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.
À propos de cette page
Les 36 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
Les trois échelles de la biodiversité sont :
- A. les cellules, les organes et les organismes
- B. les écosystèmes, les espèces et les gènes
- C. les bactéries, les animaux et les végétaux
- D. les océans, les continents et l’atmosphère
Réponse
B. les écosystèmes, les espèces et les gènes — La biodiversité se décrit à l’échelle des écosystèmes, des espèces et de la diversité génétique au sein des espèces.
Un écosystème est formé :
- A. d’un biotope et de la biocénose qui y vit
- B. de l’ensemble des espèces animales d’une région
- C. de tous les individus d’une même espèce
- D. du sol, de l’eau et de l’air d’un milieu
Réponse
A. d’un biotope et de la biocénose qui y vit — Écosystème = biotope (milieu) + biocénose (êtres vivants), en interaction. Le sol, l’eau et l’air seuls ne forment que le biotope.
Deux individus appartiennent à la même espèce s’ils :
- A. se ressemblent par leur forme et leur couleur
- B. vivent dans le même écosystème au même moment
- C. ont exactement les mêmes allèles pour tous leurs gènes
- D. peuvent avoir une descendance viable et fertile
Réponse
D. peuvent avoir une descendance viable et fertile — Le critère retenu est l’interfécondité avec descendance viable et fertile ; la ressemblance ne suffit pas et les allèles varient entre individus.
Un allèle est :
- A. un gène présent chez certaines espèces seulement
- B. un caractère visible, comme une couleur
- C. une version d’un gène, différant par sa séquence
- D. l’ensemble des gènes portés par un chromosome
Réponse
C. une version d’un gène, différant par sa séquence — Un allèle est une version d’un gène ; le caractère visible est le phénotype.
Dans un programme de sciences participatives, les relevés de milliers d’observateurs sont comparables parce que :
- A. les observateurs sont tous des chercheurs
- B. chacun suit le même protocole d’observation
- C. chacun choisit librement sa méthode
- D. on ne garde que les relevés les plus riches
Réponse
B. chacun suit le même protocole d’observation — Même durée, même surface, même période : c’est le protocole commun qui rend les relevés comparables, quel que soit l’observateur.
La richesse spécifique d’un milieu est :
- A. le nombre d’espèces différentes recensées
- B. le nombre total d’individus comptés
- C. la masse totale des êtres vivants du milieu
- D. l’effectif de l’espèce la plus abondante
Réponse
A. le nombre d’espèces différentes recensées — Richesse spécifique = nombre d’espèces ; le nombre d’individus est l’abondance.
Un quadrat est :
- A. un piège lumineux posé pour capturer les insectes de nuit
- B. un marquage peint sur la carapace d’un animal
- C. un indice qui mesure la diversité génétique
- D. une surface délimitée où l’on recense les êtres vivants
Réponse
D. une surface délimitée où l’on recense les êtres vivants — Le quadrat est une surface délimitée (souvent 1 m² ou 0,25 m²) qui sert à l’échantillonnage.
On dit que l’espèce est un concept car :
- A. les espèces n’existent que dans les livres
- B. chaque espèce a été fixée une fois pour toutes par la nature
- C. les frontières entre espèces ne sont pas toujours nettes
- D. deux espèces ne peuvent jamais se croiser
Réponse
C. les frontières entre espèces ne sont pas toujours nettes — L’espèce est une construction humaine pour décrire le vivant : il existe des hybrides fertiles, des espèces jumelles et des cas où le critère d’interfécondité ne s’applique pas.
Un gène est dit polymorphe quand :
- A. il gouverne à lui seul plusieurs caractères de l’individu
- B. il existe sous plusieurs allèles dans la population
- C. il est présent chez plusieurs espèces
- D. il change de séquence au cours de la vie
Réponse
B. il existe sous plusieurs allèles dans la population — Polymorphe = présent sous plusieurs allèles dans une population ; ces allèles sont issus de mutations.
Une courbe d’accumulation qui atteint un plateau indique que :
- A. de nouveaux échantillons n’apportent plus d’espèce
- B. le milieu perd des espèces au fil du temps
- C. l’effectif de la population étudiée est stable
- D. les échantillons ont été placés au mauvais endroit
Réponse
A. de nouveaux échantillons n’apportent plus d’espèce — Le cumul des espèces ne monte plus : l’effort d’échantillonnage est suffisant pour ce milieu.
