QCM : Évolution des génomes et adaptation (25 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel phénomène la génétique des populations étudie-t-elle à l’échelle des populations d’une espèce ?

La formation des organes au cours du développement
L’évolution des gènes et des allèles au fil du temps
La répartition des espèces dans différents écosystèmes
La transmission des caractères acquis pendant la vie

L’évolution des gènes et des allèles au fil du temps

Explication

La génétique des populations étudie comment les gènes et les allèles évoluent dans les populations d’une espèce. La répartition des espèces relève plutôt de l’étude de leur distribution géographique.

2. Quels critères caractérisent une population au sens de la génétique des populations ?

Des individus de la même espèce vivant au même moment dans un lieu donné et formant une unité reproductive
Des individus de la même espèce répartis dans des lieux différents et séparés dans le temps
Des individus de plusieurs espèces partageant un habitat et exploitant les mêmes ressources
Des individus apparentés vivant dans un lieu donné, quelle que soit leur capacité à se reproduire

Des individus de la même espèce vivant au même moment dans un lieu donné et formant une unité reproductive

Explication

Une population réunit des individus de la même espèce présents au même moment dans un lieu donné et constituant une unité reproductive spatio-temporelle. Le partage d’un habitat par plusieurs espèces ne suffit pas à définir une population.

3. Quelle idée centrale la synthèse moderne de l’évolution associe-t-elle au darwinisme et au mendélisme ?

Les gènes évoluent indépendamment des populations
Les individus constituent l’unité de l’évolution
Les espèces évoluent sans variation héréditaire
Les populations constituent l’unité de l’évolution

Les populations constituent l’unité de l’évolution

Explication

La synthèse moderne associe le darwinisme et le mendélisme et considère les populations comme l’unité de l’évolution. Les individus peuvent être soumis à la sélection, mais ils ne constituent pas l’unité d’évolution retenue dans cette synthèse.

4. Dans une population où les unions entre allèles sont préférentielles plutôt qu’aléatoires, quel effet la reproduction sexuée peut-elle avoir sur la génération suivante ?

Elle transforme chaque union préférentielle en union aléatoire
Elle modifie la structure génotypique par rapport à celle attendue sous panmixie
Elle rend les fréquences alléliques indépendantes des croisements
Elle empêche la transmission des allèles d’une génération à l’autre

Elle modifie la structure génotypique par rapport à celle attendue sous panmixie

Explication

La reproduction sexuée remet les allèles en jeu à chaque génération, et des croisements non panmictiques peuvent modifier la structure génotypique de la génération suivante. La panmixie désigne les unions aléatoires, et non les unions préférentielles.

5. Quel ensemble regroupe des mécanismes susceptibles de créer de la variation génétique ?

Sélection naturelle, dérive génétique, migrations et panmixie
Expression des gènes, développement, croissance et vieillissement
Fixation des allèles, perte des mutations, accouplements et fécondation
Substitutions, recombinaison, duplication de gènes et transfert horizontal

Substitutions, recombinaison, duplication de gènes et transfert horizontal

Explication

Les substitutions, la recombinaison, la duplication de gènes et le transfert horizontal figurent parmi les sources de variation génétique. La sélection et la dérive modifient le devenir des variantes, mais ne sont pas les mécanismes de variation réunis dans cette réponse.

6. Quelle trajectoire une mutation germinale peut-elle suivre au cours de plusieurs générations ?

Modifier la fréquence des allèles, puis devenir nécessairement avantageuse
Être transmise à la descendance, changer de fréquence, puis se fixer ou se perdre
Être transmise à la descendance, puis conserver une fréquence constante dans la population
Rester limitée aux cellules du porteur, puis disparaître lors de sa reproduction

Être transmise à la descendance, changer de fréquence, puis se fixer ou se perdre

Explication

Une mutation germinale peut être héritée, voir sa fréquence évoluer dans la population, puis être fixée ou perdue. Contrairement à une mutation somatique dans le schéma présenté, elle peut être transmise à la descendance.

