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Domestication des plantes : sélection et amélioration
Plante sauvage et plante domestiquée, traits de domestication et défenses perdues, téosinte et maïs, blé et polyploïdie, création de variétés et semences, uniformité génétique et maladies, effets de la domestication sur l’humain.
À propos de cette page
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
La domestication des plantes a commencé :
- A. à l’Antiquité romaine, il y a environ 2 000 ans
- B. au Néolithique, il y a environ 10 000 ans
- C. au Paléolithique, il y a environ 100 000 ans
- D. au Moyen Âge, avec l’essor des monastères
Réponse
B. au Néolithique, il y a environ 10 000 ans — Les premières plantes domestiquées datent du Néolithique, il y a environ 10 000 ans, dans plusieurs foyers indépendants.
Chez une céréale cultivée, un rachis non fragile signifie que :
- A. les grains tombent seuls au sol à maturité
- B. la tige casse sous le poids de l’épi mûr
- C. les grains germent encore sur l’épi
- D. les grains restent sur l’épi à maturité
Réponse
D. les grains restent sur l’épi à maturité — L’épi ne se désarticule plus : les grains attendent la récolte. C’est un trait majeur de domestication.
Le blé tendre est une espèce :
- A. hexaploïde, 2n = 42
- B. diploïde, 2n = 14
- C. tétraploïde, 2n = 28
- D. octoploïde, 2n = 56
Réponse
A. hexaploïde, 2n = 42 — Le blé tendre réunit trois génomes (AABBDD) de 7 paires de chromosomes chacun : 2n = 6x = 42.
Maïs et téosinte appartiennent à la même espèce, car :
- A. ils ont exactement le même phénotype
- B. ils poussent dans la même région
- C. leur croisement donne des descendants fertiles
- D. ils portent le même nombre d’épis
Réponse
C. leur croisement donne des descendants fertiles — Le critère d’espèce est l’interfécondité avec descendance fertile, pas la ressemblance ni la répartition.
La transgénèse consiste à :
- A. croiser deux variétés d’une même espèce cultivée
- B. doubler les chromosomes d’un hybride stérile
- C. introduire dans un génome un gène d’une autre espèce
- D. semer chaque année les graines des plus beaux pieds
Réponse
C. introduire dans un génome un gène d’une autre espèce — C’est une technique de génie génétique : un gène d’une autre espèce (bactérie, autre plante…) est intégré au génome.
L’hétérosis désigne :
- A. la vigueur d’un hybride F1 supérieure à ses parents
- B. la stérilité d’un hybride entre deux espèces
- C. la perte de diversité lors de la domestication
- D. le doublement des chromosomes par la colchicine
Réponse
A. la vigueur d’un hybride F1 supérieure à ses parents — L’hétérosis, ou vigueur hybride, est exploitée chez le maïs depuis les années 1 930.
La colchicine sert au sélectionneur à :
- A. introduire un gène bactérien dans une plante
- B. féconder une fleur par un pollen choisi
- C. repérer un allèle par une analyse d’ADN
- D. doubler le nombre de chromosomes d’une cellule
Réponse
D. doubler le nombre de chromosomes d’une cellule — Elle empêche la formation du fuseau : les chromosomes dupliqués restent dans la même cellule, ce qui rend fertile un hybride entre espèces.
Le riz a été domestiqué dans le foyer :
- A. des Andes
- B. de Chine
- C. du Croissant fertile
- D. de Mésoamérique
Réponse
B. de Chine — La Chine est le foyer du riz ; les Andes celui de la pomme de terre, le Croissant fertile celui du blé, la Mésoamérique celui du maïs.
Une lignée pure est :
- A. homozygote pour tous ses gènes
- B. hétérozygote pour tous ses gènes
- C. issue de deux espèces différentes
- D. une plante sauvage jamais cultivée
Réponse
A. homozygote pour tous ses gènes — Obtenue par autofécondations répétées, elle ne produit qu’un type de gamète et donne une descendance identique.
Une défense chimique typique d’une plante sauvage est :
- A. un grain nu
- B. une capsule qui ne s’ouvre pas
- C. une toxine amère
- D. une germination groupée
Réponse
C. une toxine amère — Les toxines dissuadent les animaux qui consomment la plante ; grain nu, capsule close et germination groupée sont des traits de plante cultivée.
