Sciences de la vie et de la Terre · Seconde
Sélection naturelle et dérive génétique : exercices de 2de
Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- La sélection naturelle trie les variations héréditaires : les individus favorisés par leur milieu laissent plus de descendants 5.
- La dérive génétique modifie la fréquence d'un allèle par pur hasard, sans lien avec l'avantage qu'il procure 4.
- Plus la population est petite, plus la dérive est forte, et elle fait souvent baisser la diversité génétique 4.
- Les mutations sont aléatoires : le milieu ne décide pas quel gène change, il trie ce qui existe déjà 5.
- Méthode : identifier la population, calculer des fréquences, puis chercher si le hasard ou l'avantage explique le changement.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices te font manipuler deux mécanismes qui font évoluer une population : la sélection naturelle et la dérive génétique. Les premiers sont des questions de reconnaissance, les suivants demandent des calculs de fréquences, les derniers t'obligent à raisonner et à comparer. Cherche d'abord seul·e, avec une feuille de brouillon. Ouvre les indices un par un, puis lis la correction pour vérifier chaque étape, pas seulement le résultat final.
Les exercices
Exercice 1 Sélection ou dérive ? Reconnaître le mécanisme
Pour chaque situation, indique si le changement de fréquence d'un allèle relève plutôt de la sélection naturelle ou de la dérive génétique, et justifie en une phrase.
a. Dans une population de rongeurs, la fourrure foncée devient plus fréquente parce que les prédateurs repèrent plus facilement les individus clairs.
b. Une épidémie réduit une espèce à quelques individus survivants, choisis sans lien avec leurs caractères. Les fréquences alléliques du petit groupe diffèrent de celles du groupe de départ 4.
c. Un nouveau parasite apparaît ; les individus porteurs d'un génotype résistant laissent davantage de descendants 4.
d. Dans une population de dix individus, un allèle neutre disparaît en quelques générations alors qu'il ne conférait ni avantage ni inconvénient 4.
Indice 1
Demande-toi si un caractère procure un avantage pour survivre ou se reproduire.
Indice 2
Si le changement ne dépend d'aucun avantage, pense au hasard.
Voir la correction pas à pas
Situation a : un caractère (fourrure foncée) augmente les chances de survie face aux prédateurs. C'est une sélection naturelle.
Situation b : le tri des survivants se fait sans rapport avec leurs caractères, et l'effectif devient petit. Le changement de fréquence est dû au hasard : dérive génétique (cas d'un goulot d'étranglement).
Situation c : les porteurs de la résistance se reproduisent plus. Le milieu (le parasite) exerce un tri : sélection naturelle.
Situation d : un allèle neutre n'apporte aucun avantage, sa disparition s'explique par le tirage au sort dans un petit effectif : dérive génétique.
Le test décisif est toujours le même : si un avantage explique le changement, c'est la sélection ; si seul le hasard l'explique, c'est la dérive. Les deux peuvent d'ailleurs agir en même temps dans une population.
Exercice 2 Calculer la fréquence d'un allèle
Une petite population de lézards compte 50 individus diploïdes. Pour un gène donné, il existe deux allèles, A et a. On dénombre 30 copies de l'allèle a au total dans la population.
Calcule la fréquence de l'allèle a (nombre décimal entre 0 et 1), puis celle de l'allèle A.
Indice 1
Chaque individu diploïde porte deux allèles de ce gène.
Indice 2
Fréquence = nombre de copies de l'allèle divisé par le nombre total d'allèles.
Voir la correction pas à pas
Nombre total d'allèles du gène : 50 individus × 2 allèles = 100 allèles.
Fréquence de a : 30 ÷ 100 = 0,3.
Les deux allèles se partagent la totalité : 100 − 30 = 70 copies de A.
Fréquence de A : 70 ÷ 100 = 0,7, ce qui vérifie que 0,3 + 0,7 = 1.
La fréquence de a est de 0,3 et celle de A de 0,7. Ces fréquences sont le point de départ de toute étude d'évolution : on suit leur variation d'une génération à l'autre.
Exercice 3 Effet d'un tri par les prédateurs
Dans une population d'insectes, 250 individus ont un corps clair et 250 un corps sombre, sur un tronc d'arbre sombre. Après le passage des oiseaux prédateurs, il reste 90 insectes clairs et 160 insectes sombres.
Quelle est la proportion d'insectes sombres parmi les survivants ? Compare cette proportion aux 50 % de départ : que montre cette évolution ?
Indice 1
Additionne d'abord les survivants des deux types.
Indice 2
Compare la proportion de départ (la moitié) à celle d'arrivée.
Voir la correction pas à pas
Nombre de survivants : 90 + 160 = 250 insectes.
Proportion de sombres parmi les survivants : 160 ÷ 250 = 0,64, soit 64 %.
Au départ, les sombres représentaient 250 ÷ 500 = 0,5, soit 50 %.
