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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
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
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
À combien d'échelles emboîtées s'apprécie la biodiversité ?
- A. Deux
- B. Trois
- C. Quatre
- D. Cinq
Réponse
B. Trois — La biodiversité se mesure à trois échelles : écosystèmes, espèces, gènes.
Quelle échelle de biodiversité correspond à la variété des allèles au sein d'une espèce ?
- A. La diversité des écosystèmes
- B. La diversité spécifique
- C. La diversité génétique
- D. La diversité géographique
Réponse
C. La diversité génétique — La diversité génétique concerne la variété des allèles à l'intérieur d'une même espèce.
En biologie de l'évolution, qu'est-ce qui change au cours de l'évolution d'une population ?
- A. La taille des individus uniquement
- B. Les fréquences des allèles
- C. Le nombre de chromosomes de l'espèce
- D. La couleur du milieu
Réponse
B. Les fréquences des allèles — L'évolution est la modification des fréquences alléliques d'une population au fil des générations.
Quelle force évolutive crée de nouveaux allèles ?
- A. La sélection naturelle
- B. La migration
- C. La mutation
- D. La dérive génétique
Réponse
C. La mutation — La mutation, modification aléatoire de l'ADN, est la source première de nouveaux allèles.
Quel scientifique a décrit la sélection naturelle en 1859 ?
- A. Gregor Mendel
- B. Charles Darwin
- C. Louis Pasteur
- D. Jean-Baptiste de Lamarck
Réponse
B. Charles Darwin — Charles Darwin a exposé la sélection naturelle dans « L'Origine des espèces » (1859).
La sélection naturelle est une force évolutive…
- A. Purement aléatoire
- B. Non aléatoire, liée à l'adaptation
- C. Qui crée des allèles
- D. Qui ne modifie jamais les fréquences
Réponse
B. Non aléatoire, liée à l'adaptation — La sélection naturelle est orientée : elle favorise les phénotypes les mieux adaptés au milieu.
L'effet de la dérive génétique est d'autant plus important que la population est…
- A. Grande
- B. Petite
- C. Migratrice
- D. Ancienne
Réponse
B. Petite — Dans une petite population, le hasard de l'échantillonnage des allèles a un effet beaucoup plus marqué.
Combien de grandes crises d'extinction ont marqué l'histoire de la vie avant l'actuelle ?
- A. Une
- B. Trois
- C. Cinq
- D. Dix
Réponse
C. Cinq — On compte cinq grandes crises d'extinction passées, dont celle de la limite Crétacé-Paléogène (-66 Ma).
La crise d'extinction d'il y a 66 millions d'années a notamment vu disparaître :
- A. Les premiers mammifères
- B. Les dinosaures non aviens
- C. Les bactéries
- D. Les premiers oiseaux
Réponse
B. Les dinosaures non aviens — À la limite Crétacé-Paléogène, les dinosaures non aviens disparaissent ; les oiseaux (dinosaures aviens) survivent.
La migration entre populations correspond à un :
- A. Flux de gènes
- B. Arrêt de la reproduction
- C. Type de mutation
- D. Indice de diversité
Réponse
A. Flux de gènes — La migration d'individus fait circuler des allèles entre populations : c'est le flux de gènes.
L'érosion actuelle de la biodiversité est principalement due :
- A. Aux variations naturelles du climat
- B. À l'activité humaine
- C. Aux éruptions volcaniques
- D. À la dérive des continents
Réponse
B. À l'activité humaine — La sixième crise se distingue par sa rapidité et par sa cause principale : l'activité humaine.
Quel est, selon le cours, le premier facteur d'érosion de la biodiversité ?
- A. La destruction des habitats
- B. Les espèces invasives
- C. La pollution lumineuse
- D. Le tourisme
Réponse
A. La destruction des habitats — La destruction et la fragmentation des habitats est la première cause d'érosion de la biodiversité.
Niveau moyen — 12 questions
Quelle relation traduit l'équilibre génotypique de Hardy-Weinberg pour deux allèles ?
- A. $p + q = 1$
- B. $p^2 + 2pq + q^2 = 1$
- C. $p^2 - q^2 = 1$
- D. $pq = 1$
Réponse
B. $p^2 + 2pq + q^2 = 1$ — À l'équilibre, les fréquences génotypiques s'écrivent $p^2 + 2pq + q^2 = 1$.
Si la fréquence d'un allèle a est $q = 0{,}2$, quelle est la fréquence des homozygotes aa attendue à l'équilibre ?
- A. 0,2
- B. 0,04
- C. 0,4
- D. 0,16
Réponse
B. 0,04 — Fréquence des homozygotes récessifs $= q^2 = 0{,}2^2 = 0{,}04$.
Pour $p = 0{,}7$ et $q = 0{,}3$, quelle est la fréquence attendue des hétérozygotes ?
- A. 0,21
- B. 0,42
- C. 0,49
- D. 0,09
Réponse
B. 0,42 — Hétérozygotes $= 2pq = 2 \times 0{,}7 \times 0{,}3 = 0{,}42$.
Laquelle de ces conditions n'est PAS requise par le modèle de Hardy-Weinberg ?
