QCM : Cycles biogéochimiques du carbone (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. En examinant le CO₂ dans un réservoir, une équipe doit caractériser la molécule selon plusieurs dimensions. Quelle analyse distingue correctement ces dimensions ?

Identifier la formule et l’état physique, puis calculer l’état d’oxydation selon l’atome le moins électronégatif
Identifier la formule et l’état d’oxydation, puis déduire l’état physique de la charge électrique
Identifier la formule, l’état physique et l’état d’oxydation selon l’attribution des électrons à l’atome le plus électronégatif
Identifier la formule, l’état physique et l’état d’oxydation selon la phase observée de la molécule

Identifier la formule, l’état physique et l’état d’oxydation selon l’attribution des électrons à l’atome le plus électronégatif

Explication

L’étude distingue la formule chimique, l’état physique et l’état d’oxydation, déterminé en attribuant les électrons de liaison à l’atome le plus électronégatif. La phase seule ne donne pas l’état d’oxydation, la formule ne remplace pas cette détermination, et l’atome le moins électronégatif n’est pas celui auquel on attribue les électrons.

2. Quels sont les sept réservoirs majeurs dans lesquels le carbone est stocké ?

Atmosphérique, hydrosphérique, biosphérique, pédosphérique, carbonaté, carboné et mantellique
Atmosphérique, hydrosphérique, biosphérique, nécrosphérique, carbonaté, carboné et mantellique
Atmosphérique, hydrosphérique, biosphérique, nécrosphérique, carboné, carboné et mantellique
Atmosphérique, hydrosphérique, biosphérique, nécrosphérique, carbonaté, carboné et cryosphérique

Atmosphérique, hydrosphérique, biosphérique, nécrosphérique, carbonaté, carboné et mantellique

Explication

La liste des sept réservoirs majeurs comprend les compartiments atmosphérique, hydrosphérique, biosphérique, nécrosphérique, carbonaté, carboné et mantellique. La pédosphère et la cryosphère substituées dans certains choix ne font pas partie de cette liste, tandis que carbonaté et carboné désignent deux réservoirs distincts.

3. Des organismes autotrophes au carbone prélèvent du CO₂ oxydé et fabriquent des molécules organiques. Quel processus et quelle transformation décrivent cette situation ?

L’assimilation, qui oxyde le carbone inorganique pour former du carbone organique
L’assimilation, qui réduit le carbone inorganique oxydé en carbone organique
La désassimilation, qui oxyde le carbone organique grâce à des organismes autotrophes
La désassimilation, qui réduit le carbone inorganique oxydé en carbone organique

L’assimilation, qui réduit le carbone inorganique oxydé en carbone organique

Explication

L’assimilation effectuée par des organismes autotrophes au carbone transforme le carbone inorganique oxydé en carbone organique réduit. Inverser l’oxydation-réduction change le mécanisme, la décomposition relève de la désassimilation, et les organismes hétérotrophes ne correspondent pas à la situation décrite.

4. Lors d’une expérience sur le cycle de Calvin, une enzyme permet l’incorporation du carbone atmosphérique dans des composés organiques dès la première étape. Quelle enzyme remplit ce rôle ?

Le cycle de Calvin
Une enzyme du catabolisme oxydatif
La Rubisco
Une enzyme intervenant dans la formation des sucres

La Rubisco

Explication

La Rubisco catalyse la première étape du cycle de Calvin et permet l’assimilation du carbone atmosphérique dans des composés organiques. Le cycle de Calvin est la voie entière, tandis que le catabolisme oxydatif dégrade la matière organique et que la formation des sucres intervient en aval.

5. Qu’est-ce que la minéralisation secondaire de la matière organique du sol ?

La transformation abiotique de matière enfouie lors de la diagénèse sédimentaire
La décomposition rapide d’une partie de la matière de la nécrosphère
L’oxydation lente de matière intégrée au complexe argilo-humique du sol
La production biologique de méthane par des archées en milieu anaérobie

L’oxydation lente de matière intégrée au complexe argilo-humique du sol

Explication

La minéralisation secondaire concerne la matière organique intégrée au complexe argilo-humique, qui s’oxyde lentement. La minéralisation primaire désigne plutôt la minéralisation rapide d’une partie de la nécrosphère.

6. À quelles latitudes la pompe physique et biologique de CO₂ entre l’atmosphère et l’hydrosphère est-elle surtout active ?

