QCM : Photosynthèse et devenir de la matière organique (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle caractéristique définit un organisme autotrophe ?

Il prélève sa matière organique dans des organismes ou des débris préexistants.
Il transforme la matière organique en matière minérale en utilisant du dioxygène.
Il absorbe des molécules organiques puis les assemble directement en tissus.
Il fabrique sa matière organique à partir de matière minérale grâce à une source d’énergie.

Il fabrique sa matière organique à partir de matière minérale grâce à une source d’énergie.

Explication

Un organisme autotrophe produit ses molécules organiques à partir de molécules minérales en utilisant une source d’énergie, ici la lumière. Un organisme hétérotrophe doit au contraire obtenir sa matière organique à partir d’une matière organique préexistante.

2. Quelle transformation énergétique et matérielle caractérise la photosynthèse ?

Elle convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique et forme de la matière organique à partir de matière minérale.
Elle utilise l’énergie lumineuse pour consommer de la matière organique et libérer du dioxygène.
Elle convertit l’énergie chimique en énergie lumineuse et dégrade la matière organique en matière minérale.
Elle transforme directement le dioxygène et le glucose en eau et en énergie lumineuse.

Elle convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique et forme de la matière organique à partir de matière minérale.

Explication

La photosynthèse convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique et permet de synthétiser des molécules organiques à partir de matière minérale. La respiration a un rôle différent, puisqu’elle consomme notamment de la matière organique et du dioxygène.

3. Quelle équation-bilan simplifiée représente la photosynthèse ?

6CO2+6H2O→C6H12O6+6O26CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2
6CO2+C6H12O6→6H2O+12O26CO_2 + C_6H_{12}O_6 \rightarrow 6H_2O + 12O_2
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2OC_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O
6O2+6H2O→C6H12O6+6CO26O_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6CO_2

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

Explication

L’équation-bilan de la photosynthèse associe le dioxyde de carbone et l’eau pour former du glucose et du dioxygène. L’équation qui consomme du glucose et du dioxygène correspond à la respiration cellulaire.

4. Dans quelles structures cellulaires se déroule principalement la photosynthèse chez une feuille ?

Dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes, notamment des parenchymes palissadique et lacuneux.
Dans les ribosomes des cellules de la racine, notamment dans les zones dépourvues de lumière.
Dans les vacuoles des cellules conductrices, notamment dans les tissus associés au xylème.
Dans les mitochondries des cellules épidermiques, notamment autour des nervures principales.

Dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes, notamment des parenchymes palissadique et lacuneux.

Explication

La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes, particulièrement dans les parenchymes palissadique et lacuneux ainsi que dans les cellules de garde des stomates. Les mitochondries et les ribosomes n’assurent pas cette fonction photosynthétique.

5. Quels pigments appartiennent aux principaux pigments photosynthétiques ?

Les xanthophylles, les carotènes et les chlorophylles a et b.
Les anthocyanes, les mélanines et les chlorophylles a et b.
Les carotènes, les flavonoïdes et les pigments respiratoires mitochondriaux.
Les xanthophylles, les anthocyanes et les pigments responsables de la fluorescence.

Les xanthophylles, les carotènes et les chlorophylles a et b.

Explication

Les principaux pigments photosynthétiques sont les xanthophylles, les carotènes et les chlorophylles a et b. Les anthocyanes sont d’autres pigments végétaux, mais ils ne font pas partie de cette liste principale de pigments photosynthétiques.

6. Que peut-il se produire lorsqu’un photon atteint une molécule pigmentaire ?

La molécule reste dans son état fondamental, tandis que l’énergie lumineuse est convertie immédiatement en dioxygène.
Un électron passe à un état excité, puis la molécule absorbe une seconde lumière avant de produire de l’eau.
Le photon détruit le pigment, puis les électrons libérés se transforment directement en molécules de glucose.
Un électron passe à un état excité, puis la molécule peut émettre de la lumière, transférer de l’énergie ou perdre un électron.

Un électron passe à un état excité, puis la molécule peut émettre de la lumière, transférer de l’énergie ou perdre un électron.