Une plante domestiquée est souvent :
- A. mieux défendue contre les herbivores que son ancêtre
- B. une espèce différente de son ancêtre
- C. plus riche en allèles que son ancêtre
- D. incapable de se maintenir seule dans la nature
Réponse
D. incapable de se maintenir seule dans la nature — Graines non dispersées, dormance perdue, défenses réduites : sans semis par l’humain, elle disparaît en quelques générations.
En France, l’inscription d’une variété au Catalogue officiel :
- A. la protège contre toute maladie
- B. autorise la vente de ses semences
- C. interdit de la croiser avec une autre
- D. la classe parmi les OGM
Réponse
B. autorise la vente de ses semences — Après les épreuves de distinction, d’homogénéité et de stabilité, l’inscription vaut autorisation de mise sur le marché des semences.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Un hybride F1 entre deux lignées pures de maïs est :
- A. hétérogène : chaque plante reçoit des allèles différents
- B. homozygote pour tous les gènes, comme ses parents
- C. homogène : toutes les plantes ont le même génotype
- D. stérile, car les deux lignées sont trop éloignées
Réponse
C. homogène : toutes les plantes ont le même génotype — Chaque lignée pure ne produit qu’un type de gamète : toutes les plantes F1 ont le même génotype, hétérozygote.
Deux espèces diploïdes, à 2n = 10 et 2n = 24, s’hybrident. L’hybride obtenu a :
- A. 17 chromosomes, en général stérile
- B. 34 chromosomes, le plus souvent fertile
- C. 17 chromosomes, le plus souvent fertile
- D. 34 chromosomes, le plus souvent stérile
Réponse
A. 17 chromosomes, en général stérile — L’hybride reçoit 5 + 12 = 17 chromosomes, sans homologues : la méiose échoue tant que ses chromosomes ne sont pas doublés (34).
Chez le maïs, l’allèle du gène tb1 retenu par la domestication :
- A. réduit la taille et le nombre des grains
- B. fait disparaître l’enveloppe dure du grain
- C. rend l’épi fragile et le fait se désarticuler
- D. est plus exprimé et limite les ramifications
Réponse
D. est plus exprimé et limite les ramifications — Plus exprimé chez le maïs, tb1 rend la plante compacte, à ramifications courtes. Le grain nu dépend d’un autre gène.
Pour produire chaque année des semences F1 de maïs, le semencier doit :
- A. ressemer les graines récoltées sur la F1
- B. recroiser les deux lignées pures parentales
- C. autoféconder les plantes F1
- D. traiter les plantes F1 à la colchicine
Réponse
B. recroiser les deux lignées pures parentales — Les graines récoltées sur la F1 donnent une F2 hétérogène : seule la lignée × lignée redonne la F1, et seul le semencier possède les lignées.
Une espèce cultivée possède une variété précoce, cultivée au nord, et une variété tardive, cultivée au sud. Ces variétés :
- A. sont interfécondables, adaptées à des climats différents
- B. sont deux espèces distinctes, isolées par le climat
- C. ont été obtenues forcément par génie génétique
- D. ne peuvent pas se croiser, même en serre
Réponse
A. sont interfécondables, adaptées à des climats différents — Deux variétés d’une même espèce restent interfécondables ; la sélection les a adaptées à des conditions différentes.
Un riz modifié par CRISPR-Cas9 pour inactiver l’un de ses propres gènes :
- A. contient forcément un gène d’une autre espèce
- B. est issu d’une hybridation entre deux espèces
- C. porte une modification ciblée de son génome
- D. a un nombre de chromosomes doublé
Réponse
C. porte une modification ciblée de son génome — L’édition du génome modifie à un endroit précis un gène déjà présent, sans ajout nécessaire d’ADN étranger.
Pour croiser deux lignées de blé, plante qui s’autoféconde le plus souvent, le sélectionneur doit d’abord, sur la fleur choisie comme mère :
- A. traiter la fleur à la colchicine pour la rendre fertile
- B. retirer ses étamines avant qu’elles libèrent leur pollen
- C. retirer le pistil pour qu’elle ne produise aucune graine
- D. ensacher l’épi pour qu’il reçoive son propre pollen
Réponse
B. retirer ses étamines avant qu’elles libèrent leur pollen — Sans étamines, la fleur ne peut plus s’autoféconder ; on dépose ensuite sur son pistil le pollen de l’autre lignée.
