Lycée · Terminale · Spécialité SVT
Évolution et sélection naturelle
Mécanismes de l'évolution, sélection naturelle et adaptation des populations (programme de Terminale spécialité SVT)
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Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 37 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
Quelle est la source ultime de la diversité génétique au sein d'une espèce ?
- A. La sélection naturelle
- B. Les mutations de l'ADN
- C. La dérive génétique
- D. La fécondation
Réponse
B. Les mutations de l'ADN — Les mutations sont les seules à créer de nouveaux allèles ; elles constituent la source ultime de diversité génétique.
La sélection naturelle agit directement sur :
- A. Le génotype
- B. Le phénotype
- C. Les gamètes uniquement
- D. L'ADN mitochondrial
Réponse
B. Le phénotype — La sélection naturelle agit sur les phénotypes (ce que l'on observe) et favorise indirectement les génotypes à l'origine des phénotypes avantageux.
Qu'est-ce que la valeur sélective (fitness) ?
- A. Le poids corporel d'un individu
- B. La taille de la population
- C. Le succès reproductif relatif d'un génotype
- D. La vitesse de mutation d'un gène
Réponse
C. Le succès reproductif relatif d'un génotype — La valeur sélective mesure la capacité d'un génotype à survivre et à se reproduire par rapport aux autres génotypes.
La dérive génétique a des effets plus importants dans :
- A. Les grandes populations
- B. Les populations d'insectes uniquement
- C. Les petites populations
- D. Les populations en équilibre de Hardy-Weinberg
Réponse
C. Les petites populations — La dérive est due à l'échantillonnage aléatoire : plus la population est petite, plus les fluctuations aléatoires des fréquences alléliques sont importantes.
L'effet fondateur est un cas particulier de :
- A. Sélection naturelle
- B. Mutation
- C. Dérive génétique
- D. Flux génique
Réponse
C. Dérive génétique — L'effet fondateur est une forme de dérive génétique survenant lors de la colonisation d'un nouveau territoire par un petit groupe.
Selon le concept biologique de l'espèce, deux populations appartiennent à la même espèce si elles :
- A. Ont le même habitat
- B. Peuvent se reproduire et donner une descendance fertile
- C. Ont des phénotypes identiques
- D. Vivent sur le même continent
Réponse
B. Peuvent se reproduire et donner une descendance fertile — Le critère principal est l'interfécondité et la fertilité de la descendance, selon la définition de Mayr.
Quel type de fossile est considéré comme une forme de transition entre poissons et tétrapodes ?
- A. Archaeopteryx
- B. Tiktaalik
- C. Dunkleosteus
- D. Cœlacanthe
Réponse
B. Tiktaalik — Tiktaalik (découvert en 2004) présente des caractères intermédiaires entre poissons à nageoires et tétrapodes (membres en cours de formation).
La spéciation allopatrique implique :
- A. La polyploïdie
- B. Un isolement géographique entre populations
- C. Une sélection sexuelle intense
- D. Un flux génique élevé
Réponse
B. Un isolement géographique entre populations — L'allopatrie signifie que les populations sont séparées géographiquement, ce qui permet leur divergence génétique jusqu'à l'isolement reproducteur.
Le mélanisme industriel chez la phalène du bouleau est un exemple de sélection :
- A. Stabilisante
- B. Disruptive
- C. Sexuelle
- D. Directionnelle
Réponse
D. Directionnelle — La sélection directionnelle déplace la fréquence vers un extrême : ici, la forme sombre a été favorisée dans les zones industrialisées.
L'équilibre de Hardy-Weinberg prédit que dans une population idéale :
- A. Les fréquences alléliques changent chaque génération
- B. Les fréquences alléliques restent constantes si aucune force évolutive n'agit
- C. La sélection naturelle fixe tous les allèles avantageux
- D. La dérive élimine tous les allèles rares
Réponse
B. Les fréquences alléliques restent constantes si aucune force évolutive n'agit — Hardy-Weinberg est un modèle nul : les fréquences sont stables en l'absence de sélection, dérive, mutation et migration.
Un organe vestigial est :
- A. Un organe parfaitement fonctionnel issu d'une adaptation récente
- B. Un organe réduit et peu fonctionnel, héritage de l'ancêtre
- C. Un organe apparu de novo par mutation
- D. Un organe commun à toutes les espèces
Réponse
B. Un organe réduit et peu fonctionnel, héritage de l'ancêtre — Les organes vestigiaux (ex. : os du bassin chez la baleine) sont des reliques de l'histoire évolutive, preuves de l'évolution par anatomie comparée.
