QCM : Cristaux du vivant et des roches (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une coquille marine doit sa solidité à l’organisation cristalline de la matière qui la compose principalement. De quel minéral s’agit-il ?

L’aragonite
La calcite
La silice
L’hydroxyapatite de calcium

La calcite

Explication

La plupart des coquilles sont composées de calcite, dont le réseau cristallin contribue à leur solidité. L’aragonite correspond ici à la nacre, la silice à certains tests et l’hydroxyapatite aux os.

2. Chez un vertébré, quel terme désigne le squelette interne constitué d’os reliés par des articulations ?

L’endosquelette
La coquille
L’hydroxyapatite
Le réseau articulaire

L’endosquelette

Explication

L’endosquelette des Vertébrés est un squelette interne formé d’os réunis par des articulations. Une coquille est une enveloppe externe, les articulations ne constituent pas à elles seules le squelette et l’hydroxyapatite est un minéral osseux.

3. L’analyse d’un échantillon osseux révèle des cristaux minéraux associés à des fibres. Quel couple de constituants doit-on identifier ?

Silice et fibres de collagène
Hydroxyapatite de calcium et fibres de collagène
Hydroxyapatite de calcium et fibres de silice
Calcite et fibres de collagène

Hydroxyapatite de calcium et fibres de collagène

Explication

L’os contient des cristaux d’hydroxyapatite de calcium mélangés à des fibres de collagène. La calcite est associée aux coquilles, la silice à certains tests, et elle ne remplace pas le collagène dans la composition osseuse.

4. Lors d’un mouvement, les muscles agissent sur le squelette d’un vertébré. Quelles fonctions cette action permet-elle d’assurer ?

La formation et la minéralisation des os
La protection et la locomotion
Le soutien et la résistance à la dissolution
Le soutien et la locomotion

Le soutien et la locomotion

Explication

Le squelette assure le soutien du corps et la locomotion grâce à l’action des muscles. La protection et la résistance à la dissolution concernent d’autres fonctions ou propriétés des cristaux, et l’action musculaire ne forme pas les os.

5. Une plante provoque une irritation au contact de poils formés de cellules allongées. Quelle combinaison caractérise ces poils chez l’ortie ?

Des baguettes d’oxalo-acétate de calcium, sans substances irritantes
Un aiguillon en silice, avec de l’histamine et de l’acide formique
Des cristaux de guanine, avec de l’histamine et de l’acide formique
Un aiguillon en oxalo-acétate de calcium, avec de la silice dissoute

Un aiguillon en silice, avec de l’histamine et de l’acide formique

Explication

Les poils urticants de l’ortie sont des cellules allongées contenant un aiguillon en silice ainsi que de l’histamine et de l’acide formique. Les baguettes d’oxalo-acétate de calcium sont les raphides, tandis que la guanine est associée à la couleur des caméléons.

6. Un échantillon rocheux est constitué de plusieurs espèces minérales associées. Comment faut-il le définir ?

Comme une association de cristaux d’une seule espèce minérale
Comme une matière nécessairement organisée en cristaux visibles
Comme un minéral défini par une seule molécule
Comme une association d’un ou plusieurs minéraux

Comme une association d’un ou plusieurs minéraux

Explication

Une roche est formée par l’association d’un ou plusieurs minéraux. Un minéral isolé n’est pas la définition d’une roche, et une roche n’exige ni une seule espèce minérale ni une organisation cristalline visible.

7. Quels sont les trois minéraux principaux qui composent le granite ?

Le quartz, la calcite et le mica noir (biotite)
Le quartz, le feldspath et le mica noir (biotite)
Le quartz, le feldspath et le mica blanc
Le verre volcanique, le feldspath et le mica noir (biotite)

Le quartz, le feldspath et le mica noir (biotite)

Explication

Les trois minéraux principaux du granite sont le quartz, le feldspath et le mica noir, aussi appelé biotite. La calcite, le mica blanc et le verre volcanique ne font pas partie de cette composition indiquée.

8. Deux matériaux sont tous deux composés de silice : l’un présente un ordre géométrique visible et l’autre n’en présente pas. Quelle classification convient ?

Les deux sont amorphes, puisque leur composition est la silice
Les deux sont cristallins, puisque leur composition est la silice
Le premier est cristallin comme le quartz, le second amorphe comme le verre volcanique
Le premier est amorphe comme le quartz, le second cristallin comme le verre volcanique

Le premier est cristallin comme le quartz, le second amorphe comme le verre volcanique

Explication

Le quartz possède une structure cristalline ordonnée, tandis que le verre volcanique est amorphe, même si les deux matériaux peuvent être composés de silice. Confondre composition et structure conduit à classer les deux de la même façon, et l’inversion attribue à chacun la structure de l’autre.

9. Deux échantillons d’un même minéral se forment sous des pressions différentes. Pour celui qui cristallise à la pression la plus forte, quelle évolution est attendue ?

Une maille plus ouverte et une densité plus élevée
Une maille plus serrée et une densité plus faible
Une maille plus serrée et une densité plus élevée
Une maille inchangée et une composition chimique différente

Une maille plus serrée et une densité plus élevée

Explication

Une pression plus forte resserre la maille cristalline, ce qui augmente la densité. Une maille ouverte ne correspond pas à cette compression, une densité plus faible inverse l’effet, et un changement de composition n’est pas l’effet indiqué.