Une espèce allohexaploïde a pour formule AABBDD et 2n = 6x = 54. Chacun de ses gamètes porte :
- A. 27 chromosomes, tous venus du seul génome A
- B. 54 chromosomes, comme les cellules de la plante
- C. 9 chromosomes, un lot d’un seul des trois génomes
- D. 27 chromosomes : un lot A, un lot B, un lot D
Réponse
D. 27 chromosomes : un lot A, un lot B, un lot D — x = 54 ÷ 6 = 9 chromosomes par lot ; un gamète porte un lot de chaque génome : n = 3 × 9 = 27. La fécondation rétablit AABBDD.
Après les rétrocroisements, une plante est Rr. Pour fixer la résistance, on l’autoféconde et on garde :
- A. la moitié Rr des descendants
- B. les trois quarts résistants
- C. tous les descendants
- D. le quart RR des descendants
Réponse
D. le quart RR des descendants — Rr × Rr donne 1/4 RR, 1/2 Rr, 1/4 rr : seuls les RR transmettent la résistance à toute leur descendance.
Une espèce cultivée occupe 90 % de ses surfaces avec une seule variété. Le principal risque est :
- A. un retour de la variété à l’état sauvage en quelques années
- B. une maladie nouvelle qui toucherait presque toutes les parcelles
- C. une perte de la dormance des graines
- D. une baisse du rendement par excès de diversité
Réponse
B. une maladie nouvelle qui toucherait presque toutes les parcelles — Uniformité génétique = vulnérabilité : un parasite qui contourne la résistance de cette variété touche presque toute la culture.
Un agriculteur ressème une partie de sa récolte de blé tendre d’une variété protégée. Il doit :
- A. rémunérer l’obtenteur de la variété
- B. faire inscrire sa récolte au Catalogue
- C. déposer un brevet sur ses graines
- D. détruire la moitié de sa récolte
Réponse
A. rémunérer l’obtenteur de la variété — Ressemer une variété protégée est permis pour certaines espèces, dont le blé tendre, en échange d’une rémunération de l’obtenteur.
Deux populations voisines diffèrent par le nombre moyen de copies d’AMY1 par personne. L’explication la plus juste est que :
- A. chaque repas riche en amidon a dupliqué le gène
- B. leur nombre de chromosomes est différent
- C. leurs régimes ont longtemps différé en amidon
- D. une seule des deux fabrique une amylase salivaire
Réponse
C. leurs régimes ont longtemps différé en amidon — Les duplications apparaissent au hasard ; là où le régime était riche en amidon, les porteurs de nombreuses copies ont été favorisés au fil des générations.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Un élève écrit : « Les plantes ont développé de gros grains pour nourrir l’humain. » Cette phrase est fausse car :
- A. les plantes sauvages ont des grains plus gros que les cultivées
- B. les grains ont grossi par transgénèse au XXe siècle
- C. la taille des grains ne dépend pas du génome
- D. des variants existants ont été retenus par l’humain
Réponse
D. des variants existants ont été retenus par l’humain — La phrase est finaliste : les variants apparaissent au hasard par mutation, l’humain a retenu ceux qui avaient de gros grains.
Lequel de ces caractères serait défavorable à une téosinte vivant à l’état sauvage ?
- A. un épi qui se désarticule à maturité
- B. des grains nus, sans enveloppe protectrice
- C. des grains protégés par une cupule dure
- D. une germination étalée sur plusieurs années
Réponse
B. des grains nus, sans enveloppe protectrice — Des grains nus sont exposés aux animaux ; les trois autres caractères sont ceux, avantageux, de la téosinte sauvage.
Le blé tendre hexaploïde est fertile alors que l’hybride ABD dont il dérive était stérile, car :
- A. chaque chromosome a un homologue pour s’apparier
- B. les génomes A, B et D sont identiques entre eux
- C. l’hybride ABD a été rétrocroisé avec l’amidonnier
- D. le blé tendre se reproduit uniquement par clonage
Réponse
A. chaque chromosome a un homologue pour s’apparier — Après doublement (AABBDD), chaque chromosome possède un homologue : la méiose se déroule normalement. Les génomes A, B et D restent différents.