7. Une population subit une forte pression de sélection liée à un nouvel environnement : comment cette pression détermine-t-elle la position des mutations qui apparaissent ?

Elle déplace les mutations vers les loci dont les allèles sont déjà fréquents
Elle concentre les mutations dans les gènes qui améliorent la tolérance à l’environnement
Elle provoque des mutations aux endroits où les organismes en ont le plus besoin
Elle ne dirige pas la position des mutations, qui apparaît aléatoirement dans le génome

Elle ne dirige pas la position des mutations, qui apparaît aléatoirement dans le génome

Explication

La position des mutations dans le génome est aléatoire, et leur apparition ne répond pas à une pression de sélection. Cette pression peut favoriser ensuite certaines variantes, mais elle ne dirige pas l’apparition des mutations vers les gènes utiles.

8. Quelle répartition caractérise les effets des mutations spontanées ?

La plupart sont neutres ou délétères, et une très faible part est avantageuse
La plupart sont neutres, et les mutations avantageuses sont aussi fréquentes que les délétères
La plupart sont délétères, et une part équivalente est avantageuse
La plupart sont avantageuses, et une très faible part est neutre ou délétère

La plupart sont neutres ou délétères, et une très faible part est avantageuse

Explication

Les mutations spontanées sont majoritairement neutres ou délétères, tandis que la fraction avantageuse est très faible. L’idée qu’elles sont le plus souvent avantageuses inverse la répartition des effets.

9. Que mesure la valeur adaptative d’un génotype par rapport à d’autres génotypes vivant dans des conditions similaires ?

Sa survie et/ou ses capacités reproductives relatives
La quantité de variation génétique présente dans son habitat
La ressemblance de son phénotype avec celui de ses parents
La rapidité avec laquelle ses mutations apparaissent dans le génome

Sa survie et/ou ses capacités reproductives relatives

Explication

La valeur adaptative mesure la survie et/ou les capacités reproductives d’un génotype par rapport aux autres dans des conditions similaires. La vitesse d’apparition des mutations ne constitue pas la mesure de cette valeur.

10. Dans une population, des individus portant un caractère favorable se reproduisent davantage : quel effet la sélection naturelle peut-elle produire ?

Le caractère est transmis plus souvent à la descendance par les individus qui le portent
La fréquence du caractère diminue parce que ses porteurs se reproduisent davantage
Le caractère se transmet avec la même fréquence, quel que soit le succès reproductif
Le caractère apparaît en réponse aux besoins des individus qui le portent

Le caractère est transmis plus souvent à la descendance par les individus qui le portent

Explication

La sélection naturelle trie les individus selon leur phénotype : les porteurs de caractères favorables se reproduisent mieux et transmettent plus souvent ces caractères. Elle ne fait pas apparaître un caractère parce que les individus en auraient besoin.

11. Une modification phénotypique apparaît en réponse aux conditions du milieu sans changement génétique : comment la distinguer d’une adaptation ?

Il s’agit d’une adaptation, alors qu’une accommodation est une modification génétique sélectionnée
Il s’agit d’une accommodation, alors qu’une adaptation est une modification génétique sélectionnée
Il s’agit d’une accommodation, alors qu’une adaptation est une réponse phénotypique sans changement génétique
Il s’agit d’une adaptation, alors qu’une accommodation correspond à une variation de fréquence allélique

Il s’agit d’une accommodation, alors qu’une adaptation est une modification génétique sélectionnée

Explication

L’accommodation est une plasticité phénotypique sans modification génétique, tandis que l’adaptation correspond à une modification génétique sélectionnée. Une réponse phénotypique sans changement génétique relève donc de l’accommodation, et non de l’adaptation.

12. Comment la sélection tend-elle à agir sur un polymorphisme lorsque l’hétérozygote a une valeur adaptative intermédiaire entre celles des deux homozygotes ?

