Palier 0 — J'ai pas vu ça mais j'ai contrôle

Point de départ : savoir reconnaître, caractère par caractère, ce qui relève de la plante sauvage et ce qui relève de la plante domestiquée. C'est du cours pur, et c'est ce qui structure tout le reste du chapitre.

1Syndrome de domestication/ 4 pts
Pour chacun des caractères suivants, indiquer s'il est typique d'une plante sauvage (S) ou domestiquée (D), et justifier en une phrase.
  1. Graines présentant une forte dormance (germination étalée sur plusieurs mois selon les conditions).
  2. Fruits qui s'ouvrent spontanément à maturité et libèrent leurs graines avant la récolte (déhiscence naturelle).
  3. Grains de grande taille, denses, regroupés sur l'épi.
  4. Teneur élevée en alcaloïdes amers dans les graines.
Corrigé
1Syndrome de domestication
a) Forte dormance ⇒ germination imprévisible, étalée Sauvage (S) : avantage en milieu naturel (évite la levée en conditions défavorables). Défavorable en agriculture où une germination synchronisée est requise.
b) Déhiscence ⇒ graines perdues avant la récolte Sauvage (S) : premier critère archéobotanique de domestication. La perte de déhiscence (graines retenues sur la plante) est l'une des premières mutations sélectionnées.
c) Grains grands et denses ⇒ rendement élevé, récolte aisée Domestiqué (D) : sélectionné directement par les agriculteurs pour maximiser la production par pied.
d) Alcaloïdes amers ⇒ défense chimique, toxicité pour l'humain Sauvage (S) : protège contre les herbivores. La domestication réduit ces défenses pour rendre la plante comestible.
Palier 1 — Ça me dit un truc en fait

Trois grandeurs, deux soustractions et une division : les formules sont fournies dans l'énoncé, il n'y a qu'à les appliquer. L'objectif est de savoir où lire chaque moyenne, pas de calculer vite.

4Sélection artificielle et héritabilité/ 4 pts

Dans une population de tomates sauvages, la masse moyenne des fruits est $\bar{x} = 2\text{ g}$. Un sélectionneur ne conserve pour la reproduction que les individus dont la masse dépasse $2{,}5\text{ g}$ ; la masse moyenne de ces parents sélectionnés est $3\text{ g}$. La génération suivante présente une masse moyenne de $2{,}6\text{ g}$.

  1. Calculer le différentiel de sélection $S$.
  2. Calculer la réponse à la sélection $R$.
  3. En déduire $h^2 = \dfrac{R}{S}$ et interpréter sa valeur.
Corrigé
4Sélection artificielle et héritabilité
a) Différentiel de sélection — \(S = \bar{x}_{\text{sél.}} - \bar{x}_{\text{pop.}} = 3 - 2 =\) \(S = 1\text{ g}\)
b) Réponse à la sélection — \(R = \bar{x}_{F_1} - \bar{x}_{\text{pop.}} = 2{,}6 - 2 =\) \(R = 0{,}6\text{ g}\)
c) Héritabilité — \(h^2 = \dfrac{R}{S} = \dfrac{0{,}6}{1} =\) \(h^2 = 0{,}6\;(60\,\%)\). La masse des fruits est fortement héritable : 60 % du différentiel de sélection est transmis à la génération suivante. Une sélection artificielle répétée sera efficace sur ce caractère.
Palier 2 — On s'échauffe

Nouveau contexte : deux populations de blé, un décompte d'allèles. Le calcul est simple, mais il faut ensuite nommer le mécanisme qui a produit ce chiffre et en tirer une conséquence pour l'agriculteur.

3Érosion génétique/ 4 pts

Un chercheur compare la diversité allélique d'un gène de résistance aux maladies :

  • Population sauvage (Triticum dicoccoides) : 40 allèles différents.
  • Population de blé cultivé (Triticum aestivum) : 10 allèles différents.
  1. Calculer le pourcentage d'allèles perdus lors de la domestication.
  2. Expliquer le mécanisme responsable de cette réduction (goulot d'étranglement fondateur).
  3. Indiquer une conséquence agronomique concrète de cette perte de diversité.
Corrigé
3Érosion génétique
a) \(\dfrac{40 - 10}{40} \times 100 = \dfrac{30}{40} \times 100 =\) \(75\,\%\) des allèles perdus lors de la domestication.
b) Effet fondateur + sélection artificielle La domestication part d'un petit nombre d'individus sauvages (effet fondateur) : seule une fraction des allèles est capturée dans le pool fondateur. Ensuite, la sélection artificielle élimine les allèles non avantageux et la dérive génétique réduit encore la diversité. Ces mécanismes combinés conduisent à une perte massive d'allèles.
c) Homogénéité génétique ⇒ vulnérabilité collective Si un pathogène adapté apparaît, tous les individus partagent les mêmes allèles (ou leur absence) de résistance. Une épidémie peut dévaster l'ensemble d'une récolte. Ex. : mildiou de la pomme de terre, Irlande 1845–1852.
Palier 3 — On sécurise le contrôle

Exercice type contrôle : un gène, deux allèles, une relation de dominance à exploiter. Il faut relier un raisonnement agronomique, un raisonnement de génétique des populations et une lecture de génotype.

