L'évolution comme grille de lecture : exercices de Tle

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Une fréquence d'allèle se calcule en comptant les copies de l'allèle et en divisant par le nombre total de copies du gène (deux par individu diploïde).
Le modèle de Hardy-Weinberg relie les fréquences d'allèles p et q aux fréquences des génotypes : p², 2pq et q², dont la somme vaut 1.
Si les fréquences observées correspondent au modèle, aucune force évolutive n'est détectée ; un écart signale une force évolutive (sélection, dérive, migration, mutation).
Une variation utile peut exister dans une population avant que le milieu change : c'est ce que montre la résistance aux herbicides.²

Comment utiliser ces exercices

Dans cette partie du programme, l'évolution sert de grille de lecture : tu observes une population, tu mesures la variation qu'elle contient, puis tu cherches ce qui fait changer cette variation au fil des générations. La biodiversité actuelle est à la fois le résultat de l'évolution et une étape de celle-ci.³ Les exercices ci-dessous t'entraînent à manipuler des fréquences, outil central de cette lecture.

Le modèle de Hardy-Weinberg est l'un des outils appliqués à l'évolution biologique dans ce thème du programme.² Il décrit une population idéale dont les fréquences ne bougent pas. Son intérêt : un écart entre ce que le modèle prévoit et ce que tu observes révèle qu'un mécanisme évolutif agit.

Tu progresseras en trois temps. Les deux premiers exercices servent à t'approprier le comptage des copies d'un gène et la formule des hétérozygotes. Les exercices de niveau 2 te demandent de remonter d'une fréquence de génotype à une fréquence d'allèle, de passer d'une fréquence à un effectif, puis de comparer des effectifs observés à des effectifs attendus. Les deux derniers, de niveau 3, mêlent calcul et raisonnement : tu y vois ce qui arrive quand une force évolutive comme la sélection ou un événement brutal modifie la population.

Prends le temps de lire chaque énoncé en entier, de noter ce qui est donné et ce qui est demandé, puis de chercher seul avant d'ouvrir les indices. Une fois le résultat obtenu, relis la conclusion : elle t'aide à interpréter le nombre, ce qui compte autant que le calcul lui-même.

Les exercices

Exercice 1 Compter les allèles d'une population

★☆☆Environ 8 min

Dans un échantillon de 200 plants diploïdes d'une même espèce, on observe pour un gène à deux allèles A et a : 98 plants de génotype AA, 84 de génotype Aa et 18 de génotype aa.

Calcule la fréquence de l'allèle A dans cet échantillon (nombre entre 0 et 1).

Indice 1

Chaque plant porte deux copies du gène : combien y en a-t-il au total ?

Indice 2

Les plants AA donnent deux copies de A, les plants Aa en donnent une.

Voir la correction pas à pas

Nombre total de copies du gène : $2\times 200=400$ .
Copies de l'allèle A : $2\times 98$ (plants AA) $+\ 84$ (plants Aa) $=280$ .
Fréquence de A : $p=\dfrac{280}{400}=0{,}7$ .
Contrôle : les copies de a valent $2\times 18+84=120$ , soit $q=0{,}3$ ; on a bien $p+q=1$ .

L'allèle A a une fréquence de 0,7 (grandeur sans unité). Cette méthode de comptage sert de point de départ à tous les exercices suivants.

Exercice 2 Prévoir les génotypes avec le modèle

★☆☆Environ 8 min

Dans une population qui respecte le modèle de Hardy-Weinberg, l'allèle A a une fréquence $p=0{,}6$ et l'allèle a une fréquence $q=0{,}4$ .

Quelle est la fréquence attendue des individus hétérozygotes Aa ?

Indice 1

Un hétérozygote peut recevoir A du père et a de la mère, ou l'inverse.

Indice 2

La formule du modèle pour les hétérozygotes est $2pq$ .

Voir la correction pas à pas

Vérifie que $p+q=0{,}6+0{,}4=1$ .
Il y a deux façons d'obtenir Aa (A venant du père ou de la mère), d'où le facteur 2.
Calcule : $2pq=2\times 0{,}6\times 0{,}4=0{,}48$ .
Pour contrôle, $p^2=0{,}36$ et $q^2=0{,}16$ ; la somme $0{,}36+0{,}48+0{,}16$ vaut bien 1.

