الامتحان الوطني الموحد للبكالوريا 2023 - الدورة العادية - علوم الحياة والأرض - العلوم الرياضية (أ) خيار فرنسية BIOF

### Examen national du baccalauréat — Session normale 2023 — Sujet **Matière :** Sciences de la Vie et de la Terre — **Filière :** Sciences Mathématiques, option Sciences Mathématiques A (option française) — **Code :** NS 36F **Durée :** 2 h — **Coefficient :** 3 - L'utilisation d'une calculatrice non programmable est autorisée. --- ## Partie I : Restitution des connaissances (5 points) **I.** Répondez sur votre feuille de production aux questions suivantes : 1. **Définissez :** Cycle de développement ; Gamètes. **(1 pt)** 2. **Citez :** **(1 pt)** - a. Deux rôles de la fécondation durant le cycle de développement d'une espèce. - b. Deux différences entre un cycle chromosomique haplophasique et un cycle chromosomique diplophasique. **II.** Pour chacune des données numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez sur votre feuille de production les couples (1,…), (2,…), (3,…), (4,…) et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte. **(2 pts)** 1. **Lors de la télophase I, la cellule mère se divise en deux cellules :** - a. haploïdes avec des chromosomes à deux chromatides ; - b. diploïdes avec des chromosomes à une seule chromatide ; - c. haploïdes avec des chromosomes à une seule chromatide ; - d. diploïdes avec des chromosomes à deux chromatides. 2. **Lors de la méiose, le crossing-over caractérise :** - a. la prophase I et permet le brassage interchromosomique ; - b. la prophase II et permet le brassage intrachromosomique ; - c. la prophase I et permet le brassage intrachromosomique ; - d. la prophase II et permet le brassage interchromosomique. 3. **Le cycle chromosomique haplodiplophasique se caractérise par une génération :** - a. sporogène haploïde et une génération gamétogène diploïde ; - b. gamétogène haploïde et une génération sporogène diploïde ; - c. sporogène haploïde issue du développement du zygote ; - d. gamétogène diploïde issue du développement du zygote. 4. **Lors du cycle de développement, les spores :** - a. haploïdes fusionnent pour donner des structures diploïdes ; - b. diploïdes fusionnent pour donner des structures diploïdes ; - c. haploïdes germent pour donner des structures haploïdes ; - d. diploïdes germent pour donner des structures haploïdes. **III.** Le document suivant représente l'évolution de la quantité d'ADN dans le noyau d'une cellule germinale au cours de la formation des gamètes (la quantité d'ADN passe de Q à 2Q pendant la période « a », puis de 2Q à Q à la fin de la période « b », puis de Q à Q/2 à la fin de la période « c » ; la période « d » englobe « b » et « c »). Recopiez sur votre feuille de production les lettres « a », « b », « c » et « d », puis adressez à chaque lettre le nom de la phase qui lui correspond. **(1 pt)**  --- ## Partie II : Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 points) ### Exercice 1 (3,25 points) Au Maroc, l'orge est l'une des céréales, qui joue un rôle capital dans l'alimentation animale, ayant fait sujet de plusieurs études génétiques. Parmi les caractères héréditaires étudiés chez l'orge : "le nombre de rangs de grains par épi" et "la couleur des glumelles inférieures" (enveloppe qui adhère aux graines). Afin d'étudier la transmission de ces deux caractères, on propose les résultats des croisements suivants : **Premier croisement :** des plantes d'orge d'une lignée $(L_1)$ à deux rangs de grains par épi et des glumelles inférieures pourpres sont croisées entre elles, la génération (F) issue de ce croisement comporte les phénotypes suivants : - **Phénotype 1 :** plantes à deux rangs de grains par épi et glumelles inférieures pourpres. - **Phénotype 2 :** plantes à six rangs de grains par épi et glumelles inférieures non colorées. - **Phénotype 3 :** plantes à deux rangs de grains par épi et glumelles inférieures non colorées. - **Phénotype 4 :** plantes à six rangs de grains par épi et glumelles inférieures pourpres. 1. En vous basant sur les données du premier croisement, dégagez en justifiant votre réponse, les conclusions possibles. **(0,75 pt)** 2. Déterminez les génotypes possibles des plantes de la lignée $(L_1)$. **(0,75 pt)** *Utilisez les symboles :* R et r pour les allèles responsables du nombre de rangs par épi ; G et g pour les allèles responsables de la couleur des glumelles. **Deuxième croisement :** La lignée $(L_1)$ est croisée avec une lignée $(L_2)$ à six rangs de grains par épi et des glumelles inférieures non colorées. La génération (F') issue de ce croisement comporte les mêmes phénotypes (1, 2, 3 et 4) de la génération (F) avec les effectifs présentés dans le tableau suivant : | Génération F' | Phénotype 1 | Phénotype 2 | Phénotype 3 | Phénotype 4 | |---|---|---|---|---| | Effectifs | 964 | 956 | 242 | 268 | 3. En exploitant les résultats du deuxième croisement et des données précédentes : - a. Déterminez, en justifiant votre réponse, le génotype à retenir parmi ceux proposés dans votre réponse à la question 2. **(0,75 pt)** - b. Réalisez l'interprétation chromosomique des résultats du deuxième croisement en vous aidant d'un échiquier de croisement. **(1 pt)** --- ### Exercice 2 (1,75 point) **Incontinentia Pigmenti (IP)** est une maladie héréditaire rare chez l'Homme, causée par une déficience d'un gène appelé « Nemo », porté par le chromosome X. Cette maladie est caractérisée par des atteintes cutanées, oculaires, dentaires et nerveuses. Le document suivant présente l'arbre généalogique d'une famille dont certains membres sont atteints de cette maladie.  **Document (arbre généalogique) :** - Génération I : $I_1$ homme sain × $I_2$ femme atteinte. - Génération II (enfants de $I_1$ et $I_2$) : $II_2$ femme atteinte (mariée à $II_1$, homme sain) ; $II_3$ fœtus avorté ; $II_5$ femme atteinte (mariée à $II_4$, homme sain) ; $II_6$ homme sain (marié à $II_7$, femme saine). - Génération III : enfants de $II_1 \times II_2$ : $III_1$ fœtus avorté, $III_2$ homme sain, $III_3$ femme atteinte, $III_4$ femme saine ; enfants de $II_4 \times II_5$ : $III_5$ femme saine, $III_6$ fœtus ; enfants de $II_6 \times II_7$ : $III_7$ femme saine, $III_8$ homme sain. 1. En vous basant sur l'arbre généalogique, montrez si l'allèle responsable de la maladie est dominant ou récessif. **(0,5 pt)** 2. Sachant que le fœtus qui ne porte que l'allèle morbide est avorté, déterminez, en vous aidant d'un échiquier de croisement, la probabilité pour que le couple $(II_4, II_5)$ donne naissance à un individu atteint par cette maladie. **(1,25 pt)** *Utilisez les symboles suivants :* « N » pour l'allèle dominant et « n » pour l'allèle récessif. --- ### Exercice 3 (5 points) Le maïs est une plante oléagineuse dont les huiles sont utilisées dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique. Pour mettre en évidence le rôle de la sélection artificielle dans l'amélioration de la productivité des huiles de maïs on propose les données suivantes : - Des chercheurs ont récolté des épis (document 1) à partir de 104 pieds d'un champ de maïs, qui représentent la population statistique P, puis ils ont mesuré la quantité d'huiles en (g) extraite de 100 g de grains pour chaque pied de cette population. Le document 2 présente les résultats statistiques de la distribution de la quantité des huiles chez la population P.   **Document 2 :** | Centres de classes en g | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 5,5 | 6 | |---|---|---|---|---|---|---| | Nombre de pieds | 5 | 12 | 42 | 28 | 15 | 2 | 1. Déterminez, en justifiant votre réponse, le type de la variation étudiée. **(0,5 pt)** 2. Calculez la moyenne arithmétique, l'écart type et l'intervalle de confiance $[\bar{X} - \sigma ; \bar{X} + \sigma]$ de cette distribution, en vous basant sur un tableau d'application du calcul des paramètres statistiques. **(1,75 pt)** On donne : $\sigma = \sqrt{\dfrac{\sum f_i (x_i - \bar{X})^2}{n}}$ et $\bar{X} = \dfrac{\sum f_i x_i}{n}$ - À partir de la population P, les chercheurs ont sélectionné les grains des pieds de la classe dont le centre est 6 g. La semence de ces graines a donné une population $P_1$ composée de 171 pieds. La quantité d'huile en g dans 100 g de grains a été mesurée pour chaque pied de cette population. Le document 3 présente les résultats statistiques de la distribution de la quantité des huiles (g) dans la population $P_1$.  **Document 3 :** | Centres de classes en g | 4 | 4,5 | 5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7 | 7,5 | |---|---|---|---|---|---|---|---|---| | Nombre de pieds | 5 | 30 | 54 | 47 | 24 | 4 | 3 | 4 | 3. Sur votre feuille de production, réalisez, sur le même graphe, le polygone de fréquence de la distribution de la quantité des huiles pour chacune des deux populations P et $P_1$. **(1,25 pt)** *Utilisez l'échelle : 1 cm pour chaque classe et 1 cm pour 10 pieds.* 4. Déterminez, en justifiant votre réponse, si la population P est homogène ou hétérogène. **(0,5 pt)** - À partir de la population $P_1$, les chercheurs ont sélectionné les grains des pieds de la classe dont le centre est 7,5 g. La semence de ces graines a donné une population $P_2$. La quantité d'huile en g dans 100 g de grains a été mesurée pour chaque pied de cette population. Le document 4 présente la distribution de la quantité des huiles dans la population $P_2$ (polygone unimodal, classes de 5,5 g à 8,5 g, mode à 7 g avec environ 30 pieds).  5. En vous basant sur les données précédentes, montrez que la sélection artificielle est efficace pour améliorer la productivité des huiles de maïs. **(1 pt)** --- ### Exercice 4 (5 points) Pour mettre en évidence l'influence des facteurs de variation sur la structure génétique des populations, on propose les données suivantes : - **Donnée 1 :** Le léopard (*Panthera pardus*), aussi appelé panthère, est un félin que l'on trouve dans les forêts, les savanes et les semi-déserts dans diverses régions d'Asie et d'Afrique. C'est une espèce qui présente une variété de couleurs du pelage (document 1).  - Le léopard de forme claire (figure 1) présente un pelage brun clair tacheté de rosettes noires. - Le léopard de forme sombre ou panthère noire (figure 2) présente un pelage foncé tacheté de rosettes noires. Pour montrer l'origine génétique de cette variation chez les léopards, on a déterminé la séquence nucléotidique d'une partie du gène AGOUTI responsable de la couleur du pelage et la séquence des acides aminés qui lui correspond chez les deux formes de léopards. Le document 2 présente les résultats obtenus.  **Document 2 :** (nucléotides numérotés de 316 à 345) - **Figure 1 – Léopard clair :** séquence nucléotidique CCG GCG CCC GCC TGC TGC GAC CCG TGC GCC ; séquence d'acides aminés : Pro-Ala-Pro-Ala-Cys-Cys-Asp-Pro-Cys-Ala. - **Figure 2 – Léopard sombre :** séquence nucléotidique CCG GCG CCC GCC TGC TGA GAC CCG TGC GCC ; séquence d'acides aminés : Pro-Ala-Pro-Ala-Cys. 1. En exploitant les données du document 2 : - a. comparez d'une part les deux séquences nucléotidiques du gène AGOUTI, et d'autre part les deux séquences d'acides aminés entre les deux formes de léopards. **(0,5 pt)** - b. déduisez l'origine de la variation de la couleur du pelage chez les léopards. **(0,5 pt)** - **Donnée 2 :** Le léopard est un excellent coureur, mais sur de courtes distances. Vu la compétition importante entre les individus de la population pour la nourriture disponible dans le milieu, le léopard doit s'approcher au plus près de sa proie sans se faire repérer. Le document 3 présente les résultats d'une étude de la répartition des deux phénotypes des léopards dans la savane d'Afrique et dans la forêt subtropicale humide d'Asie.  **Document 3 :** | Milieux | Caractéristiques des milieux | Forme claire | Forme sombre | |---|---|---|---| | Forêt subtropicale humide d'Asie | forêts denses dominées par des plantes arborées | 0,45 | 0,55 | | Savane d'Afrique | forêts moins denses dominées par les plantes herbacées | 0,99 | 0,01 | 2. En vous basant sur le document 3 et les données précédentes, expliquez la répartition phénotypique des léopards dans chaque milieu, puis déduisez le facteur responsable de cette répartition. **(1,5 pt)** - **Donnée 3 :** Des études effectuées en Afrique du Sud, sur une population de léopards, ont montré l'existence d'individus à pelage rougeâtre avec des taches de couleur beige (pelage fraise). Ce phénotype résulte de l'expression d'un allèle mutant récessif « f » du gène AGOUTI. L'allèle dominant « C » étant responsable de la couleur claire du pelage des léopards. Afin de vérifier l'état d'équilibre de cette population, on a étudié sa structure génétique. Le document 4 présente la répartition phénotypique et génotypique observée.  **Document 4 :** | Phénotypes | Génotypes | Nombre d'individus | |---|---|---| | Claire | C//C | 112 | | Claire | C//f | 98 | | Rougeâtre tacheté du beige | f//f | 7 | 3. En vous basant sur les données du document 4, calculez : - a. les fréquences des génotypes, la fréquence p de l'allèle « C » et la fréquence q de l'allèle « f » dans cette population. **(1,25 pt)** - b. l'effectif théorique des individus pour chaque génotype en considérant que cette population est en équilibre selon la loi de Hardy-Weinberg. **(0,75 pt)** 4. En admettant qu'une population est dite en équilibre selon la loi de H-W lorsque les effectifs observés sont proches des effectifs théoriques, déduisez l'état d'équilibre de la population étudiée. **(0,5 pt)** **Fin**

## Corrigé proposé — SVT, Sciences Mathématiques A (option française), session