Elle tend à faire perdre le polymorphisme, contrairement à l’avantage de l’hétérozygote qui peut le maintenir
Elle tend à éliminer les homozygotes, comme lorsque l’hétérozygote est avantagé
Elle tend à accroître le polymorphisme, parce que l’hétérozygote est intermédiaire
Elle tend à maintenir un équilibre stable, comme lorsque l’hétérozygote est avantagé

Elle tend à faire perdre le polymorphisme, contrairement à l’avantage de l’hétérozygote qui peut le maintenir

Explication

Lorsque l’hétérozygote a une valeur adaptative intermédiaire, la sélection tend à faire perdre le polymorphisme; l’avantage de l’hétérozygote peut au contraire le maintenir à un équilibre stable. Un hétérozygote intermédiaire ne bénéficie donc pas du mécanisme de maintien associé à sa supériorité adaptative.

13. Quel mécanisme définit la dérive génétique dans une population de taille finie ?

Une modification régulière des fréquences alléliques due à l’avantage reproductif d’un génotype
Une fluctuation aléatoire des fréquences alléliques due à l’échantillonnage des gènes entre générations
Un échange d’allèles entre populations provoqué par le déplacement d’individus ou de gamètes
Une apparition de nouveaux allèles causée par des changements spontanés de l’ADN

Une fluctuation aléatoire des fréquences alléliques due à l’échantillonnage des gènes entre générations

Explication

Dans une population de taille finie, l’échantillonnage des gènes transmis d’une génération à l’autre fait fluctuer les fréquences alléliques au hasard. La sélection, contrairement à la dérive, modifie les fréquences en fonction des différences de succès reproductif.

14. Deux populations subissent le même phénomène aléatoire d’échantillonnage des allèles, mais l’une est beaucoup plus petite. Dans laquelle les effets de la dérive devraient-ils être les plus marqués ?

Dans les deux populations, avec une intensité semblable quelle que soit leur taille
Dans la plus petite population, où l’échantillonnage aléatoire pèse davantage
Dans la population où les individus migrent le plus souvent entre générations
Dans la plus grande population, où les allèles sont plus nombreux à se transmettre

Dans la plus petite population, où l’échantillonnage aléatoire pèse davantage

Explication

La dérive a des effets d’autant plus importants que la population est petite, car les fluctuations d’échantillonnage y ont davantage de poids. Une grande population n’amplifie donc pas la dérive par le seul fait qu’elle contient davantage d’allèles.

15. Dans une population, un allèle finit par ne plus être présent chez aucun individu. Comment caractériser son devenir ?

Il a été perdu, car sa fréquence allélique est devenue nulle
Il a été fixé, car sa fréquence allélique est devenue nulle
Il s’est maintenu, car sa fréquence allélique est restée intermédiaire
Il est devenu polymorphe, car sa fréquence allélique a atteint un

Il a été perdu, car sa fréquence allélique est devenue nulle

Explication

La disparition complète d’un allèle correspond à une perte, dont la fréquence est nulle. La fixation désigne au contraire une fréquence égale à un, et non l’absence de l’allèle.

16. Pourquoi un étranglement démographique ou un effet fondateur peut-il renforcer la dérive génétique ?

Parce qu’ils augmentent les échanges de gamètes et homogénéisent les fréquences alléliques
Parce qu’ils imposent une pression sélective identique à tous les individus de la population
Parce que ces événements réduisent l’effectif de la population et accentuent les fluctuations d’échantillonnage
Parce qu’ils empêchent l’apparition de nouveaux allèles par mutation pendant plusieurs générations

Parce que ces événements réduisent l’effectif de la population et accentuent les fluctuations d’échantillonnage

Explication

Les étranglements et les effets fondateurs réduisent l’effectif, ce qui accentue les fluctuations aléatoires des fréquences alléliques. L’homogénéisation par échange de gamètes relève plutôt du flux génique.