La fréquence attendue des hétérozygotes est 0,48, soit 48 % de la population. Le facteur 2 est l'oubli le plus courant.

Exercice 3 Retrouver les porteurs sains

★★☆Environ 12 min

Une variante a d'un gène est récessive. Dans une population à l'équilibre de Hardy-Weinberg, 4 % des individus sont de génotype aa (fréquence $0{,}04$ ).

Quelle est la fréquence des individus hétérozygotes Aa, qui portent l'allèle a sans le montrer ?

Indice 1

La fréquence de aa vaut $q^2$ : de là tu peux déduire $q$ .

Indice 2

Ensuite $p=1-q$ , puis $2pq$ .

Voir la correction pas à pas

Le génotype aa a pour fréquence $q^2=0{,}04$ .
Donc $q=\sqrt{0{,}04}=0{,}2$ .
Alors $p=1-q=0{,}8$ .
Les hétérozygotes ont pour fréquence $2pq=2\times 0{,}8\times 0{,}2=0{,}32$ .

Il y a 0,32 d'hétérozygotes, soit 32 % : huit fois plus de porteurs cachés que d'individus aa. Un allèle récessif rare se maintient donc surtout à l'état hétérozygote.

Exercice 4 Une variation déjà présente avant l'herbicide

★★☆Environ 10 min

Une espèce d'adventice a été étudiée : la résistance à un herbicide existe dans les populations avant même l'usage de ce produit.² Dans un champ jamais traité, on estime à $0{,}0001$ la fréquence de l'allèle r de résistance parmi les plants. Le champ contient 1 000 000 de plants diploïdes.

Combien de copies de l'allèle r le champ renferme-t-il ?

Indice 1

Combien de copies du gène le champ contient-il au total ?

Indice 2

Multiplie ce total par la fréquence de r.

Voir la correction pas à pas

Copies du gène : $2\times 1\,000\,000=2\,000\,000$ .
Copies de r : $2\,000\,000\times 0{,}0001=200$ .
Interprète : ces 200 copies sont portées par environ 200 plants, presque tous hétérozygotes, sur un million.

Le champ renferme 200 copies de l'allèle de résistance. Même rare, l'allèle existe : si l'herbicide est utilisé, les plants qui le portent survivent mieux et leur part augmente à chaque génération.

Exercice 5 Tester l'équilibre d'une population

★★☆Environ 12 min

Dans une population de 1 000 individus, on observe 360 AA, 480 Aa et 160 aa.

Calcule l'effectif d'hétérozygotes que prévoit le modèle de Hardy-Weinberg, puis compare avec l'effectif observé.

Indice 1

Calcule d'abord $p$ en comptant les copies de A.

Indice 2

Effectif attendu = fréquence attendue $\times$ 1 000.

Voir la correction pas à pas

Copies de A : $2\times 360+480=1\,200$ sur $2\,000$ copies : $p=0{,}6$ , donc $q=0{,}4$ .
Hétérozygotes attendus : $2pq\times 1\,000=2\times 0{,}6\times 0{,}4\times 1\,000=480$ .
Attendus pour AA : $p^2\times 1\,000=360$ ; pour aa : $q^2\times 1\,000=160$ .
Compare : 360, 480 et 160 observés sont exactement les effectifs attendus.

Le modèle prévoit 480 hétérozygotes, valeur identique à l'observation : cette population est à l'équilibre pour ce gène. Aucune force évolutive détectable n'agit sur lui, au moins pour cette génération.

Exercice 6 Quand un génotype ne se reproduit plus

★★★Environ 15 min

Dans une population, l'allèle a a une fréquence $q=0{,}2$ au départ et la population respecte d'abord Hardy-Weinberg. Les individus aa, non viables, disparaissent avant de se reproduire ; les AA et Aa survivent tous et se reproduisent.

Quelle est la fréquence de l'allèle a parmi les survivants, donc chez les parents de la génération suivante ?

Indice 1

Écris les fréquences avant sélection : $p^2$ , $2pq$ , $q^2$ .

Indice 2

Parmi les survivants, divise les copies de a par toutes les copies du gène.

