TP virtuel de sélection artificielle : Fast Plants
Mis à jour le 2026-10-07
Ce TP virtuel de sélection artificielle suit l'investigation d'AP Biology sur la sélection artificielle avec les Wisconsin Fast Plants, et couvre le thème de la sélection des races et variétés (selective breeding) de GCSE. Les élèves comptent les poils des feuilles (trichomes) de 300 plantes, gardent les 10 % les plus poilues comme parents, les croisent et comparent les descendants à la génération des parents. Ils notent le différentiel de sélection S et la réponse R, calculent l'héritabilité réalisée R/S et font défiler cinq générations en quelques minutes au lieu de 200 jours. Un second essai avec très peu de parents montre pourquoi les sélectionneurs se méfient de la consanguinité.
Liens avec les programmes
- AP Biology Topic 7.3 (sélection artificielle, EVO-1) et l'investigation d'AP Biology sur la sélection artificielle des trichomes de Fast Plants.
- AQA GCSE Biology 4.6.2.3 (selective breeding) : choisir des parents porteurs d'un caractère recherché sur de nombreuses générations, et le risque de consanguinité.
- NGSS MS-LS4-5 (standard américain : technologies qui modifient la transmission des caractères) et IB Biology D4.1 (sélection naturelle).
Simulic n'est pas affilié au College Board, à AQA, à l'IB ni à aucun organisme d'examen, et n'est pas approuvé par eux.
Avant le TP (5 min)
Demandez aux élèves de s'engager sur une prédiction, sur papier ou en question 1 du lien de classe :
« Vous ne faites se reproduire que les 10 % de plantes les plus poilues. Leur moyenne dépasse d'environ 7 trichomes celle de toute la population. Quelle sera la moyenne de leurs descendants ? »
Beaucoup d'élèves s'attendent à ce que les descendants soient exactement comme leurs parents. D'autres pensent que rien ne changera en une seule génération.
Protocole dans la simulation
La simulation s'ouvre sur les pinsons de Darwin : les élèves changent donc d'abord de mode.
- Sous la simulation, réglez Mode sur Sélection artificielle. Gardez le caractère Fast Plants : poils des feuilles, h² 0,70, Parents gardés 10 % et Choix : les plus hauts.
- Lisez la ligne de résumé sous les commandes : choisis 30/300, la moyenne de la population μ, la moyenne des parents μₛ, S = μₛ − μ et la R prévue = h²S.
- Cliquez sur Croiser la sélection. Le registre de sélection ajoute une ligne avec S, h²S, la réponse réelle R et R/S, l'héritabilité réalisée.
- Cliquez encore quatre fois sur Croiser la sélection. Notez la moyenne, l'ET, F et V_A à chaque génération.
- Cliquez sur Réinitialiser, réglez h² sur 0,30 et croisez une génération. Comparez R avec le premier essai.
- Remettez h² à 0,70, réglez Parents gardés sur 1 % et croisez cinq générations. Comparez F, V_A et les avertissements avec l'essai à 10 %.
| Génération | Parents | Moyenne μ | ET | S | h²S | R | R/S | F | V_A (% du départ) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 → 1 | 30/300 | ||||||||
| 1 → 2 | 30/300 | ||||||||
| … | |||||||||
| 4 → 5 | 30/300 |
Résultats attendus
La simulation est aléatoire, donc chaque classe obtient des nombres un peu différents. Ces intervalles viennent de milliers d'exécutions du modèle, confirmées dans le navigateur.
- Génération 0 : moyenne d'environ 8 trichomes par plante (de 7,5 à 8,6), ET d'environ 4.
- Première sélection, 10 % supérieurs, h² = 0,70 : S vaut environ 7,0 (de 6,1 à 7,9). La R prévue est d'environ 4,9 et la R réelle d'environ 4,8 (de 3,7 à 6,0), donc les descendants ont en moyenne environ 12,8 trichomes. L'héritabilité réalisée R/S est d'environ 0,69 (de 0,56 à 0,83).
- Cinq générations (environ 200 jours) : la moyenne atteint environ 27 trichomes (de 25 à 30). F = 0,081 et V_A tombe à environ 60 % du départ, donc chaque étape est un peu plus petite.
- h² = 0,30 : le même S ne donne qu'une R d'environ 2 (de 1,0 à 3,2), et un R/S d'environ 0,30.
- 1 % gardé (3 parents) : F = 0,167 après une génération et 0,598 après cinq, V_A tombe à environ 25 à 30 % du départ, l'ET diminue jusqu'à environ 2,8 et la simulation affiche un avertissement de consanguinité.
Questions pour les élèves
- (Prédiction, reposée après le TP) En croisant les 10 % les plus poilues, quelle sera la moyenne des descendants ?
- Quand vous comparez h² = 0,70 et h² = 0,30, qu'est-ce qui doit rester identique ?
- Première génération, 10 % supérieurs, h² = 0,70 : combien vaut S ?
- À partir de la même ligne, calculez l'héritabilité réalisée R/S.
- Pourquoi ne garder que le 1 % supérieur est-il risqué, même si cela donne un S plus grand ?
Réponses pour l'enseignant : (1) Plus haute que la moyenne de la population, mais moins haute que la moyenne des parents. (2) La part de parents gardés et la taille de la population. (3) Environ 7 trichomes (accepter de 5,8 à 8,3). (4) Environ 0,7 (accepter de 0,5 à 0,9). (5) Avec 3 parents, les plantes deviennent très apparentées : F monte à environ 0,6 en cinq générations et V_A tombe à environ un quart, donc les progrès suivants ralentissent et une dépression de consanguinité devient probable.
Idées fausses fréquentes
- « Les descendants héritent exactement du caractère de leurs parents. » Seule la part génétique additive se transmet. La part liée à l'environnement ne se transmet pas, donc R est plus petit que S.
- « La sélection artificielle crée de la variation nouvelle. » Elle utilise la variation qui existe déjà, et en consomme une partie : V_A et l'ET diminuent à chaque génération.
- « Les plantes changent parce qu'elles ont besoin de plus de poils. » Rien dans les plantes ne répond à un besoin. C'est le sélectionneur qui décide quelles plantes se reproduisent.
Prolongement
- Lisez la fiche Sélection artificielle ou modification génétique sous la simulation et comparez le temps nécessaire à chaque méthode.
- Revenez à Sélection naturelle et essayez la sélection Stabilisante et la sélection Diversifiante : la moyenne bouge à peine, mais l'ET diminue ou augmente.
Questions fréquentes
Est-ce que cela remplace la culture de Fast Plants ?
Non. La vraie investigation dure des semaines et apprend à soigner les plantes, à compter et à polliniser. La simulation permet aux élèves de la préparer, de s'entraîner aux calculs et de voir cinq générations en une séance. Voir laboratoires virtuels ou réels.
Pourquoi mes nombres ne correspondent-ils pas à ceux de mon binôme ?
Chaque population et chaque étape de croisement sont aléatoires, comme pour de vraies plantes. Comparez la moyenne de R/S de la classe avec le h² que vous avez réglé.
Puis-je démarrer la classe en mode sélection artificielle ?
Oui. Dans votre lien de classe, réglez la valeur de départ Mode = Sélection artificielle, et choisissez le caractère et la part de parents gardés.
Simulations et guides associés
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