Le caractère « sombre » a donc gagné 14 points de pourcentage : les oiseaux ont trié les individus selon un caractère héréditaire, ce qui correspond à une pression de sélection du milieu 35.
La proportion d'insectes sombres passe de 50 % à 64 %. Les individus les moins repérables survivent mieux. Si ce caractère est héréditaire, les descendants seront plus souvent sombres : c'est la sélection naturelle.
Exercice 4 Lire une simulation de dérive
Une simulation numérique suit une population de 10 individus pendant plusieurs générations et est répétée 20 fois. Dans 17 de ces essais, au moins un allèle disparaît ; dans les 3 autres, tous les allèles sont conservés 4.
1. Calcule le pourcentage d'essais où la diversité génétique diminue.
2. Que peut-on en conclure sur le rôle de la dérive dans une petite population ?
Indice 1
Pourcentage = effectif concerné ÷ effectif total × 100.
Indice 2
Pense à ce que devient la diversité génétique quand des allèles disparaissent.
Voir la correction pas à pas
Essais avec baisse de diversité : 17 sur 20.
Pourcentage : 17 ÷ 20 × 100 = 85 %.
Dans la grande majorité des essais, des allèles sont perdus alors qu'aucun avantage n'est en jeu dans la simulation : la dérive tend à appauvrir la diversité génétique 4.
Conséquence : une population à la diversité réduite aura moins de chances de compter un allèle adapté si son milieu change 4.
Dans 85 % des essais, la dérive fait baisser la diversité génétique de la petite population. Chaque essai est imprévisible, mais la tendance d'ensemble se dégage quand on répète l'expérience.
Exercice 5 Un goulot d'étranglement
Une population compte 1 000 individus diploïdes. Pour un gène, l'allèle a a une fréquence de 0,2. Une catastrophe ne laisse que 5 survivants, tirés au hasard. Parmi leurs 10 allèles du gène, on compte 1 seule copie de l'allèle a. Le goulot d'étranglement désigne justement la disparition brutale d'une grande partie de la population 4.
1. Combien de copies de a existaient avant la catastrophe ?
2. Quelle est la fréquence de a chez les survivants ?
3. La catastrophe a-t-elle trié les individus selon cet allèle ? Justifie.
Indice 1
Avant la catastrophe : 1 000 individus × 2 allèles.
Indice 2
Si le tri des survivants est fait au hasard, aucun avantage n'est en cause.
Voir la correction pas à pas
Allèles avant la catastrophe : 1 000 × 2 = 2 000 ; copies de a : 2 000 × 0,2 = 400.
Après la catastrophe : 5 × 2 = 10 allèles dont 1 copie de a ; fréquence : 1 ÷ 10 = 0,1.
La fréquence de a est passée de 0,2 à 0,1 sans que a apporte le moindre avantage ou inconvénient : les survivants ont été tirés au hasard.
Ce changement de fréquence dû au seul hasard, indépendant de la sélection, est de la dérive génétique 4. La petite taille du groupe amplifie l'écart 4.
La fréquence de a est tombée de 0,2 à 0,1. Il y avait 400 copies avant le goulot. Le hasard seul a divisé la fréquence par deux, et un nouveau tirage aurait pu donner un tout autre résultat.
Exercice 6 Pourquoi la dérive est plus forte en petit effectif
Deux populations ont, au départ, un allèle A de fréquence 0,5.
- Population P1 : 10 individus diploïdes, soit 20 copies du gène. À la génération suivante, on compte 13 copies de A.
- Population P2 : 1 000 individus diploïdes, soit 2 000 copies du gène. À la génération suivante, on compte 1 040 copies de A.
Aucune des deux n'est soumise à une sélection sur ce gène.
1. Calcule la fréquence de A dans chaque population à la génération suivante.
2. Calcule l'écart à 0,5 dans chaque cas.
3. Par quel facteur l'écart de P1 est-il plus grand que celui de P2 ? Relie ce résultat à la règle sur la taille des populations 4.
Indice 1
Fréquence = copies de A ÷ nombre total de copies.
Indice 2
L'écart se calcule en valeur absolue : fréquence obtenue − 0,5.
Indice 3
Le facteur est le quotient des deux écarts.
Voir la correction pas à pas
P1 : 13 ÷ 20 = 0,65. P2 : 1 040 ÷ 2 000 = 0,52.
Écart de P1 : 0,65 − 0,5 = 0,15. Écart de P2 : 0,52 − 0,5 = 0,02.
Rapport : 0,15 ÷ 0,02 = 7,5. L'écart de P1 est 7,5 fois plus grand.
Les effets de la dérive sont d'autant plus marqués que la population est petite, car les écarts aux fréquences attendues y sont plus visibles 4. Les résultats chiffrés illustrent cette règle.