La diversité génétique du maïs est plus faible que celle de la téosinte parce que :
- A. le maïs a subi bien plus de mutations que la téosinte
- B. la téosinte a reçu des gènes du maïs par hybridation
- C. peu de populations fondatrices ont été mises en culture
- D. le maïs se reproduit uniquement par autofécondation
Réponse
C. peu de populations fondatrices ont été mises en culture — Seules quelques populations fondatrices ont été mises en culture : une partie seulement de la diversité sauvage a été emportée dans les champs.
Une résistance à un insecte n’existe que chez une bactérie. Pour la transférer à une variété de maïs, la seule technique possible est :
- A. la sélection massale
- B. la transgénèse
- C. le rétrocroisement
- D. l’hybridation F1
Réponse
B. la transgénèse — Aucun croisement n’est possible entre une bactérie et une plante : seule la transgénèse franchit cette barrière d’espèce.
Un élève écrit : « Les plantes issues de la sélection traditionnelle n’ont pas de génome modifié, contrairement aux OGM. » L’erreur est que :
- A. les OGM n’ont en réalité pas de génome modifié
- B. la sélection traditionnelle ajoute toujours des gènes étrangers
- C. la sélection traditionnelle ne porte que sur l’apparence
- D. toute sélection modifie le génome, seule la méthode diffère
Réponse
D. toute sélection modifie le génome, seule la méthode diffère — Des millénaires de sélection ont profondément modifié les génomes cultivés ; le génie génétique se distingue seulement par sa méthode.
Un caractère favorable au champ mais défavorable à l’état sauvage se maintient chez une plante cultivée parce que :
- A. l’humain sème chaque année des graines de plantes qui le portent
- B. la sélection naturelle cesse d’agir dans les champs
- C. les mutations inverses sont impossibles chez les plantes
- D. il est dominant chez toutes les espèces cultivées
Réponse
A. l’humain sème chaque année des graines de plantes qui le portent — C’est la boucle semis-récolte-semis : l’humain remplace la dispersion naturelle. La sélection naturelle continue d’agir au champ, mais dans un milieu nouveau.
Une évolution culturelle se distingue d’une évolution biologique car :
- A. elle est toujours beaucoup plus lente
- B. elle ne concerne que les plantes cultivées
- C. elle se transmet par apprentissage, sans changer les allèles
- D. elle se transmet par les gamètes
Réponse
C. elle se transmet par apprentissage, sans changer les allèles — Techniques et habitudes se transmettent par imitation et enseignement, en quelques générations ; une évolution biologique change les fréquences d’allèles.
Une nouvelle souche de parasite contourne le gène de résistance R1. Les dégâts seront les plus faibles si la région cultive :
- A. une seule variété portant R1, la plus productive
- B. deux variétés portant toutes les deux R1
- C. plusieurs variétés à gènes de résistance différents
- D. la même variété chaque année sur toute la surface
Réponse
C. plusieurs variétés à gènes de résistance différents — Diversifier les gènes de résistance limite la part des surfaces qu’une seule souche peut atteindre.
Selon le règlement européen de 2 026, une plante issue de nouvelles techniques génomiques de catégorie 2 :
- A. reste soumise à la réglementation des OGM
- B. est traitée comme une plante conventionnelle
- C. peut être cultivée en agriculture biologique
- D. est dispensée de toute inscription
Réponse
A. reste soumise à la réglementation des OGM — Seules les plantes de catégorie 1, aux modifications limitées, sont traitées comme des plantes conventionnelles.
La sélection massale progresse lentement, surtout parce que :
- A. elle exige des analyses d’ADN coûteuses
- B. elle ne s’applique qu’aux hybrides F1
- C. elle oblige à traiter les plantes à la colchicine
- D. le phénotype choisi dépend aussi du milieu
Réponse
D. le phénotype choisi dépend aussi du milieu — On choisit les plus beaux pieds, mais une partie de leur supériorité vient du sol ou de l’emplacement, qui ne se transmet pas.
Une plante cultivée sans défense chimique, sur de grandes surfaces, exige surtout :
- A. une dormance des graines plus longue
- B. des pratiques culturales de protection
- C. une dispersion naturelle des graines
- D. une diversité génétique encore réduite
Réponse
B. des pratiques culturales de protection — La perte des défenses et l’extension des cultures favorisent ravageurs et maladies, ce que les pratiques culturales doivent compenser.
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