17. Qu’est-ce qu’une migration entre populations d’une même espèce en génétique des populations ?

Une modification des fréquences alléliques sous l’effet de différences de succès reproductif
Une apparition de nouveaux allèles dans une population par changement de séquence d’ADN
Un déplacement d’individus ou de gamètes qui crée un flux génique entre populations
Une fluctuation aléatoire des fréquences alléliques produite par l’échantillonnage générationnel

Un déplacement d’individus ou de gamètes qui crée un flux génique entre populations

Explication

Les migrations correspondent aux mouvements d’individus ou de gamètes entre populations et créent ainsi des flux géniques. Une fluctuation par échantillonnage est un mécanisme de dérive, et non une migration.

18. Deux populations isolées commencent à échanger des migrants. Quel effet global ce flux génique tend-il à avoir sur leur différenciation ?

Il tend à l’accroître en renforçant l’évolution indépendante des populations
Il tend à la rendre plus forte lorsque les pressions sélectives locales diffèrent
Il tend à la maintenir en annulant les effets des mutations dans chaque population
Il tend à la limiter en rapprochant leurs fréquences alléliques

Il tend à la limiter en rapprochant leurs fréquences alléliques

Explication

Le flux génique limite la différenciation entre populations en rapprochant leurs fréquences alléliques. La rupture des échanges, à l’inverse, permet une évolution indépendante et peut favoriser la différenciation.

19. Quelle évolution peut se produire lorsque les flux géniques entre deux populations sont interrompus ?

Leurs fréquences alléliques cessent d’évoluer sous l’effet de la dérive et des mutations
Leurs fréquences alléliques tendent à s’homogénéiser et leur différenciation diminue
Leurs fréquences alléliques deviennent nécessairement identiques dès la génération suivante
Leurs fréquences alléliques peuvent évoluer indépendamment et la différenciation peut mener à la spéciation

Leurs fréquences alléliques peuvent évoluer indépendamment et la différenciation peut mener à la spéciation

Explication

Sans flux génique, les populations peuvent évoluer indépendamment et leur différenciation peut contribuer à la spéciation. L’homogénéisation des fréquences alléliques est plutôt un effet des flux géniques maintenus.

20. Pour un locus à deux allèles A et B, quelle relation relie leurs fréquences alléliques ?

p=f(A)p=f(A) et q=f(B)q=f(B), avec p+q=1p+q=1
p=f(B)p=f(B) et q=f(A)q=f(A), avec p+q=1p+q=1
p=f(A)p=f(A) et q=f(B)q=f(B), avec p=qp=q
p=f(A)p=f(A) et q=f(B)q=f(B), avec p+q=2p+q=2

$$p=f(A)$$ et $$q=f(B)$$, avec $$p+q=1$$

Explication

Les fréquences sont notées p=f(A)p=f(A) et q=f(B)q=f(B), et leur somme vaut un puisque les deux allèles constituent les possibilités considérées à ce locus. Une somme de deux correspondrait à une autre échelle que celle des fréquences alléliques.

21. Laquelle de ces conditions fait partie des hypothèses du modèle de Hardy-Weinberg ?

Une population panmictique avec générations chevauchantes et sélection équilibrante
Une population à fréquences alléliques différentes chez les mâles et les femelles
Une population de taille finie, avec accouplements aléatoires et migrations régulières
Une population panmictique et infinie, sans mutation, migration ni sélection

Une population panmictique et infinie, sans mutation, migration ni sélection

Explication

Le modèle suppose notamment une population panmictique et infinie, ainsi que l’absence de mutation, de migration et de sélection. Une taille finie, des générations chevauchantes ou des fréquences alléliques différentes entre sexes ne correspondent pas aux hypothèses énoncées.