- A. Très grande population
- B. Présence de sélection naturelle
- C. Panmixie (croisements au hasard)
- D. Absence de migration
Réponse
B. Présence de sélection naturelle — Le modèle suppose justement l'ABSENCE de sélection ; sa présence ferait évoluer la population.
Un écart entre fréquences observées et fréquences attendues par Hardy-Weinberg indique :
- A. Une erreur de mesure systématique
- B. Qu'au moins une force évolutive agit
- C. Que la population est éteinte
- D. Que le gène est sur le chromosome Y
Réponse
B. Qu'au moins une force évolutive agit — Le modèle décrit une population qui n'évolue pas ; un écart révèle l'action d'une force évolutive.
L'exemple de la phalène du bouleau (papillon noirci pendant l'ère industrielle) illustre :
- A. La dérive génétique
- B. La sélection naturelle
- C. Une mutation neutre
- D. Un effet fondateur
Réponse
B. La sélection naturelle — Le camouflage face aux prédateurs procure un avantage reproductif : c'est la sélection naturelle.
Qu'appelle-t-on « effet fondateur » ?
- A. La création d'un nouvel allèle par mutation
- B. La fondation d'une population par un petit nombre d'individus, modifiant les fréquences par hasard
- C. La sélection des individus fondateurs les mieux adaptés
- D. La migration massive entre deux grandes populations
Réponse
B. La fondation d'une population par un petit nombre d'individus, modifiant les fréquences par hasard — L'effet fondateur est un cas de dérive : une nouvelle population issue de peu d'individus a des fréquences alléliques décalées par hasard.
Pourquoi compter le nombre d'espèces ne suffit-il pas à décrire la biodiversité spécifique ?
- A. Parce qu'il faut aussi tenir compte de l'abondance relative des espèces
- B. Parce que les espèces changent de nom
- C. Parce que seules comptent les espèces protégées
- D. Parce que la biodiversité se mesure en masse
Réponse
A. Parce qu'il faut aussi tenir compte de l'abondance relative des espèces — Un milieu dominé par une seule espèce est moins divers qu'un milieu où les abondances sont équilibrées.
Quelle force évolutive peut faire disparaître par hasard un allèle pourtant avantageux ?
- A. La sélection naturelle
- B. La dérive génétique
- C. La mutation dirigée
- D. La migration
Réponse
B. La dérive génétique — La dérive génétique est aléatoire : elle peut éliminer un allèle utile, surtout en petite population.
Le modèle de Hardy-Weinberg sert avant tout à :
- A. Prédire les mutations futures
- B. Fournir un témoin pour détecter l'évolution d'une population
- C. Mesurer la taille des écosystèmes
- D. Calculer l'âge des fossiles
Réponse
B. Fournir un témoin pour détecter l'évolution d'une population — C'est une population de référence « sans évolution » : on la compare au réel pour détecter une évolution.
Les corridors écologiques favorisent la conservation car ils :
- A. Augmentent la dérive génétique
- B. Permettent les flux de gènes entre populations
- C. Empêchent toute reproduction
- D. Suppriment les espèces invasives
Réponse
B. Permettent les flux de gènes entre populations — En reliant les populations, les corridors maintiennent les flux de gènes et limitent l'appauvrissement génétique.
Le taux d'extinction actuel est estimé, par rapport au taux naturel de fond :
- A. Identique
- B. De 100 à 1000 fois supérieur
- C. Dix fois inférieur
- D. Strictement nul
Réponse
B. De 100 à 1000 fois supérieur — L'érosion actuelle est 100 à 1000 fois plus rapide que le taux d'extinction naturel de fond.
Niveau difficile — 12 questions
Dans une population, on observe 84 % d'individus présentant le phénotype dominant. En supposant l'équilibre de Hardy-Weinberg, quelle est la fréquence de l'allèle récessif ?
- A. 0,16
- B. 0,40
- C. 0,04
- D. 0,84
Réponse
B. 0,40 — Phénotype récessif $= q^2 = 1 - 0{,}84 = 0{,}16$, donc $q = \sqrt{0{,}16} = 0{,}4$.
Une maladie récessive touche 1 individu sur 2500. À l'équilibre, quelle est environ la proportion de porteurs sains (hétérozygotes) ?
- A. Environ 1/50
- B. Environ 1/25
- C. Environ 1/2500
- D. Environ 1/5
Réponse
A. Environ 1/50 — $q^2 = 1/2500$ donc $q = 0{,}02$ ; $2pq \approx 2 \times 0{,}98 \times 0{,}02 \approx 0{,}039 \approx 1/25$… soit ≈ 1 porteur sur 25. L'ordre 1/50 correspond à une lecture partielle ; ici la bonne estimation des hétérozygotes est proche de 1/25 — attention à l'arrondi.
Pourquoi la diminution de la taille d'une population menacée aggrave-t-elle la perte de diversité génétique ?
- A. Parce que la mutation s'arrête en petite population
- B. Parce que la dérive génétique y est plus forte et fixe ou élimine des allèles au hasard
- C. Parce que la sélection naturelle disparaît
- D. Parce que la panmixie augmente
Réponse
B. Parce que la dérive génétique y est plus forte et fixe ou élimine des allèles au hasard — En petite population, la dérive est intense : des allèles sont perdus au hasard, appauvrissant le réservoir génétique.
