Lycée · 1ʳᵉ · Spécialité SVT
Diversification génétique et évolution
Mutations, brassages et sélection naturelle — mécanismes à l'origine de la diversité du vivant (programme de 1ère Spécialité SVT)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 37 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
Qu'est-ce qu'une mutation ?
- A. Une recombinaison d'allèles lors de la méiose
- B. Une modification de la séquence d'ADN
- C. Le transfert d'un chromosome d'un parent à l'autre
- D. La fusion de deux gamètes
Réponse
B. Une modification de la séquence d'ADN — Une mutation est une modification héréditaire de la séquence nucléotidique de l'ADN.
Lequel des facteurs suivants est une source de NOUVEAUX allèles ?
- A. L'enjambement
- B. La fécondation
- C. La mutation
- D. La dérive génétique
Réponse
C. La mutation — Seules les mutations créent de nouveaux allèles ; les autres mécanismes réorganisent des allèles existants.
Le brassage intrachromosomique correspond à :
- A. La ségrégation indépendante des chromosomes
- B. L'enjambement entre chromatides de chromosomes homologues
- C. La fusion des gamètes
- D. La dérive des fréquences alléliques
Réponse
B. L'enjambement entre chromatides de chromosomes homologues — Le brassage intrachromosomique résulte de l'enjambement (crossing-over) en prophase I de la méiose.
Chez l'Homme (2n = 46, n = 23), combien de combinaisons chromosomiques le brassage interchromosomique peut-il produire ?
- A. 23
- B. 46
- C. 2^23 ≈ 8 millions
- D. 23^2 = 529
Réponse
C. 2^23 ≈ 8 millions — La formule est 2^n = 2^23 ≈ 8,4 millions de combinaisons différentes.
Une mutation qui n'entraîne pas de changement d'acide aminé est dite :
- A. Délétère
- B. Avantageuse
- C. Synonyme
- D. Frameshift
Réponse
C. Synonyme — Une mutation synonyme (silencieuse) ne modifie pas la protéine car le code génétique est dégénéré.
Dans quelle phase de la méiose se produit l'enjambement ?
- A. Prophase I
- B. Métaphase I
- C. Anaphase II
- D. Télophase I
Réponse
A. Prophase I — L'enjambement se produit en prophase I, lors de l'appariement des chromosomes homologues (bivalents).
La dérive génétique est :
- A. Orientée par l'environnement
- B. Aléatoire et non orientée
- C. Toujours favorable
- D. Uniquement due aux mutations
Réponse
B. Aléatoire et non orientée — La dérive génétique est un phénomène aléatoire, indépendant de la valeur sélective des allèles.
La sélection naturelle agit directement sur :
- A. Les génotypes
- B. Les allèles
- C. Les phénotypes
- D. Les mutations
Réponse
C. Les phénotypes — La sélection naturelle agit sur les phénotypes : elle favorise les individus dont le phénotype est le mieux adapté à l'environnement.
Qu'est-ce que la valeur sélective (fitness) ?
- A. La taille d'un organisme
- B. Sa capacité à survivre et se reproduire
- C. La fréquence de ses mutations
- D. Son nombre de chromosomes
Réponse
B. Sa capacité à survivre et se reproduire — La valeur sélective mesure le succès reproductif d'un individu dans son environnement.
Un allèle qui diminue la survie de son porteur est dit :
- A. Neutre
- B. Avantageux
- C. Délétère
- D. Dominant
Réponse
C. Délétère — Un allèle délétère réduit la valeur sélective de son porteur et tend à être éliminé par sélection purificatrice.
L'effet fondateur est une forme de :
- A. Sélection naturelle
- B. Mutation
- C. Dérive génétique
- D. Enjambement
Réponse
C. Dérive génétique — L'effet fondateur est une dérive génétique intense qui se produit quand une petite population colonise un nouveau territoire.
La reproduction sexuée génère plus de diversité génétique que la reproduction asexuée car :
- A. Elle produit plus de mutations
- B. Elle met en jeu méiose et fécondation aléatoire
- C. Elle utilise plus d'énergie
- D. Elle est plus rapide
Réponse
B. Elle met en jeu méiose et fécondation aléatoire — La reproduction sexuée cumule mutations, brassages méiotiques et fécondation aléatoire, créant une diversité bien supérieure à la reproduction asexuée.
Niveau moyen — 12 questions
Deux gènes situés sur des chromosomes différents ségrègent de façon indépendante lors de la méiose. Ce phénomène correspond à :
- A. Le brassage intrachromosomique
- B. Le brassage interchromosomique
- C. La mutation
- D. La fécondation
Réponse
B. Le brassage interchromosomique — La ségrégation indépendante des chromosomes homologues en métaphase I est à l'origine du brassage interchromosomique.
Deux gènes A et B sont situés sur le même chromosome avec les allèles A1-B1 couplés. Après enjambement entre ces gènes, quels gamètes recombinés peut-on obtenir ?