Explication

L’absorption d’un photon élève un électron vers un état excité, puis le retour à l’état fondamental peut s’accompagner d’une émission lumineuse, d’un transfert d’énergie ou d’une perte d’électron. La fluorescence correspond à l’émission de lumière, tandis que la photochimie implique une perte d’électron.

7. Pourquoi les feuilles paraissent-elles généralement vertes ?

Elles ne contiennent pas de pigments absorbant les longueurs d’onde rouges, qui traversent alors les feuilles.
Elles absorbent surtout les longueurs d’onde bleues et rouges et réémettent principalement la lumière verte.
Elles absorbent toutes les longueurs d’onde visibles et produisent une lumière verte par réaction chimique.
Elles absorbent surtout la lumière verte et réémettent principalement les longueurs d’onde bleues et rouges.

Elles absorbent surtout les longueurs d’onde bleues et rouges et réémettent principalement la lumière verte.

Explication

Les pigments chlorophylliens absorbent principalement les longueurs d’onde bleues entre 400 et 550 nm et rouges entre 630 et 750 nm, tandis que le vert est principalement réémis. Cette lumière verte réémise donne leur apparence caractéristique aux feuilles.

8. Quelle distinction oppose correctement les phases photochimique et chimique de la photosynthèse ?

La phase photochimique se déroule dans le stroma sans lumière directe, tandis que la phase chimique se déroule dans les thylakoïdes avec absorption lumineuse.
La phase photochimique se déroule dans les thylakoïdes et utilise directement la lumière, tandis que la phase chimique se déroule dans le stroma.
Les deux phases se déroulent dans les thylakoïdes et utilisent directement la lumière, mais elles produisent des molécules différentes.
La phase photochimique se déroule dans les chloroplastes sans compartiment particulier, tandis que la phase chimique se déroule dans les mitochondries.

La phase photochimique se déroule dans les thylakoïdes et utilise directement la lumière, tandis que la phase chimique se déroule dans le stroma.

Explication

La phase photochimique a lieu dans les thylakoïdes et dépend directement de la lumière, alors que la phase chimique se déroule dans le stroma sans utilisation directe de la lumière. La phase chimique dépend toutefois des produits formés pendant la phase photochimique.

9. Quel enchaînement décrit correctement la circulation des électrons pendant la phase photochimique ?

La lumière excite les deux photosystèmes, puis les électrons retournent vers l’eau sans passer par une chaîne de transport.
La lumière excite le photosystème II, les électrons circulent vers le photosystème I, et la photolyse de l’eau les restitue au photosystème II.
La lumière excite le photosystème II, puis les électrons sont transférés directement à l’ATP synthase pour former du dioxygène.
La lumière excite le photosystème I, les électrons circulent vers le photosystème II, et la photolyse de l’eau les restitue au photosystème I.

La lumière excite le photosystème II, les électrons circulent vers le photosystème I, et la photolyse de l’eau les restitue au photosystème II.

Explication

Dans la phase photochimique, la lumière excite d’abord le photosystème II, puis les électrons passent vers le photosystème I. La photolyse de l’eau fournit des électrons au photosystème II, tandis que le gradient de protons permet à l’ATP synthase de produire de l’ATP.

10. Quelle équation représente la photolyse de l’eau au cours de la phase photochimique ?

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

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

Explication

La photolyse décompose deux molécules d’eau en dioxygène, protons et électrons selon l’équation indiquée. Les électrons produits compensent ceux perdus par le photosystème II, tandis que les protons participent à la formation du gradient.

11. Dans quelle structure cellulaire se déroule le cycle de Calvin, et quelles ressources énergétiques utilise-t-il ?

Dans les thylakoïdes, avec l’ATP et le RH2 issus de la phase chimique
Dans le stroma, avec l’ATP et le RH2 issus de la phase photochimique
Dans les thylakoïdes, avec le dioxyde de carbone et l’eau absorbés par la cellule
Dans le stroma, avec le dioxygène et le glucose produits par les thylakoïdes

Dans le stroma, avec l’ATP et le RH2 issus de la phase photochimique

Explication

Le cycle de Calvin se déroule dans le stroma et utilise l’ATP ainsi que le RH2 produits durant la phase photochimique. Les thylakoïdes sont le siège de la phase photochimique, et non celui du cycle de Calvin.