22. Dans une population panmictique où deux allèles ont pour fréquences pp et qq, quelles sont les fréquences génotypiques attendues ?

p2p^2 pour le premier homozygote, pqpq pour l’hétérozygote et q2q^2 pour le second homozygote
pp pour le premier homozygote, pqpq pour l’hétérozygote et qq pour le second homozygote
p2p^2 pour le premier homozygote, 2pq2pq pour l’hétérozygote et q2q^2 pour le second homozygote
2p2p pour le premier homozygote, 2pq2pq pour l’hétérozygote et 2q2q pour le second homozygote

$$p^2$$ pour le premier homozygote, $$2pq$$ pour l’hétérozygote et $$q^2$$ pour le second homozygote

Explication

Sous panmixie, les fréquences attendues suivent le développement de (p+q)2\left(p+q\right)^2 : p2p^2, 2pq2pq et q2q^2. La fréquence de l’hétérozygote est donc 2pq2pq, et non pqpq.

23. Si les hypothèses de Hardy-Weinberg sont respectées d’une génération à l’autre, que prédit le modèle ?

Les fréquences génotypiques restent constantes et les fréquences alléliques se déduisent des génotypes
Les fréquences alléliques augmentent à chaque génération et les fréquences génotypiques suivent cette hausse
Les fréquences alléliques restent constantes et les fréquences génotypiques se déduisent des fréquences alléliques
Les fréquences alléliques varient au hasard et les fréquences génotypiques restent indépendantes de celles-ci

Les fréquences alléliques restent constantes et les fréquences génotypiques se déduisent des fréquences alléliques

Explication

Sous les hypothèses du modèle, les fréquences alléliques restent constantes d’une génération à l’autre et permettent de prédire les fréquences génotypiques. Une variation aléatoire des fréquences alléliques serait plutôt associée à la dérive.

24. Dans le modèle de sélection présenté, quelles valeurs adaptatives sont attribuées aux génotypes AA, Aa et aa ?

W(AA)=1−hsW(AA)=1-hs, W(Aa)=1W(Aa)=1 et W(aa)=1−sW(aa)=1-s
W(AA)=1−sW(AA)=1-s, W(Aa)=1−hsW(Aa)=1-hs et W(aa)=1W(aa)=1
W(AA)=1W(AA)=1, W(Aa)=1−sW(Aa)=1-s et W(aa)=1−hsW(aa)=1-hs
W(AA)=1W(AA)=1, W(Aa)=1−hsW(Aa)=1-hs et W(aa)=1−sW(aa)=1-s

$$W(AA)=1$$, $$W(Aa)=1-hs$$ et $$W(aa)=1-s$$

Explication

Le modèle fixe la valeur adaptative de AA à 1 et fait intervenir la dominance par le terme hs chez l’hétérozygote Aa; la valeur de aa dépend de s. Inverser les valeurs de AA et aa confond le génotype de référence avec le génotype soumis à la sélection.

25. Dans l’étude de l’interaction entre sélection et dérive, quelle situation initiale sert à examiner la probabilité de fixation d’un allèle rare ?

A a une fréquence de 0,050{,}05 dans une population de N=10000N=10000.
A a une fréquence de 5×10−55\times10^{-5} dans une population de N=10000N=10000.
A a une fréquence de 5×10−45\times10^{-4} dans une population de N=10000N=10000.
A a une fréquence de 5×10−55\times10^{-5} dans une population de N=1000N=1000.

A a une fréquence de $$5\times10^{-5}$$ dans une population de $$N=10000$$.

Explication

L’étude considère un allèle A initialement très rare, à la fréquence 5×10−55\times10^{-5}, dans une population de taille N=10000N=10000, afin d’examiner sa probabilité de fixation sous l’effet de la sélection. Une fréquence de 5×10−45\times10^{-4}, bien que faible, ne correspond pas à la fréquence initiale spécifiée.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 54 flashcards sur Évolution des génomes et adaptation.

Qu’étudie la génétique des populations ?

L’évolution des gènes et des allèles dans les populations d’une espèce.

Qu’est-ce qu’une population en génétique des populations ?

Un ensemble d’individus de la même espèce vivant au même moment dans un lieu donné et formant une unité reproductive spatio-temporelle.

Quelles approches la synthèse moderne de l’évolution associe-t-elle ?

Le darwinisme et le mendélisme.

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Consultez la fiche de révision complète sur Évolution des génomes et adaptation.

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