Enseignement scientifique · Classe de Terminale

L'origine et l'histoire de la vie

Apparition de la vie, biodiversité passée et crises — thème « Science, climat et société » (Enseignement scientifique Terminale)

À propos de cette page

Ces exercices corrigés sur « L'origine et l'histoire de la vie » 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 : Une Terre, un berceau pour la vie, L'apparition de la vie et LUCA, Dater les roches et les fossiles : la radiochronologie, Les archives de la vie : fossiles et stratigraphie. 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 conditions de l'apparition de la vie

À partir du cours, réponds par des phrases courtes à chaque question sur les débuts de la vie.

Quel âge a la Terre, et de combien de temps après sa formation datent les premières traces de vie ?
Cite les trois conditions ayant rendu la Terre habitable.
Qu'a montré l'expérience de Miller (1953) ?

Corrigé :
1. La Terre s'est formée il y a environ 4,6 milliards d'années (Ga). Les plus anciennes traces de vie datent d'environ 3,5 à 3,8 Ga, soit seulement quelques centaines de millions d'années après sa formation : la vie est donc apparue rapidement.
2. Les trois conditions sont : la présence d'eau liquide (liée à la distance Terre–Soleil), une température modérée (stabilisée par l'effet de serre et l'atmosphère) et la disponibilité des éléments chimiques de la matière organique (C, H, O, N, P, S).
3. L'expérience de Miller a montré qu'à partir d'un mélange de gaz simples soumis à des décharges électriques (simulant les conditions de la Terre primitive), il se forme spontanément des molécules organiques, notamment des acides aminés : une chimie prébiotique est donc possible.

Exercice 2 — LUCA et la parenté du vivant

Explique en quoi les caractères communs aux êtres vivants soutiennent l'existence de LUCA.

Définis LUCA. Est-ce le premier être vivant apparu sur Terre ? Justifie.
Cite trois caractères communs à tous les êtres vivants actuels.
Comment ces points communs s'expliquent-ils ?

Corrigé :
1. LUCA (Last Universal Common Ancestor) est le dernier ancêtre commun universel à tous les êtres vivants actuels. Ce n'est pas le premier être vivant : c'est l'organisme dont descendent toutes les espèces existantes ; d'autres lignées plus anciennes ont pu exister mais n'ont pas laissé de descendants aujourd'hui.
2. Trois caractères universels : une membrane plasmique, un métabolisme fondé sur l'ATP, et une information génétique portée par l'ADN avec un code génétique quasi universel.
3. Ces points communs s'expliquent par une origine commune : tous les êtres vivants sont apparentés et descendent de LUCA. Une apparition indépendante de chaque lignée rendrait improbable un tel partage de caractères.

Exercice 3 — Radiochronologie et demi-vie

Utilise la loi de décroissance radioactive pour répondre aux questions de datation.

Rappelle la relation entre la demi-vie $t_{1/2}$ et la constante de désintégration $\lambda$.
Un échantillon ne contient plus que $25\,\%$ de ses noyaux pères initiaux. Combien de demi-vies se sont écoulées ?
Pour ce même échantillon, sachant que la demi-vie de l'isotope est de $1\,300$ Ma, calcule l'âge de la roche.
Pourquoi n'utilise-t-on pas le Carbone 14 ($t_{1/2} \approx 5\,730$ ans) pour dater une roche de $2$ Ga ?

Corrigé :
1. $t_{1/2} = \dfrac{\ln 2}{\lambda}$ : la demi-vie est inversement proportionnelle à la constante de désintégration.
2. À chaque demi-vie, la proportion de noyaux pères est divisée par $2$. On passe de $100\,\%$ à $50\,\%$ (1 demi-vie) puis à $25\,\%$ (2 demi-vies). Il s'est donc écoulé 2 demi-vies.
3. $\text{âge} = 2 \times t_{1/2} = 2 \times 1\,300 = \mathbf{2\,600\ Ma}$, soit $2{,}6$ Ga.
4. Le Carbone 14 a une demi-vie très courte ($\sim 5\,730$ ans). Après $2$ Ga, c'est-à-dire des centaines de milliers de demi-vies, il ne resterait pratiquement aucun noyau père détectable : le chronomètre est « épuisé ». On choisit un isotope dont la demi-vie est de l'ordre de l'âge à mesurer (ex. U/Pb).

