Enseignement scientifique · Classe de Terminale

La biodiversité et l'évolution

Mesurer la biodiversité, comprendre les mécanismes de l'évolution et l'érosion actuelle du vivant — thème « Science, climat et société » (programme d'enseignement scientifique de Tle générale)

À propos de cette page

Ces exercices corrigés sur « La biodiversité et l'évolution » en terminale permettent de s'entraîner et de vérifier ses acquis en enseignement scientifique. Ils suivent le programme officiel de terminale et sont classés par difficulté (facile, moyen, difficile). Au programme : Définir et mesurer la biodiversité, La biodiversité, une grandeur qui varie dans le temps, Les forces évolutives : mutation, sélection, dérive, migration, La sélection naturelle, moteur de l'adaptation. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » : la correction est immédiate et tolère majuscules, espaces et ponctuation. Cet entraînement aide à mémoriser les méthodes, repérer ses erreurs et gagner en confiance avant un contrôle. Exercices gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour réviser enseignement scientifique en terminale.

Exercices corrigés, classés du plus simple au plus complexe. Cherche d'abord seul au brouillon, puis déplie la correction détaillée pour vérifier ta méthode et tes raisonnements.

Exercice 1 — Les trois échelles de la biodiversité

Pour chaque proposition, indique à quelle échelle de biodiversité elle correspond et justifie en une phrase.

Une forêt tropicale, une mangrove et un récif corallien coexistent sur un même littoral.
Dans une population de coccinelles, certains individus portent l'allèle « 7 points » et d'autres l'allèle « 2 points ».
Un inventaire recense 47 espèces d'oiseaux différentes dans un parc national.

Corrigé :
1. Échelle de la diversité des écosystèmes : on décrit la coexistence de milieux de natures différentes (forêt, mangrove, récif).
2. Échelle de la diversité génétique : on s'intéresse à la variété des allèles au sein d'une même espèce (la coccinelle).
3. Échelle de la diversité spécifique : on dénombre des espèces différentes (richesse spécifique de 47 espèces).

Exercice 2 — Identifier la force évolutive en jeu

Pour chaque situation, nomme la force évolutive responsable et explique pourquoi.

Sur une île volcanique, une tempête transporte accidentellement 8 lézards depuis le continent ; ces 8 individus fondent une nouvelle population dont les fréquences alléliques diffèrent fortement de la population d'origine.
Dans un milieu devenu très froid, les individus au pelage épais survivent et se reproduisent davantage ; l'allèle « pelage épais » devient majoritaire.
Une erreur de copie de l'ADN crée un nouvel allèle, jusque-là inexistant dans la population.

Corrigé :
1. Dérive génétique (cas particulier de l'effet fondateur) : la nouvelle population est issue d'un petit échantillon (8 individus) prélevé au hasard ; ses fréquences alléliques diffèrent par pur hasard d'échantillonnage, sans lien avec l'adaptation. L'effet est fort car la population est petite.
2. Sélection naturelle : le phénotype « pelage épais » confère un avantage de survie et de reproduction dans le milieu froid ; l'allèle correspondant augmente de fréquence de façon non aléatoire, orientée par l'environnement.
3. Mutation : c'est la modification aléatoire de l'ADN qui crée de nouveaux allèles ; c'est la source première de diversité génétique.

Exercice 3 — Calcul de fréquences alléliques

Dans une population de 500 individus diploïdes pour un gène à deux allèles A et a, on dénombre 320 individus AA, 160 individus Aa et 20 individus aa ; réponds aux questions.

Quel est le nombre total d'allèles dans cette population pour ce gène ?
Combien y a-t-il d'allèles A ? En déduire la fréquence $p$ de l'allèle A.
Calcule la fréquence $q$ de l'allèle a et vérifie que $p + q = 1$.

Corrigé :
1. Chaque individu diploïde porte 2 allèles. Pour 500 individus : $500 \times 2 = 1000$ allèles au total.
2. Les individus AA apportent $2$ allèles A chacun, les Aa en apportent $1$ : nombre d'allèles A $= 2 \times 320 + 1 \times 160 = 640 + 160 = 800$. Donc $p = \dfrac{800}{1000} = 0{,}8$.
3. Les allèles a $= 2 \times 20 + 1 \times 160 = 40 + 160 = 200$, soit $q = \dfrac{200}{1000} = 0{,}2$. Vérification : $p + q = 0{,}8 + 0{,}2 = 1$. (On peut aussi écrire $q = 1 - p = 1 - 0{,}8 = 0{,}2$.)