2Bases génétiques — le maïs/ 5 pts

On compare le téosinte (Zea mays ssp. parviglumis) et le maïs cultivé (Zea mays ssp. mays). Le gène tb1 contrôle la ramification latérale. L'allèle $tb1^+$ donne une forte ramification ; l'allèle $tb1^d$ (dominant) la réprime.

  1. Expliquer pourquoi la réduction de la ramification latérale constitue un avantage agronomique.
  2. Expliquer comment la fréquence de l'allèle $tb1^d$ a pu augmenter dans la population cultivée au fil des générations.
  3. Un individu de génotype $tb1^d / tb1^+$ est-il ramifié ou non ? Justifier en précisant la relation de dominance.
Corrigé
2Bases génétiques — le maïs
a) Tige unique ⇒ concentration des ressources Les sucres et l'azote qui seraient dispersés entre de multiples ramifications sont concentrés dans un seul épi de grande taille, augmentant le rendement. La récolte d'un axe unique est aussi plus facilement mécanisable.
b) Sélection artificielle : seules les plantes peu ramifiées sont reproduites \(tb1^+ / tb1^+\) (très ramifiés) sont progressivement éliminés de la population cultivée. La fréquence de \(tb1^d\) augmente génération après génération sous l'effet de la sélection artificielle orientée par le critère de l'agriculteur.
c) \(tb1^d\) dominant : un seul allèle \(tb1^d\) suffit à réprimer la ramification L'individu \(tb1^d / tb1^+\) est non ramifié (phénotype maïs). Seul le génotype homozygote \(tb1^+ / tb1^+\) donne le phénotype téosinte (très ramifié).
Palier 4 — On préshot l'année prochaine

Question de société traitée avec les outils du chapitre : pourquoi conserver du sauvage quand on cultive du domestiqué ? On attend une argumentation construite et, pour finir, une stratégie complémentaire à proposer et à justifier soi-même.

5Conservation de la biodiversité cultivée/ 4 pts

Des banques de semences (ex. Svalbard Global Seed Vault, Norvège) conservent des milliers de variétés sauvages et anciennes de plantes cultivées. En 2015, des semences ont été retirées pour reconstruire les collections syriennes détruites par le conflit armé.

  1. Expliquer, en lien avec la notion de domestication, pourquoi conserver des variétés sauvages est essentiel.
  2. En quoi l'érosion génétique liée à la domestication rend-elle les cultures modernes vulnérables face à de nouveaux agents pathogènes ?
  3. Proposer une stratégie complémentaire aux banques de semences pour préserver la diversité génétique des plantes cultivées, en la justifiant.
Corrigé
5Conservation de la biodiversité cultivée
a) Goulot d'étranglement ⇒ allèles perdus lors de la domestication Les variétés sauvages conservent des allèles disparus lors de la domestication. Elles constituent un réservoir génétique mobilisable par les sélectionneurs pour introduire des résistances aux maladies, à la sécheresse ou aux nouvelles contraintes climatiques dans les variétés modernes. Sans elles, ces allèles sont définitivement perdus.
b) Uniformité génétique ⇒ sensibilité collective à un même pathogène L'érosion génétique réduit le spectre des allèles de résistance disponibles. Si un pathogène mute et contourne la résistance dominante, tous les individus (génétiquement quasi-identiques) sont vulnérables simultanément : il n'existe pas de sous-population naturellement résistante pour limiter la propagation.
c) Stratégies complémentaires : Conservation in situ : maintien de populations sauvages dans leur habitat naturel (réserves, parcs nationaux), afin de conserver le réservoir d'allèles existant et de laisser de nouvelles variantes continuer d'y apparaître par mutation et recombinaison, puis d'y être triées par la sélection naturelle dans leur milieu. Ou : jardins conservatoires, variétés paysannes ; programmes de pré-amélioration (pre-breeding) par croisements avec des espèces sauvages pour réintroduire de la diversité dans les variétés cultivées.