Exercice 4 — Stratigraphie et fossiles stratigraphiques

Applique les principes de la stratigraphie et la notion de fossile repère.

Énonce le principe de superposition.
Quelles caractéristiques doit avoir une espèce pour être un bon fossile stratigraphique ?
On trouve une même espèce d'ammonite dans deux affleurements éloignés de plusieurs centaines de kilomètres. Que peut-on en déduire sur l'âge de ces couches ?

Corrigé :
1. Principe de superposition : dans une série sédimentaire non déformée, une couche est plus récente que la couche qu'elle recouvre (et plus ancienne que celle qui la recouvre).
2. Un bon fossile stratigraphique (de zone) doit être : à large répartition géographique, abondant (donc facile à retrouver) et avoir existé pendant une courte durée géologique. Ainsi sa présence date précisément la couche.
3. Comme cette ammonite est un fossile stratigraphique présent dans les deux affleurements, on peut corréler les deux couches : elles ont le même âge, malgré leur éloignement. C'est une application du principe de continuité combiné à l'usage des fossiles repères.

Exercice 5 — Lecture de la courbe de biodiversité

Analyse le graphique de l'évolution de la biodiversité marine pour répondre.

Décris l'allure générale de la courbe de biodiversité ci-dessous sur le long terme.
Identifie la période où la biodiversité s'effondre le plus fortement et nomme la crise correspondante.
Comment la biodiversité se reconstitue-t-elle après une crise ?

Corrigé :

Ampleur estimée des cinq grandes crises biologiques (« Big Five »).

1. Sur le long terme, la biodiversité marine (nombre de familles) augmente globalement depuis $-540$ Ma, mais cette croissance n'est pas régulière : elle est interrompue par des chutes brutales.
2. L'effondrement le plus marqué se situe vers $-250$ Ma, à la fin du Permien : c'est la crise la plus massive de l'histoire de la vie (jusqu'à $\sim 90\,\%$ des espèces marines disparues).
3. Après une crise, les groupes survivants se diversifient rapidement (radiation évolutive) en occupant les niches écologiques libérées : la biodiversité se reconstruit, parfois à un niveau supérieur.

Exercice 6 — Analyse de document — la crise K-Pg

Exploite le document scientifique suivant pour reconstituer un raisonnement sur la crise de la fin du Crétacé.

Document. « À la limite Crétacé-Paléogène ($-66$ Ma), on observe partout dans le monde une fine couche d'argile anormalement riche en iridium, élément rare dans la croûte terrestre mais abondant dans les météorites. À proximité, on a découvert le cratère de Chicxulub (180 km de diamètre), daté de $-66$ Ma, ainsi que des quartz choqués. À la même époque, un volcanisme massif (trapps du Deccan) émettait d'énormes quantités de gaz et de poussières. » — D'après des données géologiques.
Quel indice du document suggère un impact météoritique ?
Quel autre phénomène, contemporain, est mentionné comme cause possible ?
Propose un scénario reliant ces évènements à l'extinction massive observée.
En quoi cet exemple illustre-t-il la démarche scientifique ?

Corrigé :
1. L'excès d'iridium (élément rare sur Terre mais abondant dans les météorites), associé au cratère de Chicxulub daté de $-66$ Ma et aux quartz choqués, sont les indices d'un impact météoritique majeur à la limite K-Pg.
2. Le document mentionne aussi un volcanisme massif contemporain : les trapps du Deccan (Inde), qui ont rejeté d'énormes quantités de gaz et de poussières.
3. Scénario : impact + volcanisme → projection de poussières et d'aérosols dans l'atmosphère → obscurcissement et refroidissement → effondrement de la photosynthèse → rupture des chaînes alimentaires → extinction massive (dont les dinosaures non aviens).
4. Cet exemple illustre la démarche scientifique : on ne « voit » pas la crise, on la reconstitue à partir d'un faisceau d'indices convergents (géochimiques, géologiques) menant à un scénario explicatif testable et discuté.

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