normale 2023 (NS 36F) > Corrigé proposé pour la révision, rédigé après lecture du sujet officiel. Vérifiez avec vos cours et les éléments de réponse officiels. --- ## Partie I : Restitution des connaissances Leçons requises : reproduction sexuée et transfert de l'information génétique (méiose, fécondation), cycles de développement et cycles chromosomiques. **I.1. Définitions** - **Cycle de développement :** ensemble des étapes successives par lesquelles passe un être vivant, depuis la cellule-œuf (zygote) jusqu'à l'individu adulte capable de produire à son tour des cellules reproductrices, ce qui assure le passage d'une génération à la suivante. - **Gamètes :** cellules reproductrices spécialisées et haploïdes (n chromosomes), mâles ou femelles, issues de la méiose (ou de mitoses chez certains végétaux) et dont la fusion lors de la fécondation donne une cellule-œuf diploïde. **I.2.a. Deux rôles de la fécondation** - Rétablir la diploïdie (2n) de l'espèce par la fusion de deux gamètes haploïdes, et donc maintenir le nombre de chromosomes de l'espèce d'une génération à l'autre. - Réaliser un brassage génétique par la réunion aléatoire des gamètes, ce qui amplifie le brassage méiotique et assure la diversité génétique des individus. **I.2.b. Deux différences entre cycle haplophasique et cycle diplophasique** | | Cycle haplophasique | Cycle diplophasique | |---|---|---| | Phase dominante | haplophase ; la diplophase est réduite au zygote | diplophase ; l'haplophase est réduite aux gamètes | | Moment de la méiose | juste après la fécondation (méiose zygotique) | avant la fécondation, lors de la formation des gamètes (méiose gamétique) | | Individu adulte | haploïde (n) | diploïde (2n) | **II.** (1, a) – (2, c) – (3, b) – (4, c) **III.** - **a :** interphase (avec la phase S de réplication de l'ADN : Q → 2Q). - **b :** division réductionnelle (méiose I) : 2Q → Q. - **c :** division équationnelle (méiose II) : Q → Q/2. - **d :** méiose. --- ## Exercice 1 : l'orge — deux gènes liés Leçons requises : lois statistiques de la transmission des caractères héréditaires chez les diploïdes (dihybridisme, gènes liés, crossing-over). **1. Conclusions possibles (premier croisement)** - **Hétérozygotie :** le croisement de plantes de $L_1$ entre elles donne quatre phénotypes, dont deux nouveaux. Il y a donc ségrégation des allèles : les plantes de $L_1$ sont **hétérozygotes pour les deux gènes**, et $L_1$ n'est pas une lignée pure. - **Dominance :** $L_1$ (deux rangs, glumelles pourpres) donne des descendants à six rangs et des glumelles non colorées, caractères qu'elle ne montre pas. Donc : - l'allèle « deux rangs » (R) est **dominant** sur « six rangs » (r) ; - l'allèle « pourpre » (G) est **dominant** sur « non coloré » (g). - **Position des gènes :** les effectifs ne sont pas donnés, donc on ne peut pas encore préciser si les deux gènes sont indépendants ou liés. **2. Génotypes possibles de $L_1$** - **Gènes indépendants :** $\dfrac{R}{r}\,\dfrac{G}{g}$ - **Gènes liés, en position cis (couplage) :** $\dfrac{R\ \ G}{r\ \ g}$ - **Gènes liés, en position trans (répulsion) :** $\dfrac{R\ \ g}{r\ \ G}$ **3.a. Génotype à retenir** - **Type de croisement :** le deuxième croisement est un **test-cross**, car $L_2$ (six rangs, non colorée) est double récessive : $\dfrac{r\ \ g}{r\ \ g}$. - **Pourcentages obtenus** (total = 964 + 956 + 242 + 268 = 2430) : - Phénotype 1 [R,G] : $\frac{964}{2430} \approx 39{,}7\%$ ; Phénotype 2 [r,g] : $\approx 39{,}3\%$. - Phénotype 3 [R,g] : $\approx 10\%$ ; Phénotype 4 [r,G] : $\approx 11\%$. - **Les gènes sont liés :** les quatre phénotypes ne sont pas équiprobables (25 % chacun), ce qu'on aurait obtenu avec des gènes indépendants. - **Position cis :** les phénotypes majoritaires (parentaux) sont [R,G] et [r,g], donc les allèles R et G sont sur le même chromosome. - **Génotype à retenir :** $\dfrac{R\ \ G}{r\ \ g}$. - **Taux de recombinaison :** les phénotypes minoritaires [R,g] et [r,G] sont des recombinés issus d'un crossing-over : $$\frac{242 + 268}{2430} \times 100 \approx 21\%$$ **3.b. Interprétation chromosomique** - **Parents :** $L_1$ $\dfrac{R\ \ G}{r\ \ g}$ [R,G] × $L_2$ $\dfrac{r\ \ g}{r\ \ g}$ [r,g]. - **Gamètes de $L_1$ :** - parentaux : $\underline{R\ G}$ 39,5 % ; $\underline{r\ g}$ 39,5 % ; - recombinés : $\underline{R\ g}$ 10,5 % ; $\underline{r\ G}$ 10,5 %. - **Gamètes de $L_2$ :** 100 % $\underline{r\ g}$. | Gamètes de $L_1$ → / de $L_2$ ↓ | $\underline{R\ G}$ 39,5 % | $\underline{r\ g}$ 39,5 % | $\underline{R\ g}$ 10,5 % | $\underline{r\ G}$ 10,5 % | |---|---|---|---|---| | $\underline{r\ g}$ 100 % | $\dfrac{R\ G}{r\ g}$ [R,G] 39,5 % | $\dfrac{r\ g}{r\ g}$ [r,g] 39,5 % | $\dfrac{R\ g}{r\ g}$ [R,g] 10,5 % | $\dfrac{r\ G}{r\ g}$ [r,G] 10,5 % | - **Résultats théoriques :** 39,5 % [deux rangs, pourpres], 39,5 % [six rangs, non colorées], 10,5 % [deux rangs, non colorées], 10,5 % [six rangs, pourpres]. - **Conclusion :** ces résultats sont conformes aux résultats expérimentaux. --- ## Exercice 2 : Incontinentia Pigmenti Leçons requises : transmission des caractères héréditaires chez l'Homme (arbres généalogiques, hérédité liée au chromosome X). **1. L'allèle morbide est dominant** - **Données :** le gène est porté par le chromosome X. La fille $III_3$ est atteinte, son père $II_1$ est sain. - **Raisonnement par l'absurde :** si l'allèle morbide était récessif, $III_3$ serait $X^nX^n$ et aurait forcément reçu $X^n$ de son père. Son père $II_1$ (un seul X) serait alors $X^nY$, donc atteint. - **Conclusion :** $II_1$ est sain, ce qui est contradictoire. L'allèle responsable de la maladie est donc **dominant** (N), et l'allèle normal est récessif (n). - **Remarque :** on observe aussi que toute femme atteinte a une mère atteinte ($II_2$ et $II_5$ filles de $I_2$, $III_3$ fille de $II_2$), ce qui est compatible avec la dominance. **2. Probabilité pour le couple $(II_4, II_5)$** - **Génotypes :** - $II_4$, homme sain : $X^nY$. - $II_5$, femme atteinte, fille d'un père sain $X^nY$ : elle a reçu $X^n$ de son père, donc elle est hétérozygote $X^NX^n$. - **Gamètes :** - $II_4$ : $\frac{1}{2}X^n$ ; $\frac{1}{2}Y$. - $II_5$ : $\frac{1}{2}X^N$ ; $\frac{1}{2}X^n$. | ♀ $II_5$ \ ♂ $II_4$ | $\frac{1}{2}X^n$ | $\frac{1}{2}Y$ | |---|---|---| | $\frac{1}{2}X^N$ | $\frac{1}{4}X^NX^n$ fille atteinte | $\frac{1}{4}X^NY$ fœtus avorté | | $\frac{1}{2}X^n$ | $\frac{1}{4}X^nX^n$ fille saine | $\frac{1}{4}X^nY$ garçon sain | - **Élimination des fœtus avortés :** le fœtus $X^NY$ ne porte que l'allèle morbide, donc il est avorté et ne donne pas de naissance. - **Naissances possibles :** il reste trois catégories équiprobables : $X^NX^n$, $X^nX^n$ et $X^nY$. - **Résultat :** la probabilité de naissance d'un individu atteint est $$p = \frac{1/4}{3/4} = \frac{1}{3}$$ Cet individu est forcément une fille. --- ## Exercice 3 : sélection artificielle chez le maïs Leçons requises : génétique des populations, variation continue, paramètres statistiques (moyenne, écart type, polygone de fréquence), sélection artificielle. **1. Type de variation** La quantité d'huile est un caractère **quantitatif** mesurable, qui prend une suite de valeurs réparties en classes. La variation est donc **continue**. **2. Paramètres statistiques de P** ($n = 104$) | $x_i$ | $f_i$ | $f_i x_i$ | $x_i - \bar{X}$ | $f_i (x_i - \bar{X})^2$ | |---|---|---|---|---| | 3,5 | 5 | 17,5 | −1,20 | 7,22 | | 4 | 12 | 48 | −0,70 | 5,91 | | 4,5 | 42 | 189 | −0,20 | 1,71 | | 5 | 28 | 140 | 0,30 | 2,49 | | 5,5 | 15 | 82,5 | 0,80 | 9,55 | | 6 | 2 | 12 | 1,30 | 3,37 | | **Σ** | **104** | **489** | | **30,26** | - **Moyenne :** $\bar{X} = \dfrac{489}{104} \approx 4{,}70\ \text{g}$ - **Écart type :** $\sigma = \sqrt{\dfrac{30{,}26}{104}} = \sqrt{0{,}291} \approx 0{,}54\ \text{g}$ - **Intervalle de confiance :** $[\bar{X} - \sigma ; \bar{X} + \sigma] = [4{,}16 ; 5{,}24]$ - **Remarque :** cet intervalle contient environ 68 % des individus (classes 4,5 et 5 : $\frac{70}{104} \approx 67\%$), ce qui est caractéristique d'une distribution normale. **3. Polygones de fréquence** - **Axes :** en abscisse, les centres de classes (1 cm par classe, de 3,5 à 7,5 g) ; en ordonnée, le nombre de pieds (1 cm pour 10 pieds). - **Points à placer :** - P : (3,5 ; 5) (4 ; 12) (4,5 ; 42) (5 ; 28) (5,5 ; 15) (6 ; 2). - $P_1$ : (4 ; 5) (4,5 ; 30) (5 ; 54) (5,5 ; 47) (6 ; 24) (6,5 ; 4) (7 ; 3) (7,5 ; 4). - **Lecture :** - Polygone de P : unimodal, mode 4,5 g. - Polygone de $P_1$ : décalé vers la droite, mode 5 g, avec un petit second sommet à 7,5 g. - **Moyenne de $P_1$ :** $\bar{X}_1 = \frac{904{,}5}{171} \approx 5{,}29\ \text{g}$, avec $\sigma_1 \approx 0{,}68$ g. **4. La population P est hétérogène** - **Observation :** la sélection des pieds de la classe 6 g de P a donné une population $P_1$ dont la moyenne (≈ 5,29 g) et le mode (5 g) sont supérieurs à ceux de P (≈ 4,70 g et 4,5 g). Le polygone de $P_1$ est décalé vers les valeurs élevées. - **Interprétation :** une partie de la variation observée dans P est donc héréditaire. P est formée de plusieurs génotypes différents : elle est **hétérogène**. - **Contre-exemple :** dans une population homogène (lignée pure), la sélection serait inefficace, car la descendance reproduirait la distribution de départ. **5. Efficacité de la sélection artificielle** - **Évolution de la quantité d'huile au fil des sélections :** - P : moyenne ≈ 4,70 g, mode 4,5 g. - Après sélection de la classe 6 g → $P_1$ : moyenne ≈ 5,29 g, mode 5 g. - Après sélection de la classe 7,5 g de $P_1$ → $P_2$ : mode 7 g, distribution décalée vers 5,5 à 8,5 g. - **Interprétation :** à chaque génération, la sélection des meilleurs pieds conserve et accumule les allèles favorables à une forte production d'huile. La moyenne et le mode se déplacent vers les valeurs élevées. - **Conclusion :** la sélection artificielle est efficace pour améliorer la productivité en huile du maïs. --- ## Exercice 4 : le léopard — facteurs de variation des populations Leçons requises : expression de l'information génétique (code génétique, mutations) ; génétique des populations (loi de Hardy-Weinberg, facteurs de variation : mutation, sélection