Le pourcentage d’identité de deux séquences se calcule par :
- A. différences ÷ nucléotides comparés × 100
- B. identiques ÷ différences × 100
- C. nucléotides comparés ÷ identiques × 100
- D. identiques ÷ nucléotides comparés × 100
Réponse
D. identiques ÷ nucléotides comparés × 100 — On divise le nombre de nucléotides identiques par le nombre de nucléotides comparés ; avec les différences, on obtient le pourcentage de différence.
La variabilité intraspécifique désigne les différences :
- A. entre espèces d’un même milieu
- B. entre écosystèmes voisins d’une même région
- C. entre individus d’une même espèce
- D. d’un individu au cours de sa vie
Réponse
C. entre individus d’une même espèce — Intra = à l’intérieur : les individus d’une même espèce n’ont pas tous les mêmes phénotypes ni les mêmes allèles.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
On marque 40 campagnols. À la recapture, on en attrape 35, dont 7 marqués. L’effectif estimé est :
- A. 200 individus
- B. 82 individus
- C. 245 individus
- D. 1 400 individus
Réponse
A. 200 individus — N = 40 × 35 ÷ 7 = 1 400 ÷ 7 = 200. 1 400 oublie la division par m ; 82 additionne les nombres.
Dans une prairie, on compte 39 coquelicots parmi 260 plantes à fleurs. L’abondance relative des coquelicots est :
- A. 39 %
- B. 6,7 %
- C. 0,15 %
- D. 15 %
Réponse
D. 15 % — 39 ÷ 260 = 0,15, soit 15 %. 6,7 vient du calcul inversé 260 ÷ 39 ; 0,15 % oublie de multiplier par 100.
Sur 3 quadrats de 0,5 m², on compte en tout 33 pieds de serpolet. La densité est :
- A. 11 pieds par m²
- B. 49,5 pieds par m²
- C. 22 pieds par m²
- D. 16,5 pieds par m²
Réponse
C. 22 pieds par m² — Surface échantillonnée : 3 × 0,5 = 1,5 m² ; 33 ÷ 1,5 = 22. 11 divise par le nombre de quadrats, 16,5 multiplie par 0,5.
À une recapture de 49 individus, 14 sont marqués. La proportion de marqués et son intervalle de confiance sont :
- A. f ≈ 0,29 ; [0,27 ; 0,31]
- B. f ≈ 0,29 ; [0,14 ; 0,43]
- C. f ≈ 0,35 ; [0,21 ; 0,49]
- D. f ≈ 0,29 ; [0,00 ; 0,57]
Réponse
B. f ≈ 0,29 ; [0,14 ; 0,43] — f = 14 ÷ 49 ≈ 0,286 et 1 ÷ √49 = 1 ÷ 7 ≈ 0,143, d’où [0,143 ; 0,429]. L’intervalle [0 ; 0,57] utilise 2 ÷ √49.
Une espèce représente 25 % des 240 individus d’un relevé. Son effectif est :
- A. 60 individus
- B. 25 individus
- C. 96 individus
- D. 215 individus
Réponse
A. 60 individus — 240 × 0,25 = 60. 215 retire 25 de 240, 96 correspond à 40 %.
Relevé A : 5 espèces, 64 individus ; relevé B : 8 espèces, 41 individus. Quelle affirmation est exacte ?
- A. A est le plus riche, car il a plus d’individus
- B. A et B ont la même biodiversité spécifique
- C. on ne compare jamais des effectifs différents
- D. B a la richesse spécifique la plus élevée
Réponse
D. B a la richesse spécifique la plus élevée — La richesse spécifique est le nombre d’espèces : 8 pour B contre 5 pour A, quel que soit le nombre d’individus.
On séquence un même fragment de gène chez 5 individus d’une espèce et l’on obtient 3 séquences différentes. On en conclut que :
- A. ces individus forment au moins trois espèces
- B. ce gène est absent chez deux des individus
- C. ce gène présente au moins trois allèles
- D. les séquences différentes sont des erreurs
Réponse
C. ce gène présente au moins trois allèles — Des séquences différentes d’un même gène sont des allèles différents : il y en a au moins trois dans la population.
