QCM : Flux d’énergie et cycles écologiques (22 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels éléments sont associés pour constituer un écosystème ?

Une biocénose et un biotope
Une population et un réseau trophique
Une production primaire et un cycle minéral
Une biomasse et un flux d’énergie

Une biocénose et un biotope

Explication

Un écosystème associe l’ensemble des êtres vivants, la biocénose, à leur milieu de vie, le biotope. Une population ne représente qu’une partie des êtres vivants de l’écosystème.

2. Quelle caractéristique distingue notamment un agrosystème d’un écosystème naturel ?

Une énergie auxiliaire contrôlée par l’être humain
Une énergie auxiliaire issue des cycles naturels
Une végétation dominante sans sélection artificielle
Une diversité élevée liée à des espèces spontanées

Une énergie auxiliaire contrôlée par l’être humain

Explication

L’agrosystème reçoit une énergie auxiliaire contrôlée par l’être humain et présente généralement une faible diversité, avec des plantes sélectionnées artificiellement. Confondre cette énergie avec celle d’un écosystème naturel néglige précisément l’intervention humaine qui les distingue.

3. En écologie, que désigne le fonctionnement d’un écosystème ?

Les ressources exploitées par les activités humaines
Les espèces vivantes présentes dans le milieu étudié
Les processus biologiques et physiques qui maintiennent le système
Les bénéfices que le système procure aux sociétés humaines

Les processus biologiques et physiques qui maintiennent le système

Explication

Le fonctionnement regroupe les processus biologiques et physiques qui maintiennent le système écologique. Les bénéfices apportés aux humains relèvent plutôt des services écosystémiques.

4. Quel rôle la photosynthèse joue-t-elle dans les flux d’énergie d’un écosystème ?

Elle dissipe l’énergie solaire et empêche son entrée dans l’écosystème.
Elle transfère les nutriments minéraux en énergie solaire et forme de la biomasse.
Elle convertit l’énergie solaire en énergie chimique et produit de la matière organique.
Elle convertit l’énergie chimique en lumière et décompose la matière organique.

Elle convertit l’énergie solaire en énergie chimique et produit de la matière organique.

Explication

La photosynthèse fixe la lumière et transforme l’énergie solaire en énergie chimique, permettant l’entrée d’énergie et la production de matière organique. La décomposition de matière organique n’est pas le rôle décrit ici.

5. Comment définit-on la productivité primaire ?

La quantité totale de matière organique présente dans un écosystème
La proportion de biomasse consommée par les herbivores chaque année
La vitesse de transfert d’énergie entre consommateurs par unité de temps
La production de matière organique par surface ou volume et par unité de temps

La production de matière organique par surface ou volume et par unité de temps

Explication

La productivité primaire mesure la production de matière organique ou de biomasse rapportée à une surface ou un volume et à une durée. La quantité totale présente ne tient pas compte de la production par unité de temps.

6. Lorsqu’on compare la production primaire nette de régions continentales, quels facteurs principaux doivent être pris en compte ?

La diversité et l’herbivorie comme facteurs majeurs partout, avec peu d’influence du climat
La radiation, la température et l’eau, ainsi que localement les nutriments, la diversité et l’herbivorie
La lumière et les nutriments comme facteurs dominants dans toutes les régions, sans rôle de l’eau
La température et l’eau comme facteurs locaux, tandis que la radiation dépend surtout des nutriments

La radiation, la température et l’eau, ainsi que localement les nutriments, la diversité et l’herbivorie

Explication

Sur les continents, la radiation, la température et la disponibilité en eau comptent parmi les principaux facteurs de variation de la production primaire nette; les nutriments, la diversité et l’herbivorie peuvent aussi intervenir localement. Présenter la lumière et les nutriments comme les facteurs dominants partout confond ce contexte avec les grands facteurs limitants aquatiques.

7. Une parcelle terrestre pauvre en phosphore et en azote produit peu de biomasse; quel effet peut avoir un apport d’engrais adapté ?

Il peut accroître la production primaire en réduisant la limitation nutritive.
Il peut diminuer la production primaire en renforçant le manque de nutriments.
Il peut accroître la production primaire en remplaçant la lumière nécessaire.
Il peut stabiliser la production primaire sans modifier la disponibilité minérale.

