Sciences de la vie et de la Terre (spécialité) · TerminaleBac

L'évolution des génomes dans les populations : exercices de Tle

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

L'évolution d'une population se mesure par un changement de ses fréquences alléliques d'une génération à l'autre. ²
Mutations, sélection naturelle et dérive génétique sont les mécanismes à connaître pour expliquer ces changements. ²
Fréquence d'un allèle = nombre de copies de cet allèle ÷ nombre total d'allèles (2 par individu diploïde).
Dans une petite population, le hasard (dérive) pèse beaucoup plus que dans une grande.
Des populations isolées évoluent chacune de leur côté, donc leurs génomes divergent. ²

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices portent sur un point central du programme de spécialité : les génomes évoluent au sein des populations, et on peut le mesurer. Ils sont classés du plus simple au plus délicat. Cherche d'abord seul(e), regarde les indices si tu bloques, puis compare avec la correction pas à pas.

Les exercices

Exercice 1 Calculer une fréquence allélique

★☆☆Environ 6 min

Dans une population de 200 individus diploïdes, on étudie un gène à deux allèles, $A$ et $a$ . On dénombre 90 individus $AA$ , 80 individus $Aa$ et 30 individus $aa$ .

Calcule la fréquence de l'allèle $A$ dans cette population.

Indice 1

Chaque individu porte deux allèles du gène : combien d'allèles y a-t-il au total ?

Indice 2

Un individu $AA$ apporte deux copies de $A$ , un individu $Aa$ en apporte une.

Voir la correction pas à pas

Nombre total d'allèles : $2 \times 200 = 400$ .
Copies de $A$ apportées par les $AA$ : $2 \times 90 = 180$ .
Copies de $A$ apportées par les $Aa$ : $80$ .
Total de copies de $A$ : $180 + 80 = 260$ .
Fréquence : $f(A) = \dfrac{260}{400} = 0{,}65$ .

La fréquence de $A$ est 0,65. Celle de $a$ vaut $1 - 0{,}65 = 0{,}35$ : les deux fréquences d'un gène à deux allèles totalisent toujours 1.

Exercice 2 Une population a-t-elle évolué ?

★☆☆Environ 8 min

À la génération 1, la fréquence de l'allèle $a$ dans une population est de $0{,}35$ . À la génération 2, la population compte 500 individus : 320 $AA$ , 160 $Aa$ et 20 $aa$ .

Calcule la variation de la fréquence de $a$ entre les deux générations (génération 2 moins génération 1), puis dis si la population a évolué au sens du programme.

Indice 1

Calcule d'abord la fréquence de $a$ à la génération 2 en comptant les allèles.

Indice 2

Rappelle-toi comment l'évolution est définie.

Voir la correction pas à pas

Nombre total d'allèles à la génération 2 : $2 \times 500 = 1000$ .
Copies de $a$ : $2 \times 20 + 160 = 200$ .
Fréquence de $a$ à la génération 2 : $\dfrac{200}{1000} = 0{,}20$ .
Variation : $0{,}20 - 0{,}35 = -0{,}15$ .
La fréquence a changé, donc la population a évolué.

La variation est de −0,15. Comme l'évolution est définie par un changement des fréquences alléliques, la population a évolué. ² Le signe négatif indique que l'allèle $a$ a reculé ; la cause (sélection, dérive…) reste à chercher.

Exercice 3 Combinaisons de chromosomes dans les gamètes

★★☆Environ 8 min

Une espèce fictive possède 5 paires de chromosomes. On néglige les échanges entre chromosomes homologues. À la formation des gamètes, chaque paire se sépare au hasard, indépendamment des autres.

Combien de combinaisons chromosomiques différentes un individu peut-il produire dans ses gamètes ? Explique en quoi ce brassage intéresse l'évolution.

Indice 1

Pour une seule paire, il y a deux possibilités de répartition dans un gamète.

Indice 2

Les paires sont indépendantes : les possibilités se multiplient.

Voir la correction pas à pas

Pour une paire, un gamète reçoit l'un ou l'autre des deux homologues : 2 possibilités.
Pour 5 paires indépendantes : $2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 2^5$ .
Calcul : $2^5 = 32$ .
Interprétation : chaque combinaison est un assortiment différent d'allèles, donc de la variabilité.

Un individu peut produire 32 combinaisons. La ségrégation aléatoire des chromosomes préserve la variabilité génétique au sein des populations. ² Cette variabilité est la matière sur laquelle sélection et dérive peuvent ensuite agir.