La polyploïdie est un mécanisme de spéciation :
- A. Allopatrique uniquement
- B. Sympatrique, fréquente chez les plantes
- C. Impossible chez les végétaux
- D. Postzygotique sans isolement
Réponse
B. Sympatrique, fréquente chez les plantes — La polyploïdie (doublement du nombre de chromosomes) isole immédiatement l'hybride de ses parents et est très fréquente chez les plantes cultivées (blé, coton).
Niveau moyen — 12 questions
Dans une population où p(A) = 0,4 et q(a) = 0,6, la fréquence attendue d'hétérozygotes Aa à l'équilibre de Hardy-Weinberg est :
- A. 0,16
- B. 0,48
- C. 0,36
- D. 0,24
Réponse
B. 0,48 — 2pq = 2 × 0,4 × 0,6 = 0,48.
Un allèle délétère récessif persiste à basse fréquence dans une population car :
- A. Il n'est jamais soumis à la sélection
- B. Il est protégé à l'état hétérozygote (pas de désavantage pour les porteurs)
- C. Il mute constamment
- D. Il confère un avantage aux homozygotes
Réponse
B. Il est protégé à l'état hétérozygote (pas de désavantage pour les porteurs) — Les hétérozygotes Aa n'expriment pas le phénotype délétère (allèle récessif masqué) ; la sélection ne peut agir que sur les homozygotes aa, de plus en plus rares.
La sélection stabilisante :
- A. Favorise les individus aux phénotypes extrêmes
- B. Favorise les phénotypes intermédiaires et réduit la variance
- C. Déplace la moyenne phénotypique vers un extrême
- D. N'agit que sur les allèles neutres
Réponse
B. Favorise les phénotypes intermédiaires et réduit la variance — La sélection stabilisante élimine les extrêmes et maintient la moyenne phénotypique (ex. : poids à la naissance chez l'Homme : les très petits et très gros bébés ont une mortalité plus élevée).
Le goulet d'étranglement génétique diffère de l'effet fondateur en ce que :
- A. Il concerne une population existante réduite brusquement, pas une fondation
- B. Il implique toujours une migration vers une île
- C. Il n'affecte pas la diversité génétique
- D. Il est toujours suivi d'une sélection directionnelle
Réponse
A. Il concerne une population existante réduite brusquement, pas une fondation — Le goulet d'étranglement réduit drastiquement une population existante (catastrophe) ; l'effet fondateur concerne la colonisation par un petit groupe fondateur.
L'isolement temporel entre deux espèces proches est un mécanisme d'isolement reproducteur :
- A. Postzygotique
- B. Prézygotique
- C. Génomique
- D. Comportemental sexuel
Réponse
B. Prézygotique — L'isolement temporel (saisons de reproduction différentes) empêche la rencontre des gamètes, c'est donc un mécanisme prézygotique.
Selon la théorie neutraliste de Kimura, la majorité des variations moléculaires observées entre espèces est due à :
- A. La sélection positive
- B. La sélection négative
- C. La dérive génétique d'allèles neutres
- D. L'effet fondateur uniquement
Réponse
C. La dérive génétique d'allèles neutres — Kimura postule que la plupart des substitutions nucléotidiques sont neutres (ni avantageuses ni désavantageuses) et s'accumulent par dérive génétique.
Une espèce de poisson d'eau douce est séparée en deux populations par l'assèchement d'un lac. Après 10 000 ans, elles ne peuvent plus se reproduire entre elles. Il s'agit d'une spéciation :
- A. Sympatrique par polyploïdie
- B. Allopatrique
- C. Par sélection sexuelle uniquement
- D. Provoquée par un flux génique élevé
Réponse
B. Allopatrique — La séparation géographique (deux lacs distincts) entraîne une divergence génétique et finalement un isolement reproducteur : c'est la spéciation allopatrique classique.
Dans l'expérience LTEE de Lenski, la convergence adaptative observée dans les 12 lignées d'E. coli illustre que :
- A. L'évolution est totalement aléatoire et imprévisible
- B. Des pressions de sélection similaires conduisent à des solutions adaptatives similaires
- C. La dérive génétique domine dans toutes les lignées
- D. Les mutations sont orientées par l'environnement
Réponse
B. Des pressions de sélection similaires conduisent à des solutions adaptatives similaires — La convergence adaptative (mêmes mutations apparues indépendamment dans plusieurs lignées) montre que la sélection favorise des solutions similaires face aux mêmes contraintes.
Un individu hétérozygote Aa a une valeur sélective w = 1,2, supérieure à AA (w = 1) et aa (w = 0,8). Ce phénomène s'appelle :
- A. Dominance complète
- B. Surdominance (ou hétérosis)
- C. Epistasie
- D. Dérive balancée
Réponse
B. Surdominance (ou hétérosis) — La surdominance (hétérosis) est le cas où l'hétérozygote a une valeur sélective supérieure aux deux homozygotes, maintenant les deux allèles dans la population (ex. : drépanocytose en zone impaludée).
