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Ces exercices corrigés sur « L'évolution comme grille de lecture du monde vivant » 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 : L'évolution : une théorie scientifique unificatrice, La variabilité génétique, matière première de l'évolution, La sélection naturelle : un tri non aléatoire, La dérive génétique : le hasard évolutif. 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 — Vocabulaire de l'évolution
Définis ou identifie précisément chaque notion clé du chapitre.
- Donne une définition de l'évolution biologique en une phrase, en mentionnant les fréquences alléliques.
- Quelle est la différence entre une mutation et la sélection naturelle quant à leur caractère aléatoire ?
- Qu'appelle-t-on la « valeur sélective » d'un individu ?
- Distingue l'effet de fondateur du goulot d'étranglement.
1. L'évolution biologique est la modification, au cours des générations, des caractères héréditaires des populations ; elle se traduit par une variation des fréquences alléliques au sein d'une population.
2. Les mutations sont aléatoires : elles surviennent par hasard, indépendamment de tout besoin. La sélection naturelle est au contraire non aléatoire : elle trie les variants selon leur avantage reproducteur dans un milieu donné. Formule : « la mutation propose, la sélection dispose ».
3. La valeur sélective (ou succès reproducteur) mesure la capacité d'un individu à survivre et à laisser une descendance fertile dans son environnement ; plus elle est élevée, plus ses allèles se répandent.
4. L'effet de fondateur concerne une petite population qui colonise un nouveau milieu : elle ne porte qu'un échantillon des allèles de la population d'origine. Le goulot d'étranglement est une réduction brutale de l'effectif (catastrophe, épidémie) qui appauvrit aussi le pool génétique. Les deux amplifient la dérive génétique.
Exercice 2 — Sélection naturelle : les trois conditions
On étudie une population d'escargots dont la coquille est soit claire, soit foncée ; les oiseaux repèrent plus facilement les coquilles claires sur un sol sombre.
- Vérifie que les trois conditions de la sélection naturelle sont réunies dans cette situation.
- Indique le sens de l'évolution attendu pour la fréquence de l'allèle « coquille foncée ».
- Si le sol devenait clair (par exemple à cause d'un changement de milieu), que prévois-tu pour cette fréquence ?
1. Les trois conditions sont réunies : (a) variabilité — il existe des coquilles claires et foncées ; (b) hérédité — la couleur de la coquille est un caractère transmis à la descendance ; (c) différence de reproduction — les escargots clairs, plus repérés et mangés, laissent moins de descendants que les foncés, mieux camouflés.
2. La fréquence de l'allèle « coquille foncée » devrait augmenter au fil des générations, car les escargots foncés survivent mieux et se reproduisent davantage.
3. Sur un sol clair, l'avantage s'inverse : ce sont les coquilles claires qui seraient les mieux camouflées. La pression de sélection changeant de sens, la fréquence de l'allèle « coquille foncée » devrait alors diminuer. Cela montre que le caractère avantageux dépend du milieu.
Exercice 3 — Lecture d'un graphique de dérive génétique
Le graphique du cours (section 4) compare l'évolution de la fréquence d'un allèle a dans une petite population (N=20) et une grande population (N=2000) sur 50 générations.
- Décris l'évolution de la fréquence de l'allèle a dans chaque population.
- L'allèle a procure-t-il un avantage sélectif ? Justifie à partir des deux courbes.
- Explique pourquoi la taille de la population influence l'ampleur de la dérive génétique.
1. Dans la petite population (N=20), la fréquence varie fortement et de façon erratique (0,5 → 0,62 → 0,4 → 0,7 → 0,88 → 1,0) : elle finit par atteindre 1,0, c'est-à-dire la fixation de l'allèle a. Dans la grande population (N=2000), la fréquence reste stable autour de 0,5 (entre 0,49 et 0,52).
2. Non, l'allèle a ne procure aucun avantage sélectif. S'il était avantageux, il augmenterait aussi dans la grande population. Or il y reste stable : sa variation dans la petite population est donc due au seul hasard de l'échantillonnage des reproducteurs, c'est la dérive génétique.
3. Dans une petite population, peu d'individus se reproduisent : le tirage au sort des allèles transmis est très sensible aux fluctuations aléatoires (comme peu de tirages à pile ou face donnent facilement un déséquilibre). Dans une grande population, la loi des grands nombres lisse ces fluctuations et la fréquence reste proche de sa valeur de départ.
Exercice 4 — Antibiorésistance : raisonnement
Un patient prend un antibiotique. Avant le traitement, 1 bactérie sur 1000 de sa flore est porteuse d'une mutation de résistance.