Exercice 4 Nouvelles mutations à chaque génération

★★☆Environ 8 min

On suppose qu'un génome haploïde compte $3 \times 10^{9}$ paires de nucléotides et que chaque nucléotide a une probabilité de $10^{-8}$ de muter à chaque génération. Un individu diploïde possède deux jeux de ce génome.

Combien de nouvelles mutations porte en moyenne un individu par rapport à ses parents ? Que devient une mutation qui n'avantage ni ne désavantage son porteur ?

Indice 1

Compte d'abord le nombre total de nucléotides d'un individu diploïde.

Indice 2

Le nombre moyen de mutations est le produit du nombre de nucléotides par la probabilité de mutation.

Voir la correction pas à pas

Nucléotides d'un individu diploïde : $2 \times 3 \times 10^{9} = 6 \times 10^{9}$ .
Nombre moyen de mutations : $6 \times 10^{9} \times 10^{-8}$ .
Calcul : $6 \times 10^{1} = 60$ .
Une mutation neutre crée un nouvel allèle : sa fréquence est d'abord très faible et son devenir dépend surtout du hasard.

Un individu porte en moyenne 60 nouvelles mutations (valeurs fournies par l'énoncé, pas des données à retenir). Les mutations sont l'un des mécanismes de l'évolution des génomes. ² Elles créent de nouveaux allèles, que la sélection naturelle ou la dérive génétique feront ensuite varier en fréquence. ²

Exercice 5 Le hasard dans une petite et une grande population

★★☆Environ 12 min

Un allèle rare $b$ a une fréquence de $0{,}02$ dans deux populations.

Population P1 : 50 individus diploïdes (100 allèles), soit 2 copies de $b$ .
Population P2 : 5 000 individus diploïdes (10 000 allèles), soit 200 copies de $b$ .

À la génération suivante, le hasard des reproductions fait perdre une seule copie de $b$ dans chaque population (sans sélection ni mutation). Calcule le rapport entre la baisse de fréquence de $b$ dans P1 et celle dans P2.

Indice 1

Calcule la nouvelle fréquence de $b$ dans chaque population.

Indice 2

Fais ensuite le rapport des deux baisses.

Voir la correction pas à pas

P1 : nouvelle fréquence $\dfrac{1}{100} = 0{,}01$ ; baisse $0{,}02 - 0{,}01 = 0{,}01$ .
P2 : nouvelle fréquence $\dfrac{199}{10\,000} = 0{,}0199$ ; baisse $0{,}02 - 0{,}0199 = 0{,}0001$ .
Rapport : $\dfrac{0{,}01}{0{,}0001} = 100$ .
Interprétation : la même fluctuation aléatoire change 100 fois plus la fréquence dans la petite population.

Le rapport est de 100. La dérive génétique, fluctuation aléatoire des fréquences alléliques, est l'un des mécanismes cités au programme. ² Elle pèse d'autant plus que la population est petite : dans P1, l'allèle $b$ peut même disparaître en une ou deux générations.

Exercice 6 Effet d'un avantage sélectif

★★★Environ 14 min

Dans une population d'organismes haploïdes, deux allèles $A$ et $a$ ont chacun une fréquence de $0{,}5$ à la génération 0. On admet que les porteurs de $A$ laissent en moyenne 1 descendant et ceux de $a$ en laissent $0{,}8$ (valeurs données par l'énoncé). L'effectif est suffisamment grand pour négliger le hasard.

Calcule la fréquence de $A$ à la génération suivante (arrondie à $10^{-4}$ ).
Que se passerait-il sur de nombreuses générations ?

Indice 1

La part de $A$ dans la descendance = descendants issus de $A$ ÷ descendants totaux.

Indice 2

Pondère chaque fréquence par le nombre moyen de descendants.

Voir la correction pas à pas

Descendants issus de $A$ (proportion) : $0{,}5 \times 1 = 0{,}5$ .
Descendants issus de $a$ : $0{,}5 \times 0{,}8 = 0{,}4$ .
Total : $0{,}5 + 0{,}4 = 0{,}9$ .
Nouvelle fréquence de $A$ : $\dfrac{0{,}5}{0{,}9} = \dfrac{5}{9} \approx 0{,}5556$ .
Génération après génération, $A$ continue de progresser tant que l'avantage persiste.

La fréquence de $A$ passe de 0,5 à environ 0,5556 : la population évolue par sélection naturelle, l'un des mécanismes du programme. ² Sur de nombreuses générations, $A$ tendrait vers la fixation et $a$ vers la disparition, tant que l'avantage ne change pas. Une mutation ou une dérive pourrait toutefois modifier ce scénario.