10. Dans une expérience, un minéral cristallise à température plus faible que lors d’un essai témoin. Quel résultat faut-il prévoir pour le refroidissement et les cristaux ?

Un refroidissement plus rapide et des cristaux plus petits
Un refroidissement plus lent et des cristaux plus grands
Un refroidissement plus rapide et des cristaux plus grands
Un refroidissement plus lent et des cristaux plus petits

Un refroidissement plus rapide et des cristaux plus petits

Explication

Une température plus faible entraîne un refroidissement plus rapide, qui produit des cristaux plus petits. De grands cristaux sont associés au refroidissement lent, et un refroidissement lent ne découle pas ici de la baisse de température.

11. Un magma se forme à environ 100 km de profondeur et remonte progressivement. Que se passe-t-il lorsqu’il refroidit suffisamment ?

Il s’enfonce davantage sans former de roche
Il forme des cristaux et des roches magmatiques
Il se transforme en roche sédimentaire en profondeur
Il forme des cristaux avant de remonter

Il forme des cristaux et des roches magmatiques

Explication

Le magma se forme en profondeur, remonte vers la surface, puis forme des cristaux et des roches magmatiques en refroidissant suffisamment. Une cristallisation avant ce refroidissement suffisant inverse la séquence, tandis que la formation d’une roche sédimentaire ou une descente supplémentaire ne correspond pas au processus décrit.

12. Une roche magmatique présente de gros cristaux dans une structure grenue et s’est refroidie lentement en profondeur. Quelle catégorie lui correspond ?

Une roche plutonique à petits cristaux microlithiques
Une roche volcanique à gros cristaux vitreux
Une roche plutonique, comme le granite ou le gabbro
Une roche volcanique, comme la rhyolite ou le basalte

Une roche plutonique, comme le granite ou le gabbro

Explication

Les roches plutoniques se forment en profondeur par refroidissement lent et possèdent de gros cristaux dans une structure grenue. La rhyolite et le basalte sont volcaniques, tandis que les petites cristaux microlithiques et la structure vitreuse ne caractérisent pas cette roche plutonique.

13. Un magma refroidit rapidement en surface et produit de petits cristaux ainsi qu’une partie amorphe. Quelle description convient à la roche obtenue ?

Une roche plutonique microlithique sans partie amorphe
Une roche plutonique grenue avec de gros cristaux
Une roche volcanique grenue avec de gros cristaux
Une roche volcanique microlithique avec pâte ou verre

Une roche volcanique microlithique avec pâte ou verre

Explication

Un refroidissement rapide en surface produit une roche volcanique à petits cristaux, de structure microlithique, avec une partie amorphe appelée pâte ou verre. Les gros cristaux grenus caractérisent plutôt un refroidissement lent en profondeur, et l’absence de partie amorphe contredit la situation décrite.

14. Un mollusque possède une coquille dont la face intérieure est lisse et protège ses tissus. Quelle composition explique cette propriété ?

De l’aragonite intégrant environ 5 % de matière organique
De l’oxalate de calcium formant des baguettes fines
De la calcite sans matière organique intégrée
De la silice intégrant environ 5 % de matière organique

De l’aragonite intégrant environ 5 % de matière organique

Explication

La nacre intérieure est de l’aragonite, forme cristalline du carbonate de calcium, qui intègre 5 % de matière organique et devient ainsi très lisse. La calcite ordinaire désigne la composition générale de nombreuses coquilles, la silice concerne certains tests et les raphides sont des cristaux végétaux.

15. Des organismes à test siliceux vivent à plus de 2 500 m de profondeur, dans un milieu où l’eau acide dégrade la calcite. Quelle propriété de leur test favorise cette présence ?

L’aragonite, forme de carbonate de calcium, constitue les tests siliceux
La silice, matériau amorphe solide et stable, se dégrade moins que la calcite
La nacre, riche en matière organique, empêche la dissolution des tests
La calcite, matériau soluble dans l’eau acide, résiste mieux que la silice

La silice, matériau amorphe solide et stable, se dégrade moins que la calcite

Explication

La silice des tests est décrite comme un matériau amorphe, solide et stable qui se dégrade moins que la calcite soluble dans l’eau acide, ce qui permet aux organismes siliceux de vivre à grande profondeur. La solubilité de la calcite, la nacre des coquilles et l’aragonite ne sont pas les propriétés responsables.

16. Une limace mange une plante qui se défend grâce à de fines baguettes urticantes. De quels cristaux ces baguettes sont-elles constituées ?

Des cristaux d’oxalate de calcium appelés raphides
Des cristaux d’aragonite constituant la nacre des coquilles
Des cristaux de silice formant les aiguillons de l’ortie
Des cristaux de guanine modulant la couleur du caméléon

Des cristaux d’oxalate de calcium appelés raphides

Explication

Les raphides sont de fines baguettes urticantes d’oxalate de calcium qui protègent notamment la misère, la rhubarbe et l’épinard contre les prédateurs comme les limaces. Les aiguillons siliceux caractérisent l’ortie, la guanine intervient dans la couleur du caméléon et l’aragonite compose la nacre.

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De quoi la plupart des coquilles sont-elles composées ?

De calcite (CaCO₃).

Quel effet le réseau cristallin de la calcite a-t-il sur les coquilles ?

Il contribue à leur solidité.

Qu’est-ce que l’endosquelette des Vertébrés ?

Un squelette interne formé d’os réunis par des articulations.

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