naturelle). **1.a. Comparaison** - **Séquences nucléotidiques :** elles sont identiques, sauf au nucléotide **333** : - C chez le léopard clair (triplet TGC) ; - A chez le léopard sombre (triplet TGA). - **Séquences d'acides aminés :** les 5 premiers acides aminés (Pro-Ala-Pro-Ala-Cys) sont identiques. - Chez la forme claire, la chaîne continue (10 acides aminés dans la portion étudiée). - Chez la forme sombre, elle s'arrête après 5 acides aminés. **1.b. Origine de la variation** - **La mutation :** une **mutation ponctuelle par substitution** (C → A au nucléotide 333) du gène AGOUTI transforme le codon UGC (Cys) en codon **stop UGA**. - **Conséquence sur la protéine :** la traduction s'arrête prématurément et la protéine Agouti produite est tronquée, donc non fonctionnelle. - **Conséquence sur le phénotype :** le pelage devient sombre. La variation de couleur a donc une origine génétique : une mutation. **2. Répartition phénotypique et facteur responsable** - **Forêt subtropicale humide d'Asie** (forêt dense, ombragée, végétation arborée) : - La forme **sombre** se confond avec l'ombre. Elle s'approche de ses proies sans être repérée, se nourrit mieux, survit et se reproduit davantage. Sa fréquence est élevée (0,55). - La forme claire est plus visible. Elle chasse moins efficacement, d'où sa fréquence plus faible (0,45). - **Savane d'Afrique** (milieu ouvert, herbacé, clair) : - La forme **claire** se camoufle bien dans les herbes. Elle chasse efficacement, d'où sa fréquence très élevée (0,99). - La forme sombre est très visible. Elle a peu de chances d'attraper ses proies, survit et se reproduit peu, d'où sa fréquence très faible (0,01). - **Déduction :** le milieu favorise le phénotype le mieux camouflé dans la compétition pour la nourriture. Le facteur responsable est la **sélection naturelle**. **3.a. Fréquences** ($N = 112 + 98 + 7 = 217$) - **Fréquences génotypiques :** - $f(C//C) = \frac{112}{217} \approx 0{,}516$ - $f(C//f) = \frac{98}{217} \approx 0{,}452$ - $f(f//f) = \frac{7}{217} \approx 0{,}032$ - **Fréquences alléliques :** - $p = f(C) = f(C//C) + \frac{1}{2}f(C//f) = \frac{2 \times 112 + 98}{2 \times 217} = \frac{322}{434} \approx 0{,}742$ - $q = f(f) = 1 - p = \frac{2 \times 7 + 98}{434} = \frac{112}{434} \approx 0{,}258$ **3.b. Effectifs théoriques (équilibre de Hardy-Weinberg)** - **C//C :** $p^2 \times N = (0{,}742)^2 \times 217 \approx 0{,}551 \times 217 \approx 119{,}5$, soit ≈ 120. - **C//f :** $2pq \times N = 2 \times 0{,}742 \times 0{,}258 \times 217 \approx 0{,}383 \times 217 \approx 83$. - **f//f :** $q^2 \times N = (0{,}258)^2 \times 217 \approx 0{,}066 \times 217 \approx 14$. **4. État d'équilibre** | Génotype | C//C | C//f | f//f | |---|---|---|---| | Effectif observé | 112 | 98 | 7 | | Effectif théorique | ≈ 120 | ≈ 83 | ≈ 14 | - **Comparaison :** les effectifs observés sont assez éloignés des effectifs théoriques : - excès d'hétérozygotes (98 au lieu de 83) ; - déficit d'homozygotes f//f (7 au lieu de 14, soit la moitié). - **Conclusion :** la population étudiée **n'est pas en équilibre** de Hardy-Weinberg. - **Explication possible :** une sélection défavorable au phénotype « fraise ». --- > **Avertissement :** corrigé proposé pour la révision, ce n'est pas un corrigé officiel. Vérifiez avec les leçons citées et les éléments de réponse officiels du Centre National de l'Évaluation et des Examens.