Il peut accroître la production primaire en réduisant la limitation nutritive.

Explication

Une carence en nutriments minéraux, notamment en phosphore et en azote, peut limiter la production primaire terrestre, et l’apport d’engrais peut l’augmenter. Les engrais ne remplacent pas la lumière, qui demeure un facteur distinct.

8. Comment l’intensité de l’herbivorie peut-elle influencer la productivité primaire ?

Une herbivorie modérée réduit la croissance, tandis qu’une pression excessive déclenche une compensation durable.
Une herbivorie modérée peut stimuler la croissance compensatoire, tandis qu’une pression excessive réduit la productivité.
Une herbivorie faible et intense stimule la productivité par le même mécanisme de compensation.
Une herbivorie modérée modifie les nutriments, tandis qu’une pression excessive accroît la production végétale.

Une herbivorie modérée peut stimuler la croissance compensatoire, tandis qu’une pression excessive réduit la productivité.

Explication

Chez de nombreuses espèces, l’herbivorie peut stimuler la croissance grâce à une réponse compensatoire, mais une intensité excessive réduit la productivité primaire. L’idée que la pression la plus forte renforce durablement la compensation inverse cet effet.

9. Dans un milieu aquatique où la production primaire est limitée, quels facteurs faut-il examiner en priorité ?

La température et l’herbivorie
La lumière et les nutriments
La diversité et la sécheresse estivale
La radiation et la disponibilité en eau

La lumière et les nutriments

Explication

En milieu aquatique, la lumière et les nutriments sont les deux grands facteurs limitant la productivité primaire. La sécheresse estivale est plutôt citée parmi les facteurs associés à la variabilité annuelle de la productivité primaire.

10. Comment définit-on la production secondaire dans un écosystème ?

La fixation de carbone par des organismes qui produisent leur propre matière organique
La quantité de biomasse végétale consommée par les herbivores
La dégradation de matière organique morte par des microorganismes
La production de biomasse par des hétérotrophes qui consomment d’autres organismes

La production de biomasse par des hétérotrophes qui consomment d’autres organismes

Explication

La production secondaire correspond à la biomasse formée par des hétérotrophes qui se nourrissent d’autres organismes. La dégradation de matière morte relève de la décomposition, et non de la production de biomasse par les consommateurs.

11. Dans une prairie, quelle grandeur mesure la part de biomasse disponible qui est effectivement consommée par les herbivores ?

Le rendement écologique global
L’efficience de production
L’efficience de consommation
L’efficience d’assimilation

L’efficience de consommation

Explication

L’efficience de consommation est la proportion de biomasse disponible qui est consommée. L’efficience d’assimilation concerne une étape distincte du transfert trophique et ne mesure pas la part ingérée.

12. Pour déterminer le rendement écologique entre deux niveaux trophiques, quelle relation faut-il appliquer aux efficacités de consommation, d’assimilation et de production ?

Soustraire l’efficience de production du produit des deux autres : ET=EC×EA−EPET = EC \times EA - EP
Diviser l’efficience de consommation par les deux autres : ET=ECEA×EPET = \frac{EC}{EA \times EP}
Les additionner : ET=EC+EA+EPET = EC + EA + EP
Les multiplier : ET=EC×EA×EPET = EC \times EA \times EP

Les multiplier : $$ET = EC \times EA \times EP$$

Explication

Le rendement écologique est le produit des efficacités de consommation, d’assimilation et de production. Une somme des trois efficacités ne représente pas la relation définissant ce transfert.

13. Quelle transformation caractérise la décomposition de la matière organique morte ?

Sa consommation par des herbivores, avec conversion directe en biomasse végétale
Sa désintégration, avec minéralisation des nutriments et formation de CO₂, d’eau et d’éléments inorganiques
Sa transformation en biomasse animale par les hétérotrophes qui se nourrissent d’organismes vivants
Son enfouissement sans transformation des molécules organiques ni libération de nutriments

Sa désintégration, avec minéralisation des nutriments et formation de CO₂, d’eau et d’éléments inorganiques

Explication

La décomposition désintègre la matière organique morte, minéralise les nutriments et transforme les molécules complexes en CO₂, en eau et en éléments inorganiques. La production de biomasse chez les hétérotrophes correspond à la production secondaire, pas à la décomposition.