12. Quelle succession décrit correctement les principales étapes du cycle de Calvin après l’entrée du dioxyde de carbone ?

L’ATP fixe le CO2, le 1,3-BPG est dégradé, le RuBP devient G3P, puis l’APG est exporté
Le NADPH fixe le CO2, le G3P est phosphorylé, l’APG est réduit, puis le RuBP est transformé en ATP
La RubisCO fixe le CO2, l’APG est phosphorylé, le 1,3-BPG est réduit en G3P, puis le RuBP est régénéré
La RubisCO réduit le CO2, le RuBP est hydrolysé, le G3P devient APG, puis le NADPH est régénéré

La RubisCO fixe le CO2, l’APG est phosphorylé, le 1,3-BPG est réduit en G3P, puis le RuBP est régénéré

Explication

La RubisCO fixe le CO2, l’ATP apporte un phosphate à l’APG, puis le NADPH réduit le 1,3-BPG en G3P. Une partie du G3P régénère le RuBP et une autre participe à la synthèse des glucides.

13. Avec trois molécules de CO2, quel bilan de G3P le cycle de Calvin permet-il d’obtenir ?

Neuf G3P sont formés, dont trois quittent le cycle et six régénèrent le RuBP
Six G3P sont formés, dont cinq quittent le cycle et un régénère le RuBP
Six G3P sont formés, dont un quitte le cycle et cinq régénèrent le RuBP
Trois G3P sont formés, dont deux quittent le cycle et un régénère le RuBP

Six G3P sont formés, dont un quitte le cycle et cinq régénèrent le RuBP

Explication

La fixation de trois molécules de CO2 conduit à la formation de six G3P : un G3P sort du cycle et cinq sont utilisés pour régénérer le RuBP. Cette régénération permet au cycle de poursuivre la fixation du CO2.

14. Qu’a démontré l’expérience de Ruben et Kamen menée en 1941 sur l’origine du dioxygène photosynthétique ?

Le dioxygène libéré par les chlorelles provient de l’eau
Le carbone organique formé par les chlorelles provient de l’eau
Le dioxygène libéré par les chlorelles provient du dioxyde de carbone
Le carbone organique formé par les chlorelles provient du dioxygène

Le dioxygène libéré par les chlorelles provient de l’eau

Explication

L’expérience de Ruben et Kamen a établi que le dioxygène libéré par les chlorelles provient de l’eau. Elle distingue ainsi l’origine du dioxygène de celle du carbone organique, qui provient du dioxyde de carbone.

15. Que révèle l’expérience de Gaffron réalisée en 1951 sur la fixation du carbone après l’obscurcissement ?

La fixation du carbone persiste quelques secondes, car la phase chimique dépend indirectement de la lumière
La fixation du carbone cesse immédiatement, car la phase chimique reçoit directement la lumière
La fixation du carbone devient indépendante des thylakoïdes, car le stroma produit le RH2
La fixation du carbone augmente durablement, car l’obscurité fournit davantage d’ATP

La fixation du carbone persiste quelques secondes, car la phase chimique dépend indirectement de la lumière

Explication

Gaffron a observé que la fixation du carbone se poursuit pendant quelques secondes dans l’obscurité grâce aux ressources précédemment produites. Cela montre que la phase chimique n’est pas directement photodépendante, tout en dépendant de la phase photochimique.

16. Quelle conclusion l’expérience d’Arnon de 1958 a-t-elle apportée sur la phase chimique de la photosynthèse ?

Elle se déroule dans les thylakoïdes et utilise le glucose fourni par les cellules éclairées
Elle se déroule dans le stroma et utilise l’ATP et le RH2 fournis par les thylakoïdes éclairés
Elle se déroule dans le stroma et produit la lumière nécessaire aux réactions des thylakoïdes
Elle se déroule dans les thylakoïdes et produit l’ATP et le RH2 utilisés par le stroma

Elle se déroule dans le stroma et utilise l’ATP et le RH2 fournis par les thylakoïdes éclairés

Explication

Arnon a montré que la phase chimique se déroule dans le stroma et dépend de l’ATP et du RH2 produits par les thylakoïdes éclairés. Les thylakoïdes fournissent donc ces ressources, mais ne constituent pas le siège de la phase chimique.

