QCM : Photosynthèse et croissance des plantes — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel échange gazeux caractérise la respiration d’une plante placée à l’obscurité ?

Elle consomme simultanément les deux gaz sans rejet mesurable.
Elle consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone.
Elle rejette simultanément les deux gaz après production de matière organique.
Elle consomme du dioxyde de carbone et rejette du dioxygène.

Elle consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone.

Explication

À l’obscurité, la plante respire : elle utilise du dioxygène et libère du dioxyde de carbone. La consommation de dioxyde de carbone et le rejet de dioxygène caractérisent plutôt la photosynthèse éclairée.

2. Quelle fonction définit le mieux la photosynthèse chez une plante ?

Échanger des gaz avec le milieu pour maintenir l’équilibre hydrique des tissus.
Stocker des pigments dans les organites afin d’intensifier l’absorption lumineuse.
Produire de la matière organique grâce à un ensemble de réactions chimiques.
Dégrader de la matière organique afin de libérer l’énergie nécessaire aux cellules.

Produire de la matière organique grâce à un ensemble de réactions chimiques.

Explication

La photosynthèse regroupe des réactions chimiques qui permettent à la plante de fabriquer de la matière organique. La dégradation de cette matière correspond à la respiration, et non à la photosynthèse.

3. Quelle association présente correctement deux matières organiques produites par la photosynthèse et leurs formules ?

Glucose : C6H12O6C_6H_{12}O_6 ; amidon : (C6H12O6)n(C_6H_{12}O_6)_n
Glucose : O2O_2 ; amidon : CO2CO_2
Glucose : (C6H12O6)n(C_6H_{12}O_6)_n ; amidon : C6H12O6C_6H_{12}O_6
Glucose : H2OH_2O ; amidon : C6H12O6C_6H_{12}O_6

Glucose : $$C_6H_{12}O_6$$ ; amidon : $$(C_6H_{12}O_6)_n$$

Explication

Le glucose a pour formule C6H12O6C_6H_{12}O_6, tandis que l’amidon correspond à une répétition de ces unités, notée (C6H12O6)n(C_6H_{12}O_6)_n. Le dioxygène, le dioxyde de carbone et l’eau ne sont pas les deux matières organiques demandées ici.

4. Dans quel organite la plante fabrique-t-elle sa matière organique grâce à la photosynthèse ?

Dans le grain d’amidon, qui capte directement l’énergie lumineuse incidente.
Dans le chloroplaste, qui contient les structures nécessaires à la photosynthèse.
Dans le stroma, qui correspond à la matière organique stockée par la cellule.
Dans le thylakoïde, qui constitue l’organite entier de la cellule végétale.

Dans le chloroplaste, qui contient les structures nécessaires à la photosynthèse.

Explication

Le chloroplaste est l’organite où la plante fabrique sa matière organique par photosynthèse. Les thylakoïdes sont des structures internes du chloroplaste contenant des pigments, tandis que les grains d’amidon stockent de la matière organique.

5. Quels pigments la chromatographie met-elle en évidence dans les végétaux photosynthétiques ?

La chlorophylle b, la chlorophylle a, la xanthophylle et le carotène.
La chlorophylle a, la mélanine, la xanthophylle et le carotène.
La chlorophylle a, la chlorophylle b, la xanthophylle et l’hémoglobine.
La chlorophylle b, la chlorophylle a, l’anthocyanine et la mélanine.

La chlorophylle b, la chlorophylle a, la xanthophylle et le carotène.

Explication

La chromatographie révèle quatre pigments photosynthétiques : les chlorophylles a et b, la xanthophylle et le carotène. La mélanine, l’anthocyanine et l’hémoglobine ne font pas partie de cette liste de pigments photosynthétiques.

6. Quels rayonnements lumineux les pigments chlorophylliens des thylakoïdes absorbent-ils principalement ?

Les rayonnements ultraviolet et vert, tandis que le jaune est peu absorbé.
Les rayonnements vert et jaune, tandis que le rouge est peu absorbé.
Les rayonnements bleu et rouge, tandis que le vert est peu absorbé.
Les rayonnements infrarouge et vert, tandis que le bleu est peu absorbé.

Les rayonnements bleu et rouge, tandis que le vert est peu absorbé.

Explication

Les pigments chlorophylliens situés dans les thylakoïdes absorbent surtout les lumières bleue et rouge. Le rayonnement vert est peu absorbé, ce qui contribue à la couleur verte observée chez de nombreuses feuilles.