14. Quel enchaînement décrit le début de la décomposition de matière organique morte ?

Des champignons la transforment d’abord en matière inorganique, puis des bactéries réassemblent les molécules complexes
Des détritivores la minéralisent d’abord, puis les plantes dégradent les lignines et les protéines
Des producteurs la colonisent, puis les herbivores décomposent les celluloses et les protéines complexes
Des bactéries, des archées et des champignons la colonisent, puis des microbes spécialisés dégradent les molécules complexes

Des bactéries, des archées et des champignons la colonisent, puis des microbes spécialisés dégradent les molécules complexes

Explication

La matière morte est d’abord colonisée par des bactéries, des archées et des champignons, avant que des microbes spécialisés dégradent des molécules complexes. Les plantes ne sont pas les agents qui assurent cette dégradation des celluloses et des protéines complexes.

15. Qu’est-ce qu’un cycle biogéochimique ?

La succession des organismes qui décomposent la matière morte dans un écosystème
Le transport et la transformation cycliques d’un élément entre les grands réservoirs
Le transfert à sens unique d’énergie entre producteurs et consommateurs
La variation saisonnière de la quantité d’un élément dans un seul réservoir

Le transport et la transformation cycliques d’un élément entre les grands réservoirs

Explication

Un cycle biogéochimique implique le transport et la transformation cycliques d’un élément entre de grands réservoirs. Un transfert trophique d’énergie ne décrit pas cette circulation d’un élément entre réservoirs.

16. Dans le cycle du carbone, quel énoncé distingue correctement la photosynthèse de la respiration, du volcanisme et de la combustion des énergies fossiles ?

La photosynthèse fixe le CO₂, tandis que les trois autres processus font aussi partie du cycle du carbone
La photosynthèse fixe le CO₂, tandis que le volcanisme et la combustion ne participent pas au cycle
La photosynthèse et la respiration fixent le CO₂, tandis que le volcanisme et la combustion sont extérieurs au cycle
La photosynthèse libère le CO₂, tandis que les trois autres processus le fixent dans la matière organique

La photosynthèse fixe le CO₂, tandis que les trois autres processus font aussi partie du cycle du carbone

Explication

La photosynthèse fixe le CO₂, tandis que la respiration cellulaire, l’activité volcanique et la combustion des énergies fossiles sont également des processus clés du cycle. Contrairement à une confusion plausible, la respiration fait bien partie de ce cycle.

17. Comment l’augmentation du CO₂ dissous dans l’océan contribue-t-elle à l’acidification ?

Elle réduit l’acidité de l’eau, abaisse le pH de 0,1 et affecte uniquement les sédiments marins
Elle produit des carbonates, maintient le pH stable et affecte principalement les organismes terrestres
Elle forme de l’acide carbonique, abaisse le pH de 0,1 et affecte les organismes calcifiants ainsi que d’autres organismes
Elle forme de l’acide carbonique, élève le pH de 0,1 et favorise les organismes calcifiants

Elle forme de l’acide carbonique, abaisse le pH de 0,1 et affecte les organismes calcifiants ainsi que d’autres organismes

Explication

Le CO₂ dissous forme de l’acide carbonique et entraîne une baisse du pH océanique de 0,1, avec des effets sur les organismes calcifiants et d’autres organismes. L’idée que cette acidification élève le pH inverse le sens de la variation.

18. Quelle suite décrit correctement les principales transformations de l’azote, de sa fixation à son retour dans l’atmosphère ?