- L'antibiotique a-t-il provoqué l'apparition de la résistance ? Justifie.
- Décris ce qui arrive aux bactéries sensibles et aux bactéries résistantes pendant le traitement.
- Explique pourquoi arrêter trop tôt un traitement antibiotique favorise la résistance.
1. Non. La résistance existait déjà avant le traitement (1 bactérie sur 1000). L'antibiotique n'a pas créé la mutation : celle-ci était présente par hasard. L'antibiotique exerce seulement une pression de sélection qui favorise ces bactéries déjà résistantes.
2. Pendant le traitement, les bactéries sensibles sont éliminées (elles meurent), tandis que les bactéries résistantes survivent. Libérées de la concurrence des sensibles, elles se multiplient et leur fréquence augmente fortement dans la flore.
3. Arrêter trop tôt laisse survivre les bactéries les moins sensibles (résistance partielle ou en cours d'installation), qui n'ont pas été toutes éliminées. Elles peuvent alors proliférer et transmettre leur résistance. Aller au bout du traitement vise à éliminer la totalité de la population, y compris les variants les plus résistants.
Exercice 5 — Spéciation des pinsons des Galápagos
On admet qu'une seule espèce de pinson a colonisé l'archipel des Galápagos il y a quelques millions d'années, puis a donné plusieurs espèces aux becs différents.
- Quel événement initial a permis que des populations évoluent séparément ?
- Cite les mécanismes évolutifs qui ont fait diverger les populations sur les différentes îles.
- À quel critère reconnaît-on aujourd'hui que ces pinsons forment des espèces distinctes ?
1. L'isolement géographique : les pinsons se sont répartis sur des îles différentes de l'archipel, séparées par la mer. Les populations ne pouvaient plus se reproduire entre elles (isolement = base de la spéciation allopatrique).
2. Sur chaque île, les populations ont évolué indépendamment sous l'effet de : (a) mutations distinctes ; (b) la sélection naturelle, le bec s'adaptant à la ressource alimentaire disponible (graines dures, insectes, nectar) ; (c) la dérive génétique, d'autant plus que les populations insulaires sont petites.
3. Le critère est l'isolement reproducteur : deux populations forment deux espèces distinctes lorsqu'elles ne peuvent plus se reproduire entre elles en donnant une descendance fertile. On parle de radiation adaptative à partir d'un ancêtre commun.
Exercice 6 — Analyse de document scientifique : géospizes et sécheresse
Document — Sur l'île Daphné Major (Galápagos), les biologistes P. et R. Grant ont suivi le pinson Geospiza fortis. Après la sécheresse de 1977, seules subsistèrent de grosses graines dures. La taille moyenne du bec des survivants a augmenté l'année suivante : « Les oiseaux à gros bec, capables de casser les grosses graines, ont mieux survécu et se sont davantage reproduits. La taille du bec étant héréditaire, la descendance de 1978 présentait un bec en moyenne plus grand. »
- Identifie la pression de sélection qui s'est exercée pendant la sécheresse de 1977.
- Montre, en utilisant les trois conditions de la sélection naturelle, que le document décrit bien une sélection naturelle.
- Le document précise que « la taille du bec est héréditaire ». Pourquoi cette précision est-elle indispensable au raisonnement évolutif ?
- Cette évolution observée en un an remet-elle en cause l'idée que l'évolution est lente ? Discute.
1. La pression de sélection est la raréfaction des petites graines après la sécheresse : seules restent de grosses graines dures, difficiles à casser. La nourriture disponible devient un facteur de tri.
2. Les trois conditions sont vérifiées : (a) variabilité — les pinsons ont des becs de tailles différentes ; (b) hérédité — « la taille du bec est héréditaire », donc transmise à la descendance ; (c) différence de reproduction — les oiseaux à gros bec « ont mieux survécu et se sont davantage reproduits ». Le tri non aléatoire des variants selon leur succès reproducteur correspond à la définition de la sélection naturelle.
3. Sans hérédité du caractère, l'avantage des survivants à gros bec ne serait pas transmis à la génération suivante : la composition de la population reviendrait à son état initial. C'est parce que le caractère est héréditaire que le changement de fréquence se maintient et s'accumule au fil des générations. L'hérédité est donc une condition nécessaire de l'évolution.
4. Cet exemple montre que l'évolution peut être rapide et mesurable quand la pression de sélection est forte et que les générations se succèdent vite. L'idée d'une évolution « lente » correspond surtout à l'échelle des grandes transformations (spéciation, nouveaux plans d'organisation), qui demandent beaucoup de générations. Les deux ne sont pas contradictoires : le mécanisme est le même, seules l'intensité de la sélection et la durée diffèrent.