- A. A1B1 et A2B2
- B. A1B2 et A2B1
- C. A1A2 et B1B2
- D. Aucun gamète recombiné n'est possible
Réponse
B. A1B2 et A2B1 — L'enjambement entre deux gènes liés produit des gamètes recombinés A1B2 et A2B1, différents des gamètes parentaux A1B1 et A2B2.
Dans quelle situation la dérive génétique a-t-elle le plus d'impact ?
- A. Grande population, allèles neutres
- B. Petite population, allèles neutres
- C. Grande population, allèles avantageux
- D. Petite population, allèles très avantageux
Réponse
B. Petite population, allèles neutres — La dérive génétique est maximale dans les petites populations avec des allèles neutres (pas de sélection qui oriente l'évolution).
La résistance aux antibiotiques chez les bactéries illustre principalement :
- A. La dérive génétique
- B. Le brassage méiotique
- C. La sélection naturelle directionnelle
- D. La mutation neutre
Réponse
C. La sélection naturelle directionnelle — La résistance aux antibiotiques est un exemple de sélection naturelle directionnelle : l'antibiothérapie favorise les bactéries résistantes.
L'horloge moléculaire repose sur :
- A. L'accumulation de mutations avantageuses
- B. L'accumulation de mutations délétères
- C. L'accumulation de mutations neutres à taux constant
- D. Les brassages méiotiques
Réponse
C. L'accumulation de mutations neutres à taux constant — L'horloge moléculaire suppose que les mutations neutres s'accumulent à un taux relativement constant, permettant de dater les divergences évolutives.
La drépanocytose est due à une substitution dans le gène HBB. À l'état hétérozygote, cet allèle est avantageux dans les zones impaludées. Quel type de sélection s'exerce ici ?
- A. Sélection directionnelle
- B. Sélection stabilisatrice
- C. Sélection diversifiante
- D. Sélection équilibrante
Réponse
D. Sélection équilibrante — La sélection équilibrante maintient les deux allèles dans la population car chacun peut être avantageux selon le contexte (hétérozygote vs homozygote en zone impaludée ou non).
Un allèle neutre dans un environnement donné peut devenir avantageux si :
- A. Il mute à nouveau
- B. L'environnement change
- C. La population augmente
- D. La méiose s'arrête
Réponse
B. L'environnement change — La valeur sélective d'un allèle est relative à l'environnement. Si l'environnement change, un allèle auparavant neutre peut devenir avantageux ou délétère.
Combien de gamètes génétiquement différents une cellule mère peut-elle produire lors d'un seul épisode de méiose (hors enjambement) pour n = 3 ?
- A. 2
- B. 4
- C. 8
- D. 6
Réponse
C. 8 — Pour n = 3, le brassage interchromosomique produit 2^3 = 8 types de gamètes différents.
Quel est l'effet de la sélection naturelle purificatrice sur la fréquence des allèles délétères ?
- A. Elle les fixe dans la population
- B. Elle augmente leur fréquence
- C. Elle les élimine progressivement
- D. Elle n'a aucun effet
Réponse
C. Elle les élimine progressivement — La sélection purificatrice élimine progressivement les allèles délétères car les individus porteurs se reproduisent moins.
La diversité génétique d'une population après un goulot d'étranglement est :
- A. Augmentée
- B. Réduite
- C. Identique
- D. Doublée
Réponse
B. Réduite — Un goulot d'étranglement (forte réduction de l'effectif) réduit la diversité génétique par dérive génétique intense.
Quel mécanisme permet à des allèles situés sur le même chromosome d'être séparés et combinés différemment dans les gamètes ?
- A. La ségrégation indépendante
- B. La dérive génétique
- C. L'enjambement
- D. La fécondation
Réponse
C. L'enjambement — L'enjambement (crossing-over) en prophase I permet la recombinaison des allèles liés sur le même chromosome.
En génétique des populations, la 'fixation' d'un allèle signifie que sa fréquence atteint :
- A. 0,5
- B. 0
- C. 1
- D. 0,1
Réponse
C. 1 — Un allèle est fixé quand sa fréquence atteint 1 (100 % des individus de la population le portent) ; l'autre allèle est perdu.
Niveau difficile — 13 questions
Une population de 10 individus diploïdes contient un allèle A1 en fréquence 0,5. Quel est le nombre de copies de cet allèle dans la population ?
- A. 5
- B. 10
- C. 1
- D. 0,5
Réponse
B. 10 — Une population de 10 individus diploïdes contient 2 × 10 = 20 allèles au total. Si la fréquence de A1 est 0,5, il y a 0,5 × 20 = 10 copies de A1.
Deux gènes sont séparés par 50 unités de carte génétique (cM). Quelle est la fréquence des gamètes recombinés ?
- A. 50 %
- B. 25 %
- C. 0 %
- D. 100 %
Réponse
A. 50 % — 1 centimorgan = 1 % de recombinaison. À 50 cM, la fréquence de recombinaison est de 50 %, soit 50 % de gamètes recombinés.
Quel phénomène peut permettre à un allèle légèrement délétère de se fixer dans une population ?
- A. La sélection naturelle purificatrice
- B. La dérive génétique dans une petite population
- C. L'enjambement
- D. La fécondation
Réponse
B. La dérive génétique dans une petite population — Dans une petite population, la dérive génétique peut faire augmenter la fréquence d'un allèle délétère jusqu'à sa fixation, malgré la sélection purificatrice.
