Ressources · 2ⁿᵈᵉ · SVT (2nde)
Biodiversité : les échelles, de l’écosystème au gène
Les trois échelles emboîtées de la biodiversité (écosystèmes, espèces, gènes) ; l’espèce, critère d’interfécondité et concept ; échantillonner un milieu (richesse spécifique, abondance relative, densité, courbe d’accumulation) ; estimer et encadrer un effectif par capture-marquage-recapture ; variabilité intraspécifique, allèles et environnement ; comparer des séquences d’ADN.
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Biodiversité : les échelles, de l’écosystème au gène
Durée : 90 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · SVT (2nde) 2ⁿᵈᵉ
Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.
Exercice 1 – Estimer une population de papillons ★★
(4 pts)Dans une prairie, on capture et on marque 72 papillons d’une même espèce, puis on les relâche. Quatre jours plus tard, on capture 100 papillons de cette espèce, dont 15 sont marqués.
- a)Calcule l’effectif estimé de la population.
- b)Calcule la proportion f de papillons marqués à la recapture, puis indique si les conditions d’utilisation de l’intervalle de confiance sont remplies.
- c)En appliquant malgré tout la formule de l’intervalle de confiance, encadre l’effectif de la population.
- d)Conclus sur la fiabilité de l’estimation et propose deux améliorations du protocole.
Exercice 2 – Mobiliser ses connaissances ★★★
(6 pts)Dans un texte structuré (introduction, développement, conclusion), montre que la biodiversité s’observe à trois échelles emboîtées et explique l’origine des différences entre les individus d’une même espèce. Les trois questions guident ton développement ; un schéma peut l’accompagner.
- a)Définis la biodiversité et ses trois échelles, en utilisant les mots « biotope » et « biocénose », et explique en quoi ces échelles sont emboîtées.
- b)Définis l’espèce par le critère d’interfécondité, puis explique pourquoi l’espèce est un concept créé par l’être humain, à l’aide d’un exemple.
- c)Explique l’origine de la variabilité au sein d’une espèce (allèles, mutations, environnement) et indique comment on peut la mesurer.
Exercice 3 – Raisonner à partir de documents ★★★
(10 pts)Document 1 — Des relevés de pollinisateurs. Deux parcelles de tournesol voisines et en fleur, de même surface, ont été observées une matinée de juillet, pendant une heure chacune, par la même équipe (données fictives).
| Parcelle A (bordée d’une bande fleurie) | Parcelle B (sans bande fleurie) | |
|---|---|---|
| Espèces de pollinisateurs | 9 | 4 |
| Individus comptés | 138 | 141 |
| Espèce la plus abondante | abeille domestique : 34 | bourdon terrestre : 118 |
Document 2 — Le cumul des espèces. Dans la parcelle A, le nombre cumulé d’espèces après chaque quart d’heure d’observation vaut 5, 7, 8 puis 9.
Document 3 — Une bande fleurie. Semée de plantes sauvages variées, elle fleurit de mai à septembre et abrite des tiges creuses et du sol nu où nichent des abeilles sauvages.
- a)Compare la richesse spécifique des deux parcelles, puis calcule pour chacune l’abondance relative de l’espèce la plus abondante (au dixième de pour cent).
- b)Un agriculteur affirme : « Les deux parcelles ont la même biodiversité, puisqu’on y a compté le même nombre d’insectes. » Explique son erreur.
- c)À l’aide du document 2, indique si l’effort d’observation a suffi pour recenser les espèces de la parcelle A.
- d)À l’aide du document 3, propose une explication à la différence entre les deux parcelles.
- e)Ces relevés ne datent que d’une matinée. Propose un protocole qui permettrait de tester l’effet des bandes fleuries sur la diversité des pollinisateurs.
Bon courage !
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Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Biodiversité : les échelles, de l’écosystème au gène
Durée : 90 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · SVT (2nde) 2ⁿᵈᵉ
Exercice 1 – Estimer une population de papillons ★★
(4 pts)- a)N = n1 × n2 ÷ m = 72 × 100 ÷ 15 = 7 200 ÷ 15 = 480 papillons. (1)
- b)f = 15 ÷ 100 = 0,15. On a bien n2 = 100 ≥ 25, mais f < 0,2 : les conditions ne sont pas toutes remplies. (1)
- c)1 ÷ √100 = 0,1 : intervalle [0,15 − 0,1 ; 0,15 + 0,1] = [0,05 ; 0,25]. N est compris entre 72 ÷ 0,25 = 288 et 72 ÷ 0,05 = 1 440 papillons (la borne haute de la proportion donne la borne basse de N). (1)
- d)L’encadrement est très large (la borne haute vaut cinq fois la borne basse) et il est obtenu hors des conditions de validité : l’estimation est peu fiable. Améliorations : marquer davantage de papillons au départ (la proportion de marqués augmente) et recapturer davantage (l’intervalle se resserre) ; vérifier aussi que la marque ne gêne pas le vol et ne s’efface pas. (1)
Attention — On vérifie les conditions avant d’utiliser l’intervalle de confiance ; et l’on divise n1 par la borne haute pour obtenir la borne basse de l’effectif.