7. Que se passe-t-il lors de la photolyse de l’eau sous l’action de la lumière ?

L’eau est oxydée et décomposée en dioxygène, ions hydrogène et électrons.
Le dioxyde de carbone est oxydé et transformé en eau, dioxygène et glucose.
L’eau est réduite et transformée en dioxyde de carbone, ions hydrogène et électrons.
Le dioxygène est réduit et transformé en eau, glucose et ions hydrogène.

L’eau est oxydée et décomposée en dioxygène, ions hydrogène et électrons.

Explication

La photolyse est une oxydation photo-induite au cours de laquelle l’eau fournit du dioxygène, des ions hydrogène et des électrons. Elle ne transforme pas l’eau en glucose ni en dioxyde de carbone.

8. Quelle équation représente correctement la photolyse de l’eau ?

2H2O→2O2+2H++4e−2H_2O \rightarrow 2O_2 + 2H^+ + 4e^-
H2O→O2+2H++2e−H_2O \rightarrow O_2 + 2H^+ + 2e^-
2H2O→O2+4H++4e−2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-
O2+4H++4e−→2H2OO_2 + 4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_2O

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

Explication

La photolyse de l’eau s’écrit 2H2O→O2+4H++4e−2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-, ce qui traduit la production de dioxygène, d’ions hydrogène et d’électrons. L’équation inverse décrit une réaction de formation de l’eau, et les autres équations ne respectent pas le bilan indiqué.

9. Quel bilan global représente correctement la photosynthèse ?

6H2O+C6H12O6→lumieˋre6CO2+6O26H_2O + C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{lumière}} 6CO_2 + 6O_2
6CO2+6O2→lumieˋre6H2O+C6H12O66CO_2 + 6O_2 \xrightarrow{\text{lumière}} 6H_2O + C_6H_{12}O_6
6CO2+6H2O→lumieˋre6O2+C6H12O66CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{lumière}} 6O_2 + C_6H_{12}O_6
6O2+C6H12O6→lumieˋre6CO2+6H2O6O_2 + C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{lumière}} 6CO_2 + 6H_2O

$$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{lumière}} 6O_2 + C_6H_{12}O_6$$

Explication

La photosynthèse consomme du dioxyde de carbone et de l’eau grâce à la lumière, puis forme du dioxygène et du glucose. La respiration correspond à une transformation inverse sur le plan des échanges gazeux, avec consommation de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone.

10. Dans quelle étape de la photosynthèse la photolyse de l’eau se produit-elle ?

Lors de la première étape dépendante de la lumière
Après la synthèse des molécules organiques
Lors de la deuxième étape du cycle de Calvin
Pendant la réduction du dioxyde de carbone

Lors de la première étape dépendante de la lumière

Explication

La lumière captée par les pigments rend la chlorophylle très oxydante et provoque la photolyse de l’eau lors de la première étape. La réduction du dioxyde de carbone intervient ensuite, dans la deuxième étape associée au cycle de Calvin.

11. Quelles molécules organiques peuvent être produites par la réduction du dioxyde de carbone chez la plante ?

Du dioxyde de carbone, de l’eau et du dioxygène
Des sels minéraux, de l’eau et du dioxyde de carbone
Du dioxygène, des pigments et des sels minéraux
Des acides aminés, des acides gras et des sucres

Des acides aminés, des acides gras et des sucres

Explication

La réduction du dioxyde de carbone et la synthèse de matière organique permettent notamment de produire des acides aminés, des acides gras et des sucres. Le dioxyde de carbone est un réactif réduit au cours du processus, et non l’un des principaux produits organiques formés.

12. Une plante synthétise des sucres, des acides aminés et des acides gras à partir de la réduction du dioxyde de carbone. Comment classer ces molécules ?

Comme des produits organiques de la plante
Comme des réactifs minéraux de la photosynthèse
Comme des gaz échangés avec l’atmosphère
Comme des pigments captant directement la lumière

Comme des produits organiques de la plante

Explication

Les sucres, les acides aminés et les acides gras sont des molécules organiques issues de la synthèse de matière organique. Le dioxyde de carbone, en revanche, est le réactif réduit qui contribue à leur formation.

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Que fait la plante à l'obscurité avec le dioxygène et le dioxyde de carbone ?

Elle consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone.

Que réalise la plante à la lumière concernant le dioxygène et le dioxyde de carbone ?

Elle réalise la photosynthèse avec un échange inverse des gaz.

Qu'est-ce que la photosynthèse ?

Un ensemble de réactions chimiques produisant de la matière organique.

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