rapport phénotypique de 3:1.

Ces proportions caractéristiques (1:2:1 en génotypique, 3:1 en phénotypique) sont à reconnaître dans les QCM : elles indiquent un croisement monohybride entre hétérozygotes avec dominance simple.

Les tableaux de Punnett

Le tableau de Punnett est l'outil visuel pour déterminer les combinaisons possibles d'allèles lors d'un croisement. On place les gamètes d'un parent en colonnes et ceux de l'autre en lignes, puis on remplit chaque case avec la combinaison correspondante.

Exemple pour le croisement $Aa \times Aa$ :

	A	a
A	AA	Aa
a	Aa	aa

On obtient : $\frac{1}{4}AA$, $\frac{1}{2}Aa$, $\frac{1}{4}aa$. Soit 25 % homozygotes dominants, 50 % hétérozygotes et 25 % homozygotes récessifs.

Les probabilités génétiques

Les calculs de probabilités reposent sur les règles de base des probabilités. Pour deux événements indépendants, la probabilité combinée est le produit des probabilités individuelles.

Par exemple, si deux parents hétérozygotes $Aa$ ont déjà un enfant de phénotype dominant, la probabilité que leur prochain enfant soit de phénotype récessif reste $\frac{1}{4}$ : chaque naissance est un événement indépendant. Le phénotype du premier enfant n'influence pas celui du second.

Pour un croisement dihybride (deux gènes indépendants), les probabilités se multiplient. Si on croise $AaBb \times AaBb$ avec dominance simple pour chaque gène, on obtient $\frac{3}{4} \times \frac{3}{4} = \frac{9}{16}$ de phénotype dominant pour les deux caractères, soit le rapport phénotypique classique de 9:3:3:1.

Les erreurs classiques au concours

1. Confondre génotype et phénotype

Un individu $Aa$ et un individu $AA$ ont le même phénotype mais des génotypes différents. Lisez attentivement la question : le QCM peut porter sur les proportions génotypiques (1:2:1) ou phénotypiques (3:1).

2. Oublier que chaque naissance est indépendante

La probabilité d'avoir un enfant de phénotype récessif ne change pas en fonction des enfants précédents. C'est la même erreur qu'au casino : le résultat précédent n'influence pas le suivant.

3. Appliquer la troisième loi de Mendel à des gènes liés

Si deux gènes sont sur le même chromosome, ils ne se transmettent pas indépendamment. Le rapport 9:3:3:1 ne s'applique pas. Pour réviser ces notions avancées, consultez notre fiche ADN et ARN.

4. Négliger les conditions d'application

Les lois de Mendel supposent une dominance simple, l'absence de létalité d'un génotype et l'indépendance des gènes. Si l'énoncé mentionne une codominance ou une létalité, les proportions changent.

Trois QCM corrigés

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre dominance et codominance ?

En dominance, l'allèle dominant masque complètement l'allèle récessif au phénotype ($Aa$ ressemble à $AA$). En codominance, les deux allèles s'expriment simultanément (comme les groupes sanguins AB, où les antigènes A et B sont tous deux présents). Les proportions en F2 diffèrent selon le mode d'hérédité.

Comment reconnaître un croisement monohybride au concours ?

Un croisement monohybride ne suit qu'un seul gène. Les proportions caractéristiques sont 1:2:1 en génotypique et 3:1 en phénotypique (avec dominance simple). Si l'énoncé mentionne un seul caractère, c'est un croisement monohybride.

Les lois de Mendel s'appliquent-elles toujours ?

Non, elles ont des conditions d'application : gènes indépendants (non liés), dominance simple, absence de létalité. En cas de codominance, de gènes liés ou de létalité d'un génotype, les proportions diffèrent. Lisez attentivement l'énoncé pour identifier le mode d'hérédité.

Comment calculer la probabilité d'un génotype combiné ?

Pour des gènes indépendants, on multiplie les probabilités de chaque gène. Par exemple, pour $AaBb \times AaBb$, la probabilité d'obtenir $AABB$ est $\frac{1}{4} \times \frac{1}{4} = \frac{1}{16}$. Cette règle de multiplication ne vaut que pour des gènes indépendants.

La génétique mendélienne est-elle importante pour le concours dentisterie ?

Oui. Le concours dentisterie partage la même épreuve de biologie que le concours médecine 2027. La génétique mendélienne y est évaluée de la même manière. Une préparation concours ARES complète couvre ces notions pour les deux concours.

Conclusion : maîtrisez les croisements pour sécuriser vos points

La génétique mendélienne n'est pas difficile si l'on maîtrise les définitions de base (gène, allèle, génotype, phénotype) et les lois de Mendel. La clé est la rigueur : identifiez le mode d'hérédité (dominance, codominance), vérifiez l'indépendance des gènes et utilisez le tableau de Punnett pour visualiser les combinaisons. Avec un peu d'entraînement, les QCM de génétique deviennent des points facilement sécurisables au concours.

Pour approfondir ces notions, consultez nos ressources :

• La fiche Génétique mendélienne pour le cours complet et les méthodes
• La fiche ADN et ARN pour la génétique moléculaire
• La fiche Division cellulaire pour la mitose et la méiose
• La fiche La cellule pour les bases de la biologie cellulaire