Le facteur est 7,5. Un petit effectif laisse le hasard déplacer fortement les fréquences, alors qu'une grande population les stabilise. C'est pourquoi on cherche à maintenir des effectifs suffisants pour les espèces sauvages 4.
Exercice 7 Une résistance déjà présente
Une culture contient 1 000 bactéries (une seule copie du gène chacune). Parmi elles, 100 portent un allèle de résistance à un antibiotique, apparu par mutation avant tout contact avec ce produit. On ajoute l'antibiotique : seules les bactéries résistantes survivent. Chaque survivante donne ensuite 10 descendantes, toutes résistantes.
1. Quelle est la fréquence de l'allèle de résistance avant puis juste après l'antibiotique ?
2. Combien de bactéries compte la culture après la reproduction des survivantes ?
3. L'antibiotique a-t-il provoqué la mutation ? Justifie 5.
Indice 1
Après l'antibiotique, il ne reste que des résistantes.
Indice 2
Pense à l'ordre des événements : la mutation est-elle apparue avant ou après le contact ?
Voir la correction pas à pas
Avant : 100 ÷ 1 000 = 0,1. Juste après : 100 survivantes, toutes résistantes, soit une fréquence de 100 ÷ 100 = 1.
Après reproduction : 100 × 10 = 1 000 bactéries, toutes porteuses de la résistance.
La mutation existait déjà avant l'antibiotique. Les modifications génétiques sont aléatoires : le milieu ne détermine pas quel gène change 5.
L'antibiotique a joué le rôle de pression de sélection : il a trié une variation déjà présente, puis la sélection l'a rendue fréquente. Cette diversité préexistante est ce qui permet à une population de survivre à un changement du milieu 5.
La fréquence de la résistance passe de 0,1 à 1, et la culture retrouve 1 000 bactéries. Sans les 100 bactéries résistantes de départ, la culture entière aurait disparu : la diversité préalable fait la différence.
Exercice 8 Quand le hasard bat l'avantage
Dans un groupe de seulement 6 individus isolé sur une île après une montée des eaux, un allèle légèrement favorable est porté par un seul individu. Il disparaît pourtant en quelques générations, tandis qu'un allèle défavorable rare se répand 4.
1. Ce résultat est-il compatible avec la sélection naturelle seule ? Explique.
2. Quel mécanisme intervient ? Pourquoi est-il plus fréquent ici que dans une grande population ?
3. Quelle conséquence cela a-t-il si un nouveau parasite arrive sur l'île ?
Indice 1
La sélection favorise l'allèle avantageux, mais elle ne peut pas agir sur un allèle qui a déjà disparu.
Indice 2
Reprends la règle sur la taille des populations.
Voir la correction pas à pas
Avec la sélection seule, l'allèle favorable devrait progresser. Sa disparition montre qu'un autre mécanisme agit.
Le mécanisme est la dérive génétique : elle concerne tous les allèles, et un allèle favorable peut disparaître ou un défavorable se fixer, surtout dans les populations très réduites 4.
L'insularisation (ici par montée de la mer) isole un petit groupe, situation où la dérive est marquée 4.
Avec la perte de diversité, la probabilité qu'un allèle adapté au nouveau parasite existe encore est faible : le risque d'extinction augmente 4.
Dans un petit groupe isolé, le hasard peut l'emporter sur un léger avantage. La conservation d'effectifs suffisants protège la diversité génétique et donc la capacité d'une espèce à s'adapter.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir si un changement de fréquence vient de la sélection ou de la dérive ?
Cherche d'abord un avantage lié au milieu : si un caractère améliore la survie ou la reproduction et que sa fréquence augmente dans ce sens, la sélection naturelle l'explique 5. Si le changement n'a aucun rapport avec un avantage et s'observe surtout dans une petite population, pense à la dérive 4. Dans la réalité, les deux peuvent agir ensemble.
La dérive génétique touche-t-elle seulement les petites populations ?
Elle existe dans toutes les populations, mais ses effets sont d'autant plus importants que la population est petite 4. Dans une grande population, les écarts dus au hasard restent faibles, comme le montre le calcul de l'exercice sur les deux effectifs.
Les mutations apparaissent-elles parce que le milieu en a besoin ?
Non. Les modifications génétiques sont aléatoires : l'environnement ne décide pas quel gène change. Croire le contraire est une erreur courante. La sélection naturelle trie ensuite les variations présentes et peut cumuler celles qui sont adaptées 5.
Sources
Programme visé : Programme de sciences de la vie et de la Terre de seconde générale et technologique · Ministère de l'Éducation nationale
- Programme de sciences de la vie et de la Terre de seconde générale et technologique, Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 9 novembre 2026.
- Génétique et évolution - Ressources Éduscol, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
- Biodiversité, résultat et étape de l'évolution - Éduscol, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
- Dérive génétique, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
- Sélection naturelle, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
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