17. Sous quelles formes et dans quels organes les produits de la photosynthèse peuvent-ils être stockés ?

Sous forme de pigments, de tanins ou de cellulose dans les thylakoïdes et les stomates
Sous forme d’ATP, de RH2 ou de dioxygène dans les vacuoles et les parois
Sous forme de glucides, de lipides ou de protéines dans les graines et les fruits
Sous forme de dioxyde de carbone, d’eau ou de lignine dans les feuilles et les racines

Sous forme de glucides, de lipides ou de protéines dans les graines et les fruits

Explication

Les produits photosynthétiques peuvent être transformés et stockés sous forme de glucides, de lipides ou de protéines dans des organes spécialisés, notamment les graines et les fruits. Les autres propositions confondent des réserves organiques avec des pigments, des gaz ou des intermédiaires énergétiques.

18. Comment évoluent l’amidon et le saccharose entre le jour et la nuit chez une plante ?

Le jour, les trioses forment du saccharose dans le chloroplaste et de l’amidon exporté par le phloème ; la nuit, le saccharose est hydrolysé
Le jour, les trioses forment de la cellulose dans le chloroplaste et du glucose exporté par le phloème ; la nuit, la cellulose est dégradée
Le jour, les trioses forment de l’amidon dans le chloroplaste et du saccharose exporté par le phloème ; la nuit, l’amidon est hydrolysé
Le jour, l’amidon est hydrolysé dans le chloroplaste et le saccharose reste stocké dans les vacuoles ; la nuit, les trioses sont produits

Le jour, les trioses forment de l’amidon dans le chloroplaste et du saccharose exporté par le phloème ; la nuit, l’amidon est hydrolysé

Explication

À la lumière, les trioses phosphates permettent la formation d’amidon dans le chloroplaste et de saccharose exporté dans le phloème. La nuit, l’amidon est hydrolysé afin d’alimenter la synthèse continue de saccharose.

19. Quelle est la fonction principale de la cellulose dans la plante ?

C’est un polymère de glucose qui rigidifie la paroi et bloque progressivement son extension
C’est un polymère de glucose qui renforce la paroi tout en restant compatible avec la croissance
C’est un polyphénol vacuolaire qui précipite les enzymes digestives des herbivores
C’est un pigment vacuolaire qui colore les pétales et attire les pollinisateurs

C’est un polymère de glucose qui renforce la paroi tout en restant compatible avec la croissance

Explication

La cellulose est un polymère de glucose constituant majeur de la paroi végétale ; elle lui confère solidité et élasticité. La lignine est plutôt associée à une rigidification et à une perte d’extensibilité de la paroi.

20. Comment les tanins contribuent-ils à la protection des plantes contre les herbivores ?

Ces polyphénols hydrosolubles, stockés dans les vacuoles, précipitent leurs enzymes digestives
Ces polymères pariétaux, déposés dans les cellules, augmentent l’élasticité des tissus
Ces glucides exportés par le phloème, accumulés dans les fruits, nourrissent les insectes
Ces pigments vacuolaires, stockés dans les pétales, facilitent la reconnaissance des fleurs

Ces polyphénols hydrosolubles, stockés dans les vacuoles, précipitent leurs enzymes digestives

Explication

Les tanins sont des polyphénols hydrosolubles accumulés dans les vacuoles et capables de précipiter les enzymes digestives des herbivores. Les pigments des pétales et l’attraction des pollinisateurs caractérisent plutôt les anthocyanes.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 41 flashcards sur Photosynthèse et devenir de la matière organique.

Qu'est-ce qu'un organisme autotrophe produit à partir de molécules minérales ?

L'ensemble de ses molécules organiques.

Quelle énergie utilise un organisme autotrophe pour produire ses molécules organiques ?

L'énergie lumineuse.

Que convertit la photosynthèse chez les organismes chlorophylliens ?

L'énergie lumineuse en énergie chimique.

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Approfondir avec la fiche

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