Exercice 7 Deux populations isolées qui divergent

★★★Environ 10 min

Une espèce se répartit en deux populations séparées par une barrière, sans aucun échange. Au départ, la fréquence de l'allèle $A$ est de $0{,}50$ dans les deux. Quelques dizaines de générations plus tard, elle vaut $0{,}62$ dans la population 1 et $0{,}31$ dans la population 2.

Calcule l'écart entre les deux populations, puis explique comment il a pu apparaître.

Indice 1

L'écart est la différence entre les deux fréquences finales.

Indice 2

Pense aux mécanismes qui agissent indépendamment dans chaque population.

Voir la correction pas à pas

Écart : $0{,}62 - 0{,}31 = 0{,}31$ .
Au départ, l'écart était nul.
Sans échange d'individus, chaque population subit ses propres mutations, sa propre dérive et sa propre sélection.
Ces mécanismes n'ont aucune raison d'agir de la même façon : les fréquences s'éloignent.

L'écart est de 0,31. Des populations isolées ont des évolutions génétiques indépendantes. ² Si l'isolement dure, les différences peuvent s'accumuler.

Exercice 8 Interpréter une expérience sur des drosophiles

★★★Environ 15 min

Un enseignant fait suivre des populations de drosophiles d'une même lignée, au départ identiques, sur plusieurs générations. Il suit un allèle $r$ de fréquence initiale $0{,}5$ dans quatre petites populations de 10 individus et dans quatre grandes populations de 200 individus, sans différence de milieu. Les effectifs sont représentés sur des graphiques, comme dans une activité proposée sur la dérive et la sélection chez la drosophile. ³

On observe que les courbes des petites populations s'écartent fortement les unes des autres, certaines atteignant 0 ou 1, alors que celles des grandes restent proches de 0,5.

Interprète ces résultats et dis ce qui permettrait de mettre en évidence une sélection naturelle.

Indice 1

Les milieux sont identiques : qu'est-ce qui diffère entre petites et grandes populations ?

Indice 2

Une sélection ferait évoluer toutes les populations dans le même sens.

Voir la correction pas à pas

Les conditions sont les mêmes pour toutes les populations : la différence de comportement vient de l'effectif.
Dans les petites populations, le hasard des reproductions modifie fortement les fréquences : c'est la dérive.
Elle peut fixer ( $f = 1$ ) ou éliminer ( $f = 0$ ) un allèle, de façon différente d'une population à l'autre.
Dans les grandes populations, les fluctuations se compensent : les fréquences varient peu.
Pour une sélection, on s'attendrait à une évolution orientée et reproductible dans plusieurs populations, par exemple dans un milieu où un allèle est avantageux.

Ces résultats traduisent une dérive génétique : fluctuations aléatoires, plus marquées quand l'effectif est faible. La comparaison de ces écarts avec un modèle d'équilibre est aussi un moyen de mettre en évidence des écarts à l'équilibre de Hardy-Weinberg. ³ Seule une évolution dans un même sens, d'une population à l'autre, orienterait vers la sélection naturelle.

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si un changement de fréquence vient de la dérive ou de la sélection ?

Regarde la direction et la reproductibilité. Une dérive est aléatoire : d'une population à l'autre, l'allèle monte ou descend de façon désordonnée, surtout si l'effectif est petit. Une sélection oriente l'évolution dans le même sens quand les conditions sont les mêmes. Mutations, sélection naturelle et dérive génétique sont d'ailleurs listées comme mécanismes distincts au programme. ²

Qu'est-ce qui peut tomber au bac sur ce thème ?

Le sujet demande souvent d'exploiter des documents : calculer des fréquences alléliques, lire des graphiques d'effectifs ou de fréquences, et nommer le mécanisme qui explique le changement. Les graphiques d'effectifs de populations de drosophiles sont un exemple de support utilisé pour repérer des écarts à l'équilibre. ³ Entraîne-toi à écrire le calcul complet et à conclure par une phrase utilisant le vocabulaire du cours.

Sources

Programme visé : Programmes et ressources en sciences de la vie et de la Terre — voie générale · Éduscol

Programmes et ressources en sciences de la vie et de la Terre — voie générale, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Génétique et évolution — ressource Éduscol, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Édubase — Dérive et sélection chez la drosophile, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Édubase — Équilibre de Hardy-Weinberg et écarts à l'équilibre, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
SVT — Enseignements de spécialité au 3e trimestre, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.

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Comment utiliser ces exercices

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Exercice 1 Calculer une fréquence allélique

Exercice 2 Une population a-t-elle évolué ?

Exercice 3 Combinaisons de chromosomes dans les gamètes

Exercice 4 Nouvelles mutations à chaque génération

Exercice 5 Le hasard dans une petite et une grande population

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Exercice 8 Interpréter une expérience sur des drosophiles

Les questions qu'on se pose

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