Voir la correction pas à pas

Au départ : $p=0{,}8$ , donc AA $=0{,}64$ , Aa $=0{,}32$ , aa $=0{,}04$ .
Survivants : $0{,}64+0{,}32=0{,}96$ de la population.
Copies de a chez les survivants, en proportion : seuls les Aa en portent, une copie chacun : $0{,}32$ sur $2\times 0{,}96$ copies de gène.
Fréquence : $q_1=\dfrac{0{,}32}{1{,}92}=\dfrac{1}{6}\approx 0{,}167$ .
Vérification avec la formule générale $q_1=\dfrac{q}{1+q}=\dfrac{0{,}2}{1{,}2}$ : même résultat.

La fréquence de a passe de 0,2 à environ 0,167. La sélection a fait baisser l'allèle défavorable, mais lentement : il reste protégé chez les hétérozygotes. Ici l'équilibre de Hardy-Weinberg est rompu, et c'est cette rupture qui dévoile l'évolution.

Exercice 7 Lire la biodiversité avec la grille de l'évolution

★★★Environ 15 min

Une réserve naturelle voit sa population d'un insecte passer de 20 000 à 800 individus après une sécheresse sévère, puis remonter à 15 000 en vingt ans. Les chercheurs constatent que la diversité génétique actuelle est plus faible qu'avant la sécheresse.

Explique en quelques phrases pourquoi cette observation relève de l'évolution et en quoi elle concerne la biodiversité. Utilise les mots : effectif, variabilité, génération.

Indice 1

Relie la baisse d'effectif à la perte d'allèles : que devient la variabilité ?

Indice 2

Pense à la notion de crise biologique et à l'évolution de la biodiversité comme étapes successives.³

Voir la correction pas à pas

Pendant la sécheresse, l'effectif chute : beaucoup d'allèles disparaissent avec les individus morts, parfois au hasard.
La variabilité génétique des survivants est réduite, ce qui explique la diversité plus faible mesurée ensuite.
D'une génération à l'autre, autour de la sécheresse, les fréquences d'allèles ont changé : c'est une évolution, mesurable sans modèle compliqué.
La biodiversité actuelle de l'insecte est ainsi à la fois le résultat de l'épisode passé et le point de départ de ses évolutions futures.³

Une réponse complète relie trois idées : l'effectif conditionne la variabilité, la variabilité conditionne les possibilités d'adaptation, et la diversité observée garde la trace de l'histoire de la population. Aucun calcul n'est attendu ici.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi utiliser un modèle qui suppose une population idéale ?

Parce qu'il fournit une référence. Le modèle de Hardy-Weinberg, outil du programme pour étudier l'évolution,² dit ce qui se passerait si aucune force évolutive n'agissait. En comparant tes observations à cette référence, tu repères les écarts, donc les mécanismes (sélection, hasard, migration, mutation) qui font évoluer la population.

Comment savoir quelle formule appliquer dans un exercice de fréquences ?

Regarde ce que l'énoncé te donne. Des effectifs de génotypes : compte les copies d'allèles pour obtenir $p$ et $q$ . Une fréquence de génotype aa : prends la racine carrée pour obtenir $q$ . Des fréquences d'allèles : utilise $p^2$ , $2pq$ et $q^2$ . Vérifie toujours que $p+q=1$ et que les trois génotypes totalisent 1.

Sources

Programme visé : Programme d'enseignement scientifique de la classe terminale - L'évolution comme grille de lecture du monde · Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse (BO 2023)

Programme d'enseignement scientifique de la classe terminale - L'évolution comme grille de lecture du monde, Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse (BO 2023). Consulté le 7 novembre 2026.
Programmes et ressources en enseignement scientifique - voie générale (Éduscol), Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
Ressources d'accompagnement Enseignement scientifique Terminale - Une histoire du vivant, Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
Archive documentaire CNRS - Épistémologie de l'évolution, CNRS (dumas.ccsd.cnrs.fr). Consulté le 7 novembre 2026.
Ressources pour l'enseignement scientifique Terminale (Académie de Paris), Académie de Paris. Consulté le 7 novembre 2026.
Formation Enseignement scientifique - Diaporama de présentation, Académie de Lyon (ac-lyon.fr). Consulté le 7 novembre 2026.

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Exercice 1 Compter les allèles d'une population

Exercice 2 Prévoir les génotypes avec le modèle

Exercice 3 Retrouver les porteurs sains

Exercice 4 Une variation déjà présente avant l'herbicide

Exercice 5 Tester l'équilibre d'une population

Exercice 6 Quand un génotype ne se reproduit plus

Exercice 7 Lire la biodiversité avec la grille de l'évolution

Les questions qu'on se pose

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