QCM : La plante et la photosynthèse — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Pourquoi les plantes sont-elles qualifiées d’autotrophes ?

Elles prélèvent leur matière organique dans le sol
Elles fabriquent leur matière minérale à partir de matière organique
Elles produisent leur matière organique grâce à la lumière
Elles obtiennent leur énergie en consommant d’autres organismes

Elles produisent leur matière organique grâce à la lumière

Explication

Une plante est autotrophe parce qu’elle synthétise elle-même sa matière organique par photosynthèse grâce à la lumière. L’absorption d’eau et de sels minéraux dans le sol ne correspond pas à l’obtention de matière organique.

2. Quel organite des cellules végétales réalise la photosynthèse ?

Le noyau
La mitochondrie
Le chloroplaste
La vacuole

Le chloroplaste

Explication

Le chloroplaste est l’organite spécialisé dans la réalisation de la photosynthèse. Le noyau contient l’information génétique, mais il ne réalise pas cette fonction.

3. Quelle organisation décrit correctement un chloroplaste ?

Deux membranes, des crêtes et une matrice contenant des thylakoïdes
Deux membranes, un stroma et des thylakoïdes parfois regroupés en granums
Une paroi, un cytoplasme et des sacs protéiques dispersés dans le stroma
Une membrane, un noyau et des ribosomes regroupés en granums

Deux membranes, un stroma et des thylakoïdes parfois regroupés en granums

Explication

Le chloroplaste possède une membrane interne, une membrane externe, un stroma et des thylakoïdes qui peuvent s’empiler en granums. Les crêtes et la matrice sont des structures caractéristiques de la mitochondrie, pas du chloroplaste.

4. Qu’est-ce qu’un pigment ?

Un organite qui stocke les thylakoïdes dans le stroma
Une molécule qui réfléchit toute la lumière blanche sans en absorber
Une membrane qui transforme toutes les radiations en énergie chimique
Une substance qui absorbe certaines radiations et colore l’objet qui la contient

Une substance qui absorbe certaines radiations et colore l’objet qui la contient

Explication

Un pigment absorbe sélectivement certaines radiations de la lumière blanche, ce qui donne une couleur à l’objet qui le contient. Il ne s’agit ni d’une membrane ni d’un organite.

5. Dans quelle structure se trouvent les pigments chlorophylliens et quelles radiations absorbent-ils principalement ?

Dans les membranes des thylakoïdes, où ils absorbent surtout le bleu-violet et le rouge
Dans le stroma, où ils absorbent surtout le vert et le jaune
Dans le noyau, où ils absorbent surtout le bleu et le jaune
Dans la membrane externe, où ils absorbent surtout l’infrarouge et le vert

Dans les membranes des thylakoïdes, où ils absorbent surtout le bleu-violet et le rouge

Explication

Les pigments chlorophylliens sont intégrés dans l’épaisseur des membranes thylakoïdiennes et absorbent principalement les radiations bleu-violet et rouges. Le stroma constitue le milieu interne du chloroplaste, mais il ne localise pas ces pigments.

6. Quels produits sont libérés lorsque la photolyse de l’eau oxyde les molécules d’eau ?

Du dioxyde de carbone, du glucose et des électrons
Du dioxygène, des ions hydrogène et des électrons
Du glucose, de l’eau et des ions hydroxyde
Du dioxygène, du dioxyde de carbone et du glucose

Du dioxygène, des ions hydrogène et des électrons

Explication

La photolyse oxyde l’eau et libère du dioxygène, des ions hydrogène ainsi que des électrons. Le glucose et le dioxyde de carbone interviennent dans d’autres étapes de la photosynthèse.

7. Quelle équation représente la photolyse de l’eau ?

6CO2+24H++24e−→C6H12O6+6H2O6CO_2 + 24H^+ + 24e^- \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6H_2O
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O26CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2
2H2O→4H++4e−+O22H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2
O2+4H++4e−→2H2OO_2 + 4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_2O

$$2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2$$

Explication

La photolyse décompose l’eau oxydée en ions hydrogène, électrons et dioxygène selon l’équation proposée. L’équation avec le dioxyde de carbone et les électrons correspond à sa réduction, tandis que la dernière est le bilan global.

8. Quelle équation traduit la réduction du dioxyde de carbone en glucose ?

6CO2+24H++24e−→C6H12O6+6H2O6CO_2 + 24H^+ + 24e^- \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6H_2O
2H2O→4H++4e−+O22H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O26CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2OC_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O

$$6CO_2 + 24H^+ + 24e^- \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6H_2O$$

Explication

La réduction du dioxyde de carbone consomme du dioxyde de carbone, des ions hydrogène et des électrons pour former du glucose et de l’eau. La photolyse de l’eau libère ces espèces, mais elle est représentée par une équation différente.

9. Quel est le bilan global de la photosynthèse ?

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2OC_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O
6CO2+24H++24e−→C6H12O6+6H2O6CO_2 + 24H^+ + 24e^- \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6H_2O
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O26CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2
2H2O→4H++4e−+O22H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2

$$6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$$

Explication

Le bilan global combine l’utilisation du dioxyde de carbone et de l’eau avec la production de glucose et de dioxygène. Les autres équations décrivent soit une étape particulière, soit la réaction inverse de la respiration cellulaire.

10. Comment la lumière absorbée par les pigments chlorophylliens est-elle convertie en énergie chimique ?

Elle fournit aux molécules d’eau une énergie leur permettant de devenir directement des réserves organiques.
Elle excite les électrons de la chlorophylle a, qui atteignent un niveau d’énergie supérieur puis sont transférés.
Elle transforme directement le dioxyde de carbone en glucose sans intervention des électrons chlorophylliens.
Elle provoque la dégradation des pigments, qui libèrent ensuite l’énergie nécessaire à la synthèse du glucose.

