Exercice — items d'évolution du QCM (4 points), dans l'esprit des sessions 2022–2026
QCM — huit items d'évolution biologique (4 points)
Au bac, ces items sont mêlés aux autres chapitres du QCM d'ouverture. Les données des items 1, 4, 5, 7 et 8 sont construites pour l'exercice ; celles du fraisier, des globines et des membres de l'item 6 sont réelles.
Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponse(s) correcte(s). Relevez sur votre copie le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les deux) lettre(s) correspondant à la (ou aux deux) réponse(s) correcte(s).
NB : toute réponse fausse annule la note attribuée à l'item.
1) Le document ci-dessous compare les garnitures chromosomiques d'une espèce ancestrale E1 (2n = 14) et d'une espèce E2 (2n = 8) qui en dérive ; les motifs de bandes, numérotés de 1 à 7, permettent de retrouver chaque chromosome de E1 chez E2. Le passage de E1 à E2 s'explique par :
a- une polyploïdie ;
b- une amplification génique ;
c- la perte de trois paires de chromosomes et des gènes qu'elles portent ;
d- des fusions de chromosomes : chaque chromosome en V de E2 réunit deux chromosomes de E1.
2) Le fraisier des bois possède 2n = 14 chromosomes, soit deux lots de base de 7 chromosomes. Le fraisier cultivé, du même genre, possède 56 chromosomes. Chez le fraisier cultivé :
a- le nombre de chromosomes résulte d'une polyploïdie ;
b- le nombre de chromosomes résulte de fusions de chromosomes ;
c- le nombre de chromosomes résulte d'amplifications géniques ;
d- on compte 4 lots de base de 14 chromosomes.
3) Chez l'Homme, les gènes des chaînes β, γ et δ de l'hémoglobine sont placés les uns à la suite des autres sur le chromosome 11 et ont des séquences voisines : ils dérivent d'un même gène ancestral par amplification génique. Cette amplification génique :
a- a réduit la quantité d'information génétique ;
b- a multiplié les copies du gène ancestral ;
c- a été suivie de mutations propres à chaque copie, d'où des chaînes de globine voisines mais distinctes ;
d- a modifié le nombre de chromosomes de l'espèce.
4) Le document ci-dessous donne le nombre d'acides aminés différents d'une même protéine chez trois espèces de mammifères P, Q et R, prises deux à deux. Ce document montre que :
a- P et R sont les deux espèces les plus apparentées ;
b- l'ancêtre commun de P et Q est plus récent que celui de P et R ;
c- la lignée de Q s'est séparée la première de la lignée commune à P et R ;
d- P descend de R.
5) L'arbre phylogénétique ci-dessous relie trois espèces actuelles K, L et M ; l'axe vertical indique le temps en millions d'années (MA) avant l'actuel. D'après cet arbre :
a- K est l'ancêtre des espèces L et M ;
b- K et L ont un ancêtre commun plus récent que celui de L et M ;
c- N2, ancêtre commun de L et M, vivait il y a environ 12 MA ;
d- K est aussi apparentée à L qu'à M.
6) Le bras de l'Homme, l'aile de la chauve-souris et la nageoire antérieure du dauphin renferment les mêmes os (humérus, radius, cubitus, carpe, métacarpe, phalanges), disposés dans le même ordre, alors que leurs fonctions sont différentes. Ces trois membres :
a- sont des organes analogues ;
b- sont des organes homologues ;
c- ont acquis ce plan commun par adaptation à un même milieu de vie ;
d- constituent un argument d'anatomie comparée en faveur d'un ancêtre commun à ces trois espèces.
7) Dans une région où l'on emploie chaque année un raticide anticoagulant, la proportion de rats résistants à ce produit est passée de 2 % des rats capturés avant le premier traitement à 60 % dix ans plus tard. Cette évolution s'explique par :
a- des mutations de résistance provoquées par le raticide chez les rats traités ;
b- un tri aléatoire des rats, indépendant de leur résistance au raticide ;
c- une sélection naturelle : les rats résistants survivent aux traitements et laissent plus de descendants ;
d- une transformation du génome de chaque rat au cours de sa vie.
8) Le document ci-dessous présente, dans le désordre, quatre étapes de la formation de deux espèces de campagnols (petits rongeurs) à partir d'une espèce ancestrale. A : un glacier s'étend et coupe la population en deux groupes ; B : le glacier a fondu, les deux groupes se rencontrent mais leurs croisements ne donnent pas de descendants fertiles ; C : une population unique, interféconde, occupe une vallée ; D : de part et d'autre du glacier, chaque groupe accumule ses propres mutations, triées par une sélection naturelle différente. L'ordre chronologique des étapes est :
a- A, C, D, B ;
b- C, A, D, B ;
c- C, D, A, B ;
d- C, A, B, D.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche
Réponses justes — 1 : d ; 2 : a ; 3 : b et c ; 4 : a et c ; 5 : c et d ; 6 : b et d ; 7 : c ; 8 : b.
Barème : 0,5 point par item. Sur un item à deux réponses justes, attribuer 0,25 point pour une seule réponse correcte (sans lettre fausse) ; toute réponse fausse annule la note attribuée à l'item. D'où la règle de copie : ne relever la seconde lettre qu'en cas de certitude.