Deux séquences de 50 nucléotides diffèrent en 4 positions. Leur pourcentage d’identité est :
- A. 8 %
- B. 92 %
- C. 96 %
- D. 46 %
Réponse
B. 92 % — 50 − 4 = 46 identiques ; 46 ÷ 50 × 100 = 92 %. 8 % est le pourcentage de différences, 46 le nombre d’identiques.
Dans une prairie de 5 000 m², la densité de la sauge des prés est de 0,8 pied par m². L’effectif estimé est :
- A. 4 000 pieds
- B. 6 250 pieds
- C. 625 pieds
- D. 40 000 pieds
Réponse
A. 4 000 pieds — Effectif = densité × surface = 0,8 × 5 000 = 4 000. 6 250 divise la surface par la densité.
À une recapture, n₂ = 16 et f = 0,25. Pour encadrer l’effectif :
- A. l’intervalle vaut environ [0 ; 0,5]
- B. l’effectif ne peut pas dépasser les 16 recapturés
- C. il suffit de supposer la population fermée
- D. l’intervalle de confiance ne s’applique pas
Réponse
D. l’intervalle de confiance ne s’applique pas — La condition n₂ ≥ 25 n’est pas remplie (f = 0,25 est pourtant entre 0,2 et 0,8) : on ne peut pas utiliser f ± 1 ÷ √n₂, même si le calcul donne [0 ; 0,5].
Sur 72 gènes étudiés dans une population, 18 sont polymorphes. La proportion de gènes polymorphes est :
- A. 18 %
- B. 4 %
- C. 25 %
- D. 54 %
Réponse
C. 25 % — 18 ÷ 72 = 0,25, soit 25 %. 4 vient du calcul inversé 72 ÷ 18 ; 54 est le nombre de gènes non polymorphes.
Les lézards d’une île sont plus petits que ceux du continent. Pour savoir si cette différence vient des allèles, on doit :
- A. mesurer un plus grand nombre de lézards sur l’île
- B. élever des lézards des deux origines dans le même milieu
- C. comparer les lézards de l’île entre eux
- D. compter les lézards de l’île par capture-marquage-recapture
Réponse
B. élever des lézards des deux origines dans le même milieu — Dans un même milieu, une différence qui persiste vient des allèles ; si elle disparaît, elle venait de l’environnement.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
La capture-marquage-recapture suppose une population « fermée ». Cela signifie qu’entre les deux captures :
- A. les individus marqués ne peuvent plus être recapturés
- B. les individus restent dans un enclos des chercheurs
- C. la population ne contient qu’une seule espèce
- D. il n’y a ni naissance, ni mort, ni migration notable
Réponse
D. il n’y a ni naissance, ni mort, ni migration notable — Une population fermée garde le même effectif entre les captures : pas d’entrées ni de sorties notables.
Entre les deux captures, des jeunes non marqués naissent dans la population. L’effectif estimé :
- A. est inférieur à l’effectif présent lors du marquage
- B. reste exact, car les naissances ne changent pas m
- C. dépasse l’effectif présent lors du marquage
- D. ne peut plus être calculé par la formule
Réponse
C. dépasse l’effectif présent lors du marquage — Les jeunes diluent les marqués : la proportion m ÷ n₂ baisse et N dépasse l’effectif présent au moment du marquage.
Un élève recense 30 espèces dans un bois en 3 h et 12 espèces dans un champ voisin en 20 min. Que peut-on conclure ?
- A. le bois est deux fois et demie plus riche que le champ
- B. la comparaison est biaisée : l’effort diffère
- C. le champ est plus riche, ses espèces se repèrent vite
- D. le bois a forcément une plus grande diversité génétique
Réponse
B. la comparaison est biaisée : l’effort diffère — Pour comparer deux milieux, il faut le même effort d’échantillonnage (durée, surface, méthode).
Une population A d’une espèce de vipère compte de nombreux gènes polymorphes ; une population B de la même espèce, très peu. Qu’en déduire ?
- A. B possède les mêmes gènes que A, mais moins d’allèles différents
- B. B possède moins de gènes que A, perdus au fil du temps
- C. A et B forment deux espèces, puisque leurs allèles diffèrent
- D. les individus de A possèdent chacun davantage de gènes que ceux de B
Réponse
A. B possède les mêmes gènes que A, mais moins d’allèles différents — Polymorphe = présent sous plusieurs allèles. Tous les individus d’une espèce ont les mêmes gènes : B n’a pas moins de gènes, mais moins d’allèles différents, donc une diversité génétique plus faible.