Elle excite les électrons de la chlorophylle a, qui atteignent un niveau d’énergie supérieur puis sont transférés.

Explication

L’absorption de lumière excite les électrons de la chlorophylle a et leur transfert convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique. Le glucose est un produit organique final, mais il ne constitue pas la forme immédiate de conversion de l’énergie lumineuse.

11. Pourquoi la réduction du dioxyde de carbone dépend-elle des réactions éclairées de la photosynthèse ?

Parce qu’elle exige que les pigments soient transformés en molécules de dioxyde de carbone.
Parce qu’elle repose sur l’accumulation de glucose avant toute utilisation du dioxyde de carbone.
Parce qu’elle se déroule lorsque la lumière empêche les électrons chlorophylliens d’être transférés.
Parce qu’elle nécessite l’énergie chimique produite grâce à la lumière.

Parce qu’elle nécessite l’énergie chimique produite grâce à la lumière.

Explication

La réduction du dioxyde de carbone n’est pas spontanée : elle utilise l’énergie chimique produite lors des réactions dépendantes de la lumière. L’accumulation préalable de glucose ou la transformation des pigments ne fournit pas le mécanisme énergétique décrit.

12. Quel devenir correspond aux molécules organiques produites par la photosynthèse après leur formation dans les feuilles ?

Elles sont libérées dans l’air afin d’alimenter directement les autres organes.
Elles restent associées aux pigments et servent à capter davantage de lumière.
Elles sont exportées puis transformées en d’autres molécules nécessaires à la plante.
Elles sont converties en dioxygène avant d’être distribuées dans la plante.

Elles sont exportées puis transformées en d’autres molécules nécessaires à la plante.

Explication

Les molécules organiques issues de la photosynthèse peuvent être exportées depuis leur lieu de production, puis transformées en molécules utiles à la plante. Les pigments captent la lumière, tandis que le dioxygène n’est pas le devenir général de ces molécules organiques.

13. Sous quelles formes les réserves organiques peuvent-elles être stockées dans les fruits, les graines et les racines tubérisées ?

Sous forme d’électrons excités, de solvant, de xanthophylles ou de parois cellulaires.
Sous forme de pigments chlorophylliens, de dioxyde de carbone, d’eau ou de dioxygène.
Sous forme de sucres simples, de sucres complexes, de lipides ou de protéines.
Sous forme de cellulose, de lumière absorbée, de sels minéraux ou de chloroplastes.

Sous forme de sucres simples, de sucres complexes, de lipides ou de protéines.

Explication

Les organes de réserve peuvent accumuler des glucides simples ou complexes, ainsi que des lipides et des protéines. Les pigments, les gaz et les électrons excités participent à d’autres fonctions et ne constituent pas les formes de stockage indiquées.

14. Quels produits de la photosynthèse constituent principalement les parois végétales ?

La chlorophylle a, la chlorophylle b et le carotène.
La cellulose, les pectines et les hémicelluloses.
Le fructose, l’amidon et les lipides de réserve.
Les protéines, le dioxygène et le dioxyde de carbone.

La cellulose, les pectines et les hémicelluloses.

Explication

La cellulose, les pectines et les hémicelluloses sont les principaux constituants des parois végétales et proviennent de produits photosynthétiques. Le fructose et l’amidon correspondent plutôt à des formes de réserve, tandis que les pigments et les gaz ont d’autres rôles.

15. Sur quels critères la chromatographie sépare-t-elle les pigments d’une feuille ?

Sur leur capacité à transformer le dioxyde de carbone en molécules organiques dans le chloroplaste.
Sur leur masse produite par la feuille au cours d’une période donnée de photosynthèse.
Sur la quantité de lumière qu’ils émettent après avoir été éclairés par une source monochromatique.
Sur leur vitesse de migration, liée à leur solubilité dans le solvant et à leur affinité pour le support.

Sur leur vitesse de migration, liée à leur solubilité dans le solvant et à leur affinité pour le support.

Explication

La chromatographie sépare les pigments selon leur migration, qui dépend de leur solubilité dans le solvant et de leur affinité pour le support. L’étude de l’absorption de la lumière relève plutôt de la spectroscopie, et non du principe chromatographique.

16. Quels pigments la chromatographie peut-elle mettre en évidence dans un végétal vert ?

La xanthophylle, le fructose, les pectines et la chlorophylle a.
Le carotène, la xanthophylle, la chlorophylle a et la chlorophylle b.
La chlorophylle a, les lipides, les protéines et la chlorophylle b.
Le carotène, l’amidon, la cellulose et la chlorophylle b.

Le carotène, la xanthophylle, la chlorophylle a et la chlorophylle b.

Explication

La chromatographie révèle dans un végétal vert le carotène, la xanthophylle, la chlorophylle a et la chlorophylle b. L’amidon, la cellulose, les pectines, les lipides et les protéines sont des produits de réserve ou des constituants structuraux, pas des pigments détectés par cette séparation.

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Pourquoi les plantes sont-elles considérées comme autotrophes ?

Parce qu'elles produisent leur matière organique par photosynthèse.

Quel rôle joue la lumière dans l'autotrophie des plantes ?

Elle permet la photosynthèse pour produire la matière organique.

Qu'est-ce que le chloroplaste dans les cellules végétales ?

L'organite qui réalise la photosynthèse.

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