La drépanocytose (allèle HbS) est maintenue à fréquence élevée en Afrique subsaharienne car :
- A. L'allèle HbS est dominant et avantageux dans tous les contextes
- B. Les hétérozygotes HbA/HbS sont protégés contre le paludisme (surdominance)
- C. L'allèle HbS est neutre et s'accumule par dérive
- D. La sélection disruptive favorise les deux homozygotes
Réponse
B. Les hétérozygotes HbA/HbS sont protégés contre le paludisme (surdominance) — Les hétérozygotes HbA/HbS ont une meilleure survie en zone impaludée que les homozygotes HbA/HbA (sensibles au paludisme) ou HbS/HbS (drépanocytose grave) : surdominance.
Des organes analogues (comme l'aile de l'oiseau et l'aile de la chauve-souris) diffèrent des organes homologues car :
- A. Ils ont la même origine évolutive mais des fonctions différentes
- B. Ils ont des fonctions similaires mais des origines évolutives différentes
- C. Ils dérivent toujours de la même espèce ancêtre
- D. Ils sont uniquement présents chez les vertébrés
Réponse
B. Ils ont des fonctions similaires mais des origines évolutives différentes — Analogie = même fonction, origines différentes (convergence évolutive). Homologie = même origine embryologique, fonctions potentiellement différentes.
Laquelle de ces observations constitue une preuve moléculaire de l'évolution ?
- A. La présence de fossiles dans des roches sédimentaires
- B. L'universalité du code génétique chez tous les êtres vivants
- C. La distribution géographique des Marsupiaux en Australie
- D. Les organes vestigiaux chez la baleine
Réponse
B. L'universalité du code génétique chez tous les êtres vivants — L'universalité du code génétique (ADN → protéines selon le même code) dans tous les êtres vivants est une preuve moléculaire d'une origine commune.
Niveau difficile — 13 questions
Si le coefficient de sélection contre un allèle récessif est s = 0,1, quel est w (valeur sélective) des homozygotes récessifs ?
- A. 1,1
- B. 0,9
- C. 0,1
- D. 0,01
Réponse
B. 0,9 — w = 1 − s = 1 − 0,1 = 0,9.
Dans une population de 50 individus diploïdes, la probabilité qu'un allèle neutre à fréquence initiale p se fixe est :
- A. 1/100
- B. p
- C. 1/50
- D. 2p
Réponse
B. p — Théorème de Kimura : la probabilité de fixation d'un allèle neutre est égale à sa fréquence initiale p, indépendamment de la taille de la population.
Un écart significatif à l'équilibre de Hardy-Weinberg (déficit en hétérozygotes) peut indiquer :
- A. Un flux génique élevé entre populations
- B. Une sélection contre les hétérozygotes ou une consanguinité
- C. Une mutation uniquement
- D. Une dérive dans une grande population
Réponse
B. Une sélection contre les hétérozygotes ou une consanguinité — Un déficit en hétérozygotes peut résulter d'une sélection contre les hétérozygotes ou d'une reproduction non aléatoire (consanguinité, accouplement assortatif).
La sélection disruptive favorise à terme :
- A. La stabilité phénotypique
- B. L'élimination de tous les phénotypes extrêmes
- C. La divergence et potentiellement la spéciation sympatrique
- D. La dérive génétique uniquement
Réponse
C. La divergence et potentiellement la spéciation sympatrique — La sélection disruptive favorisant les extrêmes peut conduire à une divergence génétique des deux sous-populations et potentiellement à la spéciation sympatrique si un isolement reproducteur s'établit.
Quelle est la conséquence principale d'un goulet d'étranglement sévère sur la capacité d'adaptation future d'une espèce ?
- A. Elle augmente la diversité génétique disponible
- B. Elle réduit la variation génétique, limitant la réponse à la sélection
- C. Elle accélère la spéciation sympatrique
- D. Elle n'a aucun effet à long terme
Réponse
B. Elle réduit la variation génétique, limitant la réponse à la sélection — Après un goulet d'étranglement, la diversité génétique est réduite (homozygotie accrue). La sélection naturelle dispose de moins de variants sur lesquels agir, ce qui réduit la capacité d'adaptation de l'espèce.