Aux basses latitudes, où l’eau chaude favorise la dissolution du CO₂
Aux hautes latitudes, où l’eau froide favorise le dégazage du CO₂
Aux basses latitudes, où l’eau chaude favorise le dégazage du CO₂
Aux hautes latitudes, où l’eau froide favorise la dissolution du CO₂

Aux hautes latitudes, où l’eau froide favorise la dissolution du CO₂

Explication

La pompe physique et biologique de CO₂ est surtout active aux hautes latitudes, et l’eau froide y favorise la dissolution du gaz. Le dégazage est plutôt favorisé par l’eau chaude des basses latitudes.

7. Quel rôle l’hydrolyse et la dissolution jouent-elles dans le cycle du carbone lors de l’altération des roches ?

Elles transforment le carbone des silicates en carbone atmosphérique.
Elles constituent des sources biologiques qui libèrent du carbone organique.
Elles constituent des puits chimiques qui prélèvent du carbone atmosphérique.
Elles transfèrent le carbone des sédiments vers les réservoirs fossiles.

Elles constituent des puits chimiques qui prélèvent du carbone atmosphérique.

Explication

L’hydrolyse et la dissolution associées à l’altération des roches consomment du carbone atmosphérique et agissent donc comme des puits chimiques. L’altération des silicates ne libère pas le carbone atmosphérique : elle contribue à son prélèvement.

8. Pourquoi le cycle court du carbone est-il qualifié de « cycle réduit » ?

Parce que les formes oxydées du carbone y prédominent.
Parce que les formes réduites du carbone y prédominent.
Parce que les temps de résidence y sont particulièrement longs.
Parce que les stocks de carbone y sont particulièrement importants.

Parce que les formes réduites du carbone y prédominent.

Explication

Le cycle court est dit réduit car les formes réduites du carbone y prédominent. La prédominance des formes oxydées caractérise l’inverse de cette distinction.

9. Quelle différence d’état d’oxydation distingue l’ion nitrate NO₃⁻ de l’ion nitrite NO₂⁻ ?

L’azote du nitrate est à +3, contre +5 dans le nitrite.
L’azote du nitrate est à 0, contre −3 dans le nitrite.
L’azote du nitrate est à +2, contre 0 dans le nitrite.
L’azote du nitrate est à +5, contre +3 dans le nitrite.

L’azote du nitrate est à +5, contre +3 dans le nitrite.

Explication

Le nitrate et le nitrite sont deux formes inorganiques dissoutes dont l’azote présente respectivement les nombres d’oxydation +5 et +3. L’inversion de ces valeurs confond les deux ions et attribue au nitrite le degré d’oxydation du nitrate.

10. Quelle conséquence découle du fait que l’atmosphère contient 78 % de diazote N₂, directement inutilisable par la plupart des êtres vivants ?

Les végétaux absorbent directement le N₂ atmosphérique par leurs feuilles et leurs racines.
Le N₂ atmosphérique se transforme spontanément en nitrate assimilable dans les sols.
La majorité des organismes assimile le N₂ après sa dissolution dans l’eau de pluie.
La plupart des organismes ne peuvent pas utiliser directement ce vaste stock d’azote atmosphérique.

La plupart des organismes ne peuvent pas utiliser directement ce vaste stock d’azote atmosphérique.

Explication

Même si l’atmosphère constitue le principal réservoir d’azote, son N₂ n’est directement utilisable que par certains micro-organismes capables de le réduire. La dissolution dans l’eau ne rend pas, à elle seule, le diazote assimilable par la majorité des organismes.

11. Pour introduire de l’azote atmosphérique dans un sol cultivé, quelle stratégie exploite directement la fixation symbiotique de l’azote ?

Associer des Fabacées à des bactéries Rhizobium vivant dans leurs nodosités
Apporter des plantes capables d’absorber directement le diazote atmosphérique
Favoriser les bactéries Nitrosomonas qui oxydent l’ammoniac en nitrites
Associer des plantes à des bactéries Nitrobacter qui convertissent les nitrites en nitrates

Associer des Fabacées à des bactéries Rhizobium vivant dans leurs nodosités

Explication

Les bactéries Rhizobium fixent l’azote en symbiose avec les Fabacées, au niveau de nodosités, ce qui permet d’incorporer l’azote atmosphérique au système biologique. Nitrobacter et Nitrosomonas participent plutôt aux étapes de nitrification et ne réalisent pas cette fixation.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Cycles biogéochimiques du carbone.

Qu’est-ce que l’assimilation du carbone ?

La réduction du carbone inorganique oxydé en carbone organique par des autotrophes au carbone.

Quelle durée définit le temps de résidence d’une matière dans un réservoir ?

La durée de stockage avant sa sortie par les flux.

Qu’est-ce qu’une biomolécule ?

Une molécule carbonée issue de l’activité biologique.

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