Exercice 4 — Application du modèle de Hardy-Weinberg

Dans une grande population à l'équilibre de Hardy-Weinberg, l'allèle récessif b a une fréquence $q = 0{,}4$ ; réponds aux questions.

Rappelle les conditions sous lesquelles le modèle de Hardy-Weinberg est valable.
Calcule la fréquence attendue des individus homozygotes récessifs (bb), des hétérozygotes (Bb) et des homozygotes dominants (BB).
Vérifie que la somme des trois fréquences génotypiques vaut bien 1.

Corrigé :
1. Conditions : population de très grande taille, panmixie (croisements au hasard), absence de mutation, de migration et de sélection. Sous ces conditions, les fréquences alléliques restent stables.
2. On a $q = 0{,}4$ donc $p = 1 - 0{,}4 = 0{,}6$.

Homozygotes récessifs (bb) : $q^2 = 0{,}4^2 = 0{,}16$, soit 16 %.
Hétérozygotes (Bb) : $2pq = 2 \times 0{,}6 \times 0{,}4 = 0{,}48$, soit 48 %.
Homozygotes dominants (BB) : $p^2 = 0{,}6^2 = 0{,}36$, soit 36 %.

3. Somme : $0{,}16 + 0{,}48 + 0{,}36 = 1$ : la relation $p^2 + 2pq + q^2 = 1$ est bien vérifiée.

Exercice 5 — Détecter une force évolutive par écart au modèle

Dans une population réelle de 1000 individus, on attend (selon Hardy-Weinberg) 360 BB, 480 Bb et 160 bb, mais on observe 250 BB, 500 Bb et 250 bb ; réponds aux questions.

Compare effectifs observés et effectifs attendus, puis indique si la population est à l'équilibre de Hardy-Weinberg.
Que peux-tu en conclure quant à l'évolution de cette population ?
Propose une force évolutive cohérente avec une augmentation de la proportion d'homozygotes bb.

Corrigé :
1. Les effectifs observés (250/500/250) diffèrent nettement des effectifs attendus (360/480/160) : il y a un net excès d'homozygotes bb (250 au lieu de 160) et un déficit d'homozygotes BB. La population n'est pas à l'équilibre de Hardy-Weinberg.
2. Puisque les fréquences génotypiques s'écartent du modèle (qui décrit une population qui n'évolue pas), on conclut qu'au moins une force évolutive agit : la population évolue.
3. L'augmentation des homozygotes récessifs peut s'expliquer par une sélection naturelle favorisant le phénotype récessif (si bb est avantageux dans le milieu), ou par de la dérive génétique, ou encore par un écart à la panmixie (croisements préférentiels entre apparentés).

Exercice 6 — Analyse de document scientifique — déclin des pollinisateurs

À partir du document ci-dessous, réponds aux questions de lecture et d'interprétation.

Document. Le suivi à long terme de l'abondance des insectes volants dans des aires protégées d'Europe a montré une baisse de leur biomasse d'environ 76 % en 27 ans. Les pesticides, la disparition des prairies fleuries et le réchauffement sont avancés comme causes. Or 75 % des cultures destinées à l'alimentation humaine dépendent, au moins partiellement, de la pollinisation animale.

Voici la biomasse relative d'insectes volants mesurée (base 100 en 1990) :
Décris l'évolution de la biomasse d'insectes volants entre 1990 et 2017 (allure, ordre de grandeur de la baisse).
Relève dans le document les causes possibles de ce déclin et relie-les aux pressions vues en cours (HIPPO, climat).
Explique en quoi ce déclin constitue un enjeu pour les sociétés humaines.

Corrigé :
1. La courbe décroît de façon continue et marquée : la biomasse passe de 100 % en 1990 à environ 24 % en 2017, soit une baisse d'environ 76 % (cohérent avec le texte). La décroissance est régulière, presque linéaire, sans signe de redressement.
2. Causes citées : les pesticides (→ pression « Pollution »), la disparition des prairies fleuries (→ destruction/dégradation des Habitats) et le réchauffement (→ changement climatique). On retrouve donc plusieurs pressions du schéma HIPPO + climat.
3. 75 % des cultures alimentaires dépendent au moins en partie de la pollinisation animale : le déclin des insectes pollinisateurs menace donc directement la production agricole et la sécurité alimentaire. C'est un exemple de service écosystémique (la pollinisation) dont la perte a des conséquences économiques et sanitaires majeures pour les sociétés humaines.

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