Un phylogénéticien reconstruit un arbre à partir de séquences d'ADN. Il observe que deux espèces A et B ont une séquence très similaire. Cela signifie :
- A. Elles ont nécessairement le même phénotype
- B. Elles partagent un ancêtre commun récent
- C. Elles sont en cours de spéciation allopatrique
- D. Leurs allèles ont évolué uniquement par dérive
Réponse
B. Elles partagent un ancêtre commun récent — La similarité moléculaire reflète un ancêtre commun récent : moins il s'est écoulé de temps depuis la divergence, moins les séquences ont accumulé de substitutions.
Le maintien d'un polymorphisme équilibré (deux allèles coexistant) peut résulter de :
- A. La dérive génétique uniquement
- B. La surdominance ou la sélection dépendante de la fréquence
- C. La sélection directionnelle constante
- D. L'absence totale de mutations
Réponse
B. La surdominance ou la sélection dépendante de la fréquence — La surdominance (ex. : HbA/HbS en zone impaludée) et la sélection dépendante de la fréquence (allèle favorisé quand il est rare) maintiennent les deux allèles en équilibre stable.
L'espèce Spartina anglica, née au XIXe siècle, est issue d'une hybridation entre deux espèces suivie d'un doublement chromosomique. C'est un exemple de spéciation :
- A. Allopatrique par isolement géographique
- B. Sympatrique par allopolyploïdie
- C. Par dérive génétique
- D. Par sélection sexuelle
Réponse
B. Sympatrique par allopolyploïdie — Spartina anglica est un allopolyploïde : hybride interspécifique dont le génome a été doublé, créant immédiatement une barrière chromosomique avec les espèces parentales (spéciation sympatrique instantanée).
Dans une population où p = 0,02 pour un allèle rare, après un goulet d'étranglement réduisant la population à N = 5 individus (10 allèles), la fréquence de cet allèle dans les fondateurs suit :
- A. Exactement p = 0,02
- B. Une distribution binomiale autour de 0,02, avec grande variance
- C. Toujours 0 (élimination certaine)
- D. Une loi normale parfaite
Réponse
B. Une distribution binomiale autour de 0,02, avec grande variance — Avec seulement 10 allèles, l'échantillonnage aléatoire suit une loi binomiale avec grande variance : la fréquence observée peut varier fortement, illustrant l'amplitude de la dérive lors de l'effet fondateur.
La convergence évolutive entre les dauphins et les requins pour la forme fusiforme illustre :
- A. Une homologie structurale
- B. Une analogie par sélection vers des solutions adaptatives similaires
- C. L'effet fondateur commun
- D. La théorie neutraliste
Réponse
B. Une analogie par sélection vers des solutions adaptatives similaires — Dauphins et requins ne partagent pas un ancêtre commun récent mais ont convergé vers une forme fusiforme grâce à la sélection naturelle (même contrainte : milieu aquatique). C'est une analogie (convergence évolutive), non une homologie.
Si une mutation neutre survient dans une population de taille effective Ne = 1 000, sa probabilité de fixation est :
- A. 1/2000
- B. 1/1000
- C. 1/500
- D. Elle ne peut pas se fixer
Réponse
A. 1/2000 — La probabilité de fixation d'une nouvelle mutation neutre est 1/(2Ne) = 1/2000 (chaque nouvelle mutation est représentée par 1 copie parmi 2Ne allèles dans une population diploïde).
Le concept de paysage adaptatif de Sewall Wright modélise :
- A. La distribution géographique des espèces
- B. Les combinaisons génotypiques en fonction de leur valeur sélective (reliefs = fitness)
- C. Les flux migratoires entre populations
- D. L'évolution temporelle des mutations neutres
Réponse
B. Les combinaisons génotypiques en fonction de leur valeur sélective (reliefs = fitness) — Le paysage adaptatif représente l'espace des génotypes possibles, chaque point ayant une altitude proportionnelle à sa valeur sélective. La sélection pousse les populations vers des sommets locaux ; la dérive permet de traverser des vallées de fitness inférieure.
Pourquoi la comparaison des pseudogènes entre espèces est-elle particulièrement informative pour la phylogénie moléculaire ?
- A. Car les pseudogènes codent pour des protéines conservées
- B. Car étant non fonctionnels, leurs mutations s'accumulent sans sélection et reflètent mieux la divergence neutre
- C. Car les pseudogènes sont identiques chez tous les mammifères
- D. Car ils mutent à une vitesse nulle
Réponse
B. Car étant non fonctionnels, leurs mutations s'accumulent sans sélection et reflètent mieux la divergence neutre — Les pseudogènes ne codent plus de protéines fonctionnelles, donc les mutations s'y accumulent librement (pas de contrainte sélective). Leur taux de divergence reflète la divergence neutre depuis l'ancêtre commun, ce qui en fait de bons horloges moléculaires pour la phylogénie.
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