Fixation du N₂, nitrification en matière organique, ammonification du nitrate en ammoniaque, puis dénitrification en oxygène
Fixation du N₂, ammonification de la matière organique, nitrification de l’ammoniaque en nitrate, puis dénitrification du nitrate en N₂
Fixation de l’ammoniaque, ammonification en nitrate, nitrification en N₂, puis dénitrification du N₂ en matière organique
Fixation du nitrate, ammonification du N₂, nitrification de la matière organique en ammoniaque, puis dénitrification de l’ammoniaque en nitrate

Fixation du N₂, ammonification de la matière organique, nitrification de l’ammoniaque en nitrate, puis dénitrification du nitrate en N₂

Explication

La fixation fait entrer principalement le N₂ dans l’écosystème, puis l’ammonification, la nitrification et la dénitrification enchaînent les transformations indiquées. Une confusion plausible consiste à attribuer à la nitrification la production de N₂, alors que cette étape transforme l’ammoniaque en nitrate.

19. Dans un milieu dépourvu d’oxygène, quelle description correspond à la dénitrification microbienne ?

Une respiration anaérobie qui produit du N₂ ou du N₂O
Une respiration aérobie qui transforme le N₂ en ammoniaque
Une fermentation qui convertit l’ammoniaque en matière organique
Une oxydation qui transforme le nitrate en ammoniaque

Une respiration anaérobie qui produit du N₂ ou du N₂O

Explication

La dénitrification est une respiration microbienne anaérobie pouvant produire du diazote ou du protoxyde d’azote. La transformation du nitrate en ammoniaque ne décrit pas les produits indiqués pour ce processus.

20. Quel phénomène définit l’eutrophisation d’un milieu aquatique ?

Une hausse de la salinité causée par l’évaporation, qui modifie la composition des espèces aquatiques
Un déséquilibre causé par un excès de nutriments comme l’azote ou le phosphore, souvent issus de l’agriculture ou des eaux usées
Une baisse des nutriments causée par l’absorption des plantes et des algues, qui réduit la croissance aquatique
Une accumulation de sédiments causée par l’érosion, qui enfouit les organismes des fonds aquatiques

Un déséquilibre causé par un excès de nutriments comme l’azote ou le phosphore, souvent issus de l’agriculture ou des eaux usées

Explication

L’eutrophisation désigne un déséquilibre provoqué par un excès de nutriments, notamment l’azote ou le phosphore provenant entre autres de l’agriculture et des eaux usées. Une diminution des nutriments décrit au contraire une situation opposée à cet excès.

21. Dans un lac recevant un apport excessif de nutriments, quelle chaîne d’effets peut conduire à l’asphyxie de l’écosystème ?

La croissance des algues réduit la consommation d’oxygène et augmente sa production jusqu’à saturer l’eau
La croissance excessive des plantes, cyanobactéries et algues accroît la consommation d’oxygène au-delà de sa production
L’augmentation des nutriments freine la croissance végétale et entraîne une accumulation d’oxygène dissous
La prolifération des cyanobactéries bloque la décomposition et maintient l’oxygène à un niveau stable

La croissance excessive des plantes, cyanobactéries et algues accroît la consommation d’oxygène au-delà de sa production

Explication

L’excès de nutriments favorise une croissance excessive des plantes, des cyanobactéries et des algues, puis la consommation d’oxygène dépasse sa production et peut asphyxier l’écosystème. L’idée que la prolifération végétale réduirait la consommation d’oxygène inverse le mécanisme décrit.

22. Dans un sol où l’azote devient excessif, quel changement de diversité peut se produire ?

Les espèces adaptées aux sols pauvres peuvent évincer les espèces nitrophiles
La productivité peut diminuer tandis que les espèces nitrophiles perdent leur avantage
La diversité peut augmenter parce que toutes les espèces profitent pareillement de l’azote
Les espèces nitrophiles peuvent être favorisées au détriment d’autres espèces

Les espèces nitrophiles peuvent être favorisées au détriment d’autres espèces

Explication

L’excès d’azote peut favoriser les espèces nitrophiles et désavantager les autres, modifiant ainsi la diversité de l’écosystème. L’idée que toutes les espèces bénéficieraient de manière comparable de l’azote ne tient pas compte de cet avantage différentiel.

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Quels éléments associe un écosystème ?

Une biocénose et un biotope.

Quelle énergie auxiliaire caractérise un agrosystème ?

Une énergie contrôlée par l’être humain.

Comment Jax définit-il le fonctionnement d’un écosystème dans son ouvrage de 2005 ?

L’ensemble des processus biologiques et physiques qui maintiennent le système écologique.

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