1 → d. Idée : compter les paires, puis vérifier si un motif de bandes a disparu. E1 compte 7 paires, E2 n'en compte que 4 : trois paires de moins. Pourtant les motifs 1 à 6 se retrouvent tous chez E2, deux par deux sur les bras des trois paires de chromosomes en V, et la paire 7 est inchangée. Le nombre de chromosomes baisse sans perte de gènes : ce sont des fusions de chromosomes, des mutations chromosomiques.
- a faux : une polyploïdie multiplie le lot de base : le nombre de chromosomes augmenterait (3n, 4n…), il ne baisserait pas.
- b faux : une amplification multiplie les copies d'un gène sans changer le nombre de chromosomes.
- c faux : aucun motif de E1 ne manque chez E2 : rien n'est perdu, les chromosomes sont soudés deux à deux.
2 → a. Idée : diviser par le lot de base (7), et non par 2n (14). 56 = 8 × 7 : le fraisier cultivé possède huit lots de base (8x) ; c'est un polyploïde (octoploïde).
- b faux : des fusions diminueraient le nombre de chromosomes ; ici il est multiplié par 4.
- c faux : une amplification multiplie les copies d'un gène, pas des lots entiers de chromosomes.
- d faux : 14 est la garniture 2n du fraisier des bois, qui compte déjà deux lots : 56 ÷ 14 = 4 compte des garnitures 2n ; le lot de base compte 7 chromosomes, d'où 8 lots.
3 → b et c. Idée : l'amplification porte sur un gène, pas sur un chromosome entier. Des duplications successives du gène ancestral ont multiplié ses copies ; chaque copie a ensuite accumulé ses propres mutations. D'où une famille de gènes voisins qui codent des chaînes de globine différentes. Une seule de ces deux lettres, sans lettre fausse : 0,25 pt.
- a faux : des copies s'ajoutent au génome : la quantité d'information génétique augmente.
- d faux : les copies restent sur le chromosome 11 : le nombre de chromosomes ne change pas.
4 → a et c. Idée : le plus petit nombre de différences désigne la parenté la plus étroite, donc l'ancêtre commun le plus récent. P et R ne diffèrent que par 4 acides aminés : ce sont les plus apparentées et leur ancêtre commun est le plus récent. Q diffère beaucoup plus de P (11) et de R (12) : sa lignée s'est séparée la première. Une seule de ces deux lettres, sans lettre fausse : 0,25 pt.
- b faux : 11 différences entre P et Q contre 4 entre P et R : l'ancêtre commun de P et Q est le plus ancien.
- d faux : P et R sont deux espèces actuelles : elles ont un ancêtre commun, aucune ne descend de l'autre.
5 → c et d. Idée : pour deux espèces, chercher le nœud où leurs lignées se rejoignent, puis lire sa date sur l'axe. Les lignées de L et de M se rejoignent en N2, placé à 12 MA. Celles de K et de L, comme celles de K et de M, ne se rejoignent qu'en N1, à 30 MA : K est reliée à L et à M par le même ancêtre commun, elle leur est également apparentée. Une seule de ces deux lettres, sans lettre fausse : 0,25 pt.
- a faux : K est une espèce actuelle, au bout d'une branche ; l'ancêtre commun des trois espèces est le nœud N1.
- b faux : K et L se rejoignent en N1 (30 MA), nœud plus ancien que N2 (12 MA).
6 → b et d. Idée : même plan d'organisation malgré des fonctions différentes : c'est une homologie. Un même plan d'organisation, hérité puis modifié selon le mode de vie (saisir, voler, nager) : ces membres sont homologues, et l'homologie s'explique par un ancêtre commun ; c'est un argument d'anatomie comparée. Une seule de ces deux lettres, sans lettre fausse : 0,25 pt.
- a faux : des organes analogues ont la même fonction avec une organisation et une origine différentes (aile d'oiseau et aile d'insecte).
- c faux : les milieux de vie diffèrent (terrestre, aérien, aquatique) : le plan commun est hérité, il n'est pas imposé par le milieu.
7 → c. Idée : la variation existait avant la contrainte : le milieu la trie, il ne la crée pas. 2 % de rats résistants avant tout traitement : le caractère de résistance préexistait. Le raticide élimine surtout les rats sensibles ; les résistants, avantagés, laissent plus de descendants et leur proportion augmente de génération en génération : c'est une sélection naturelle, un tri non aléatoire.
- a faux : les mutations se produisent au hasard ; le raticide ne les provoque pas, il trie les rats qui les portent déjà.
- b faux : les résistants passent de 2 % à 60 % : le raticide favorise un caractère précis, le tri n'est pas aléatoire ; seule l'apparition des mutations est due au hasard.
- d faux : le génome d'un individu ne change pas selon le milieu ; c'est la composition de la population qui change d'une génération à l'autre.
8 → b. Idée : la barrière géographique vient d'abord ; l'isolement reproductif ne se constate qu'à la remise en contact. C : population ancestrale unique ; A : le glacier interrompt les échanges de gènes (isolement géographique) ; D : chaque groupe évolue séparément (mutations, sélection naturelle) ; B : remis en contact, les deux groupes ne donnent plus de descendants fertiles (isolement reproductif) : ce sont deux espèces.
- a faux : A avant C : la séparation suppose une population déjà en place.
- c faux : D avant A : sans barrière, les échanges de gènes empêchent les deux groupes de diverger.
- d faux : B avant D : l'isolement reproductif résulte de la divergence, il ne la précède pas.