Exercice 2 – Mobiliser ses connaissances ★★★
(6 pts)- a)Introduction : la biodiversité désigne la diversité du vivant et sa dynamique. Elle s’observe à trois échelles : les écosystèmes, chacun formé d’un biotope (milieu physique et chimique) et d’une biocénose (êtres vivants) en interaction ; les espèces qui vivent dans chaque écosystème ; la diversité génétique entre individus d’une même espèce. Ces échelles sont emboîtées : la destruction d’un écosystème fait disparaître des populations, et chaque population disparue emporte des allèles. (2)
- b)Une espèce regroupe des individus qui peuvent se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et fertile. C’est un concept : les frontières ne sont pas toujours nettes (l’ours polaire et le grizzli donnent parfois des hybrides fertiles, mais restent deux espèces ; les pipistrelles commune et pygmée, presque identiques, sont deux espèces jumelles), et le critère ne s’applique ni aux fossiles ni aux êtres à reproduction asexuée, classés par leurs ressemblances et leur ADN. (2)
- c)Les individus d’une espèce ont les mêmes gènes mais pas toujours les mêmes allèles, versions d’un gène nées de mutations au cours des générations et qui coexistent dans la population. Le phénotype dépend aussi de l’environnement (même pied de renoncule aquatique, feuilles immergées et flottantes différentes). On mesure la variabilité en comparant des séquences d’ADN (nombre de différences, pourcentage d’identité, nombre d’allèles) ou par la proportion de gènes polymorphes. Conclusion : la biodiversité se mesure à chaque échelle, et sa part génétique, issue des mutations, aide les populations à faire face aux changements du milieu. (2)
Méthode — Chaque notion se rédige en trois temps : définition, explication, exemple précis. Un schéma des trois échelles emboîtées peut remplacer une longue phrase.
Exercice 3 – Raisonner à partir de documents ★★★
(10 pts)- a)Richesse spécifique : A 9 espèces, B 4 : A en compte plus du double, pour des effectifs presque égaux (138 et 141). Abondances relatives : A, abeille domestique, 34 ÷ 138 ≈ 24,6 % ; B, bourdon terrestre, 118 ÷ 141 ≈ 83,7 %. (2)
- b)Le nombre d’individus ne mesure pas la biodiversité. À effectif presque égal, A a plus d’espèces et ses individus sont mieux répartis (l’espèce dominante n’y fait qu’un quart des individus), alors que B est dominée par une seule espèce (plus des quatre cinquièmes). La biodiversité spécifique de A est plus élevée. (2)
- c)Le cumul monte encore au dernier quart d’heure (8 puis 9 espèces) : la courbe d’accumulation n’a pas atteint de plateau. Des espèces ont pu échapper aux observateurs : la richesse de A est peut-être sous-estimée, il faudrait observer plus longtemps. (2)
- d)La bande fleurie offre des fleurs variées pendant toute la belle saison (nourriture) et des sites de nidification (tiges creuses, sol nu) : elle peut accueillir des espèces aux besoins différents, en particulier des abeilles sauvages. Sans elle, seul le tournesol fleurit, et quelques espèces seulement en profitent. C’est une hypothèse, que ces relevés ne démontrent pas. (2)
- e)Choisir plusieurs paires de parcelles semblables (même culture, mêmes pratiques), l’une avec bande fleurie, l’autre sans ; observer chaque parcelle avec le même effort (même durée, même surface, même heure, même équipe ou méthode), à plusieurs dates de mai à septembre, jusqu’au plateau de la courbe d’accumulation ; comparer la richesse spécifique et les abondances relatives. Si les parcelles avec bande fleurie sont plus riches à chaque fois, l’effet est confirmé. (2)
Méthode — Dans un raisonnement sur documents, chaque argument cite son document ; les calculs servent l’explication, et l’on distingue un résultat observé une fois d’une conclusion démontrée.
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Ce contrôle de SVT (2nde) 2ⁿᵈᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Biodiversité : les échelles, de l’écosystème au gène » : 3 exercices, 90 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Estimer une population de papillons ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Mobiliser ses connaissances ★★★/ 6 pts
- Exercice 3 — Raisonner à partir de documents ★★★/ 10 pts
Notions évaluées
Biodiversité, échelles emboîtées, écosystème, biotope, biocénose, population, espèce, interfécondité, descendance viable et fertile, concept, espèces jumelles, hybride, reproduction asexuée ; échantillon, représentatif, hasard, effort d’échantillonnage, quadrat, transect, piège, richesse spécifique, abondance, abondance relative, densité, extrapolation, courbe d’accumulation, plateau, sciences participatives ; capture-marquage-recapture, n₁, n₂, m, population fermée, biais, surestimation, sous-estimation, intervalle de confiance à 95 % ; phénotype, variabilité intraspécifique, gène, allèle, mutation, polymorphe, environnement, diversité génétique ; séquence, nucléotide, alignement, pourcentage d’identité, espèce apparentée.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés.
- Se tester avec le QCM (24 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 90 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Biodiversité : les échelles, de l’écosystème au gène » ?
- 90 minutes pour 3 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 90 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de SVT (2nde) de seconde ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Biodiversité : les échelles, de l’écosystème au gène » du programme officiel de SVT (2nde) en seconde, soit : biodiversité et ses échelles (écosystèmes, espèces, diversité génétique) ; l’espèce, concept créé par l’être humain, fondé sur une descendance viable et fertile ; protocoles d’échantillonnage statistique (quadrats, transects, pièges, effort d’échantillonnage) et campagnes d’étude ; quantification par capture-marquage-recapture et intervalle de confiance ; variabilité phénotypique et ses causes ; allèles issus de mutations ; comparaison de séquences d’ADN pour quantifier la variabilité allélique.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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