Dans une capture-marquage-recapture, aucun des individus recapturés n’est marqué (m = 0). On peut dire que :
- A. la population compte une infinité d’individus
- B. tous les individus marqués sont morts entre les deux captures
- C. l’effectif de la population vaut n₁ × n₂
- D. l’estimation est impossible : il faut capturer davantage
Réponse
D. l’estimation est impossible : il faut capturer davantage — Avec m = 0, la formule n’a pas de sens : l’échantillon est trop petit, il faut marquer et recapturer davantage.
Avec n₂ = 100 et f = 0,30, l’intervalle de confiance à 95 % de la proportion est :
- A. [0,29 ; 0,31]
- B. [0,27 ; 0,33]
- C. [0,20 ; 0,40]
- D. [0,10 ; 0,50]
Réponse
C. [0,20 ; 0,40] — 1 ÷ √100 = 1 ÷ 10 = 0,1 : [0,30 − 0,1 ; 0,30 + 0,1]. [0,29 ; 0,31] utilise 1 ÷ 100, [0,10 ; 0,50] utilise 2 ÷ √100.
On a marqué 108 individus ; l’intervalle de confiance de la proportion de marqués est [0,27 ; 0,36]. L’effectif est compris entre :
- A. 29 et 39 individus
- B. 300 et 400 individus
- C. 400 et 800 individus
- D. 150 et 300 individus
Réponse
B. 300 et 400 individus — N = 108 ÷ p : 108 ÷ 0,36 = 300 et 108 ÷ 0,27 = 400. La borne haute de p donne la borne basse de N ; 29 et 39 multiplient au lieu de diviser (108 × 0,27 ≈ 29).
Un gène est identique à 99,8 % entre deux individus A et B, et à 96 % entre A et un individu C. On peut penser que :
- A. C appartient plutôt à une espèce apparentée
- B. A et B appartiennent à deux espèces différentes
- C. C porte exactement le même allèle que A
- D. A, B et C ont exactement le même ADN
Réponse
A. C appartient plutôt à une espèce apparentée — Les allèles d’une même espèce diffèrent peu ; un écart bien plus grand suggère une autre espèce, à confirmer par d’autres critères.
Deux populations de grenouilles identiques d’aspect chantent différemment et ne donnent aucun descendant, ni dans la nature ni en élevage. Ce sont :
- A. deux populations d’une même espèce
- B. deux races d’une même espèce
- C. deux écosystèmes différents
- D. deux espèces jumelles
Réponse
D. deux espèces jumelles — Pas de descendance : deux espèces, si semblables qu’on les dit jumelles. La ressemblance ne suffit pas.
Dans la prairie A, les quadrats sont posés le long du chemin ; dans la prairie B, au hasard. La comparaison est douteuse car :
- A. les deux prairies n’ont pas exactement la même surface
- B. un quadrat ne sert qu’à recenser des animaux
- C. l’échantillon de A n’est peut-être pas représentatif
- D. il faudrait compter tous les pieds de B
Réponse
C. l’échantillon de A n’est peut-être pas représentatif — Le bord d’un chemin n’a pas les mêmes conditions que le reste de la prairie : les quadrats de A ne sont pas placés au hasard.
Des individus aux allèles identiques ont des phénotypes différents, et des individus d’allèles différents élevés ensemble aussi. Ce caractère dépend :
- A. des allèles seulement
- B. des allèles et de l’environnement
- C. de l’environnement seulement, pas des allèles
- D. ni des allèles ni du milieu
Réponse
B. des allèles et de l’environnement — Mêmes allèles mais phénotypes différents : effet du milieu ; même milieu mais phénotypes différents : effet des allèles. Les deux interviennent.
Après 10 quadrats, la courbe d’accumulation d’une prairie monte encore nettement. Il faut :
- A. ajouter des quadrats avant de conclure
- B. s’arrêter : 10 quadrats suffisent toujours
- C. retirer les quadrats les plus riches
- D. compter les individus et non les espèces
Réponse
A. ajouter des quadrats avant de conclure — Tant que la courbe monte, de nouvelles espèces apparaissent : la richesse spécifique est sous-estimée.
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