Un organisme haploïde se reproduit asexuellement. Quelle est la seule source de variation génétique dans sa descendance ?
- A. Le brassage interchromosomique
- B. L'enjambement
- C. La fécondation
- D. La mutation
Réponse
D. La mutation — Sans méiose ni fécondation (reproduction asexuée), la seule source de variation génétique est la mutation.
La sélection diversifiante peut conduire à :
- A. Une réduction de la variance phénotypique
- B. La fixation d'un seul allèle
- C. La coexistence de deux formes distinctes pouvant mener à la spéciation
- D. L'augmentation des phénotypes intermédiaires
Réponse
C. La coexistence de deux formes distinctes pouvant mener à la spéciation — La sélection diversifiante favorise les phénotypes extrêmes et peut maintenir deux formes distinctes dans la population, pouvant conduire à la spéciation.
L'effet fondateur diffère d'un goulot d'étranglement car :
- A. Il implique une augmentation soudaine de la population
- B. Il se produit lors de la colonisation d'un nouveau territoire par quelques individus
- C. Il est causé par une épidémie
- D. Il augmente la diversité génétique
Réponse
B. Il se produit lors de la colonisation d'un nouveau territoire par quelques individus — L'effet fondateur résulte de la colonisation d'un nouveau territoire par un petit nombre d'individus (fondateurs) dont la diversité génétique est réduite par rapport à la population source.
Deux populations isolées accumulent des mutations neutres. Au bout de T années, leurs séquences d'ADN divergent de 4 %. Si le taux de mutation neutre est de 1 % par million d'années, quand se sont-elles séparées ?
- A. 4 millions d'années
- B. 2 millions d'années
- C. 1 million d'années
- D. 8 millions d'années
Réponse
B. 2 millions d'années — Chaque lignée accumule 1 % de mutations par million d'années. Avec 4 % de divergence totale entre les deux lignées, chacune a accumulé 2 % → séparation il y a 2 millions d'années.
Pourquoi la résistance aux antibiotiques existait-elle AVANT l'utilisation médicale des antibiotiques ?
- A. Les bactéries avaient prévu l'arrivée des antibiotiques
- B. Des mutations aléatoires avaient déjà produit des allèles de résistance
- C. L'environnement a induit des mutations adaptées
- D. Les antibiotiques n'existaient pas avant leur utilisation médicale
Réponse
B. Des mutations aléatoires avaient déjà produit des allèles de résistance — Les mutations sont aléatoires et non orientées. Des allèles de résistance existaient déjà à faible fréquence dans les populations bactériennes naturelles ; les antibiotiques ont sélectionné ces mutants, sans les avoir créés.
Quelle est la conséquence d'un goulot d'étranglement suivi d'une recolonisation sur la diversité génétique ?
- A. Augmentation de la diversité génétique
- B. Réduction permanente de la diversité génétique
- C. Aucun effet sur la diversité
- D. Augmentation transitoire puis retour au niveau initial
Réponse
B. Réduction permanente de la diversité génétique — Après un goulot d'étranglement, la dérive génétique intense réduit durablement la diversité génétique, car certains allèles sont perdus définitivement.
Chez une espèce diploïde à n = 4, un individu est hétérozygote pour tous ses loci. Combien de types de gamètes différents peut-il produire par brassage interchromosomique seul ?
- A. 4
- B. 8
- C. 16
- D. 2
Réponse
C. 16 — La formule est 2^n = 2^4 = 16 types de gamètes différents par brassage interchromosomique seul.
Dans une petite population insulaire, la fréquence d'un allèle passe de 0,3 à 0,7 en une seule génération. Quel mécanisme est le plus probable ?
- A. Sélection naturelle forte
- B. Dérive génétique
- C. Mutation de masse
- D. Enjambement intensif
Réponse
B. Dérive génétique — Un changement aussi brutal en une génération, sans pression sélective évidente, est typique de la dérive génétique dans une petite population où l'échantillonnage aléatoire des gamètes est intense.
Quel est l'effet de l'enjambement sur des gènes très proches sur un chromosome ?
- A. Il les sépare souvent
- B. Il les sépare rarement
- C. Il n'a aucun effet sur les gènes proches
- D. Il les place sur des chromosomes différents
Réponse
B. Il les sépare rarement — La probabilité d'enjambement entre deux gènes est proportionnelle à la distance qui les sépare. Deux gènes très proches ont une très faible probabilité d'être séparés par un enjambement.
La théorie neutraliste de l'évolution moléculaire stipule que :
- A. La majorité des mutations sont avantageuses
- B. La majorité des mutations sont délétères
- C. La majorité des substitutions moléculaires sont neutres
- D. La sélection naturelle agit sur toutes les mutations
Réponse
C. La majorité des substitutions moléculaires sont neutres — La théorie neutraliste (Kimura, 1968) postule que la majorité des variations moléculaires observées entre espèces sont neutres et fixées par dérive génétique, non par sélection naturelle.
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