Exercices: Variation et génétique des populations
– 2ème BAC Sciences Mathématiques SMA
Exercice 1: Calcul de fréquences alléliques
Dans une population de 1000 personnes :
- 490 sont de génotype AA
- 420 sont de génotype Aa
- 90 sont de génotype aa
Calculer les fréquences des allèles A et a.
Correction
Fréquence A = (2×490 + 420)/2000 = 1400/2000 = 0,7
Fréquence a = (420 + 2×90)/2000 = 600/2000 = 0,3
Exercice 2: Hardy-Weinberg
Une maladie récessive touche 1 personne sur 2500 dans une population.
Quelle est la fréquence des porteurs sains (hétérozygotes) ?
Correction
q² = 1/2500 = 0,0004 → q = 0,02
p = 1 – 0,02 = 0,98
Porteurs = 2pq = 2×0,98×0,02 ≈ 0,0392 (3,92%)
Exercice 3: Dérive génétique
Une population fondatrice de 10 individus s’établit sur une île.
Pourquoi la diversité génétique sera-t-elle réduite par rapport à la population d’origine ?
Correction
Effet fondateur : seuls certains allèles sont représentés parmi les 10 individus, conduisant à une perte de diversité par dérive génétique.
Exercice 4: Sélection naturelle
Dans une population de papillons, les phénotypes [clair] et [foncé] existent.
Après pollution industrielle, la fréquence des [foncés] passe de 10% à 90%. Quel type de sélection ?
Avant pollution
Après pollution
Correction
Sélection directionnelle : avantage aux phénotypes foncés (mimétisme sur écorces polluées).
Exercice 5: Flux génique
Deux populations de grenouilles ont des fréquences alléliques différentes pour un gène :
- Population A : p = 0,9 et q = 0,1
- Population B : p = 0,2 et q = 0,8
Si 10% de la population A migre vers B, quelles seront les nouvelles fréquences dans B ?
Correction
Nouvelle fréquence p dans B = (0,9×0,1 + 0,2×0,9) = 0,27
Nouvelle fréquence q dans B = 1 – 0,27 = 0,73
Exercice 6: Équilibre HW
Une population présente les génotypes suivants pour un gène :
- GG : 360 individus
- Gg : 480 individus
- gg : 160 individus
Cette population est-elle en équilibre de Hardy-Weinberg ?
Correction
1. Calcul des fréquences : p = (2×360 + 480)/2000 = 0,6 ; q = 0,4
2. Attendus HW : GG = p²×1000 = 360 ; Gg = 2pq×1000 = 480 ; gg = q²×1000 = 160
3. Observés = Attendus → Population en équilibre HW
Exercice 7: Avantage hétérozygote
La drépanocytose (aa) est délétère mais les hétérozygotes (Aa) résistent mieux au paludisme.
Pourquoi la fréquence de l’allèle a reste-t-elle élevée en zone tropicale ?
Correction
L’avantage sélectif des hétérozygotes maintient l’allèle a dans la population malgré ses effets délétères à l’état homozygote.
Exercice 8: Goulot d’étranglement
Une population de 10,000 cerfs est réduite à 50 individus après une épidémie.
Quelles seront les conséquences génétiques à long terme ?
Correction
Perte de diversité génétique par dérive (effet goulot) et risque accru de consanguinité.
Exercice 9: Sélection sexuelle
Chez les paons, les mâles à longue queue ont plus de succès reproductif.
Quel type de sélection cela illustre-t-il ?
Correction
Sélection sexuelle (sous-type de sélection naturelle) favorisant des traits attractifs pour les femelles.
Exercice 10: Synthèse évolutive
Une population présente initialement :
- Fréquence A = 0,5 et a = 0,5
- Après 10 générations : A = 0,8 et a = 0,2
Quels mécanismes pourraient expliquer ce changement ? (Plusieurs réponses possibles)
Correction
Possibilités :
- Sélection en faveur de A
- Migration différentielle
- Dérive génétique (si petite population)
- Mutations répétées de a vers A