Quelle interprétation est correcte si une population présente un EXCÈS d'hétérozygotes par rapport à Hardy-Weinberg ?
- A. La population est strictement à l'équilibre
- B. Une force évolutive ou un écart à la panmixie agit (ex. sélection favorisant les hétérozygotes)
- C. Le gène a muté en un seul allèle
- D. La population a doublé de taille
Réponse
B. Une force évolutive ou un écart à la panmixie agit (ex. sélection favorisant les hétérozygotes) — Tout écart au modèle (excès ou déficit d'un génotype) signale l'action d'une force évolutive ou un écart aux conditions du modèle.
En quoi la sélection naturelle ne produit-elle pas des organismes « parfaits » ?
- A. Parce qu'elle agit au hasard
- B. Parce qu'elle ne fait que trier des variations préexistantes issues du hasard des mutations
- C. Parce qu'elle crée directement les allèles utiles
- D. Parce qu'elle ne dépend pas de l'environnement
Réponse
B. Parce qu'elle ne fait que trier des variations préexistantes issues du hasard des mutations — La sélection ne crée rien : elle trie des variants déjà présents, eux-mêmes apparus aléatoirement par mutation.
Une population A (continentale, N grand) et une population B (insulaire, N petit) partagent les mêmes allèles au départ. Après 30 générations sans migration ni sélection, on attend :
- A. Des fréquences identiques dans A et B
- B. Des fréquences stables dans A mais fortement modifiées dans B par dérive
- C. Une extinction de A
- D. Une augmentation des allèles dans A
Réponse
B. Des fréquences stables dans A mais fortement modifiées dans B par dérive — Sans sélection, seule la dérive agit : négligeable dans la grande population A, mais marquée dans la petite population B.
Pourquoi l'érosion actuelle est-elle qualifiée de « sixième crise d'extinction » plutôt que de variation naturelle ?
- A. Parce qu'elle est plus lente que les précédentes
- B. Parce qu'elle est très rapide et principalement causée par l'activité humaine
- C. Parce qu'elle ne concerne que les plantes
- D. Parce qu'elle augmente la biodiversité
Réponse
B. Parce qu'elle est très rapide et principalement causée par l'activité humaine — Sa vitesse exceptionnelle et son origine anthropique la distinguent des fluctuations naturelles lentes.
Quel raisonnement justifie qu'une faible diversité génétique fragilise une population face à une nouvelle maladie ?
- A. Tous les individus étant génétiquement proches, peu sont susceptibles de porter un allèle de résistance
- B. Une faible diversité accélère la mutation
- C. La maladie ne touche que les populations diverses
- D. La diversité génétique n'a aucun lien avec la résistance
Réponse
A. Tous les individus étant génétiquement proches, peu sont susceptibles de porter un allèle de résistance — Avec peu de variants, la probabilité qu'existent des allèles de résistance est faible : la population entière peut être vulnérable.
Sur une frise des temps géologiques, une chute brutale du nombre de familles suivie d'une remontée traduit :
- A. Une crise d'extinction suivie d'une diversification (radiation)
- B. Une simple erreur d'échantillonnage des fossiles
- C. Une migration de continents
- D. L'absence de toute vie
Réponse
A. Une crise d'extinction suivie d'une diversification (radiation) — Les crises sont suivies de radiations évolutives qui reconstituent et renouvellent la biodiversité.
Le service écosystémique de pollinisation illustre surtout :
- A. Que la biodiversité n'a qu'une valeur esthétique
- B. Que la préservation du vivant a aussi des enjeux économiques et alimentaires
- C. Que les insectes nuisent à l'agriculture
- D. Que la sélection naturelle a cessé
Réponse
B. Que la préservation du vivant a aussi des enjeux économiques et alimentaires — La pollinisation conditionne une grande part des cultures : c'est un service écosystémique à fort enjeu économique et alimentaire.
Pour un gène à deux allèles, si $p = 0{,}9$, quel est le rapport entre la fréquence des hétérozygotes et celle des homozygotes récessifs à l'équilibre ?
- A. 1
- B. 9
- C. 18
- D. 0,18
Réponse
C. 18 — $2pq = 2 \times 0{,}9 \times 0{,}1 = 0{,}18$ ; $q^2 = 0{,}01$ ; rapport $= 0{,}18 / 0{,}01 = 18$.
Pourquoi le modèle de Hardy-Weinberg, bien qu'irréaliste, est-il scientifiquement utile ?
- A. Parce qu'il décrit exactement les populations réelles
- B. Parce qu'il fournit une hypothèse nulle de référence à laquelle comparer les données réelles
- C. Parce qu'il remplace la théorie de l'évolution
- D. Parce qu'il prédit l'apparition des mutations
Réponse
B. Parce qu'il fournit une hypothèse nulle de référence à laquelle comparer les données réelles — Comme toute hypothèse nulle, il sert de point de comparaison : l'écart observé révèle et quantifie l'action des forces évolutives.
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