QCM : Principes des écosystèmes et cycles (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels organismes peuvent agir comme décomposeurs dans un écosystème ?

Des plantes, des algues et des producteurs qui fixent le carbone par photosynthèse
Des champignons, des bactéries et des détritivores comme les vers de terre ou certains insectes
Des herbivores, des carnivores et des prédateurs qui consomment des organismes vivants
Des bactéries, des plantes et des animaux qui produisent de la matière par photosynthèse

Des champignons, des bactéries et des détritivores comme les vers de terre ou certains insectes

Explication

Les décomposeurs comprennent les champignons, les bactéries et des détritivores, notamment les vers de terre et les insectes. Les producteurs photosynthétiques fabriquent de la matière organique, mais ne constituent pas les catégories de décomposeurs visées ici.

2. Quels éléments sont associés dans un écosystème ?

Un milieu physique et ses flux d’énergie, sans communautés d’organismes vivants
Des organismes vivants et leur environnement physique, dans un système qui échange et transforme matière et énergie
Des populations d’organismes et leurs prédateurs, sans transformation de matière
Des organismes vivants et leurs ressources alimentaires, sans échanges avec leur environnement physique

Des organismes vivants et leur environnement physique, dans un système qui échange et transforme matière et énergie

Explication

Un écosystème associe les organismes vivants à leur environnement physique et implique des échanges et transformations de matière et d’énergie. Un ensemble limité aux organismes et à leurs relations alimentaires omet le milieu physique et les échanges avec celui-ci.

3. Quel rôle ont joué les cyanobactéries associées aux stromatolites il y a environ 2,7 Ga ?

Elles ont réalisé la respiration aérobie et consommé de l’O₂.
Elles ont oxydé le fer et formé directement des dépôts de fer.
Elles ont réalisé la photosynthèse et produit de l’O₂.
Elles ont favorisé le volcanisme et libéré du CO₂.

Elles ont réalisé la photosynthèse et produit de l’O₂.

Explication

Les cyanobactéries associées aux stromatolites pratiquaient la photosynthèse, qui a produit de l’O₂. L’oxydation du fer et la formation de dépôts sont associées à la Grande Oxydation, survenue plus tard.

4. Si des producteurs fixent 120 unités de matière et en consomment 45 par respiration, quelle est leur production primaire nette ?

75 unités, car la respiration est retranchée de la production brute
120 unités, car la production nette correspond à toute la fixation
45 unités, car la production nette correspond à la respiration
165 unités, car la respiration est ajoutée à la production brute

75 unités, car la respiration est retranchée de la production brute

Explication

La production primaire nette se calcule en retranchant la respiration des producteurs à la production brute, soit NPP=120−45=75NPP = 120 - 45 = 75 unités. La valeur de 120 unités correspond à la production brute avant cette soustraction.

5. Que devient la matière morte au cours de la décomposition ?

Elle est transformée en énergie chimique, puis stockée sous forme de matière minérale
Elle est fragmentée et transformée chimiquement, puis minéralisée en nutriments inorganiques
Elle est assimilée directement par les plantes, puis convertie en matière organique animale
Elle est fragmentée physiquement, puis convertie en nutriments organiques par minéralisation

Elle est fragmentée et transformée chimiquement, puis minéralisée en nutriments inorganiques

Explication

La décomposition de matières mortes comme les feuilles ou les excréments comprend fragmentation physique, transformations chimiques et minéralisation en nutriments inorganiques. La minéralisation ne produit donc pas des nutriments organiques.

6. Quelle affirmation distingue la production primaire brute de la production primaire nette ?

La production brute correspond à toute la matière fixée, tandis que la production nette est la biomasse restante après la respiration des producteurs
La production brute mesure la respiration des producteurs, tandis que la production nette mesure la matière consommée par les herbivores
La production brute mesure la matière décomposée, tandis que la production nette correspond à la matière transférée aux décomposeurs
La production brute correspond à la biomasse restante, tandis que la production nette inclut toute la matière fixée avant respiration

La production brute correspond à toute la matière fixée, tandis que la production nette est la biomasse restante après la respiration des producteurs

Explication

La production primaire brute comprend toute la matière fixée par les producteurs, et la production primaire nette correspond à ce qui reste après leur respiration. Confondre la production brute avec la biomasse restante inverse précisément ces deux notions.

7. Un écosystème fixe davantage de carbone qu’il n’en rejette par respiration : comment interpréter le signe de sa production nette ?

Sa NEP est négative et l’écosystème constitue un puits de carbone
Sa NEP est nulle et l’écosystème constitue une source de carbone
Sa NEP est positive et l’écosystème constitue un puits de carbone
Sa NEP est positive et l’écosystème constitue une source de carbone

Sa NEP est positive et l’écosystème constitue un puits de carbone

Explication

Lorsque la fixation dépasse la respiration, la production nette de l’écosystème est positive et le carbone est capté : l’écosystème est un puits. Une NEP négative correspond au cas opposé, où la respiration dépasse la fixation.

8. Pour expliquer pourquoi deux litières se décomposent à des rythmes différents, quels facteurs faut-il examiner ?

La température, le vent, la disponibilité en oxygène et la diversité des consommateurs
L’humidité, la quantité de matière morte, le pH et l’abondance des herbivores
La lumière, la salinité, la profondeur du sol et la communauté des producteurs
La température, l’humidité, la qualité du substrat et la communauté de décomposeurs

La température, l’humidité, la qualité du substrat et la communauté de décomposeurs

Explication

La décomposition dépend notamment de la température, de l’humidité, de la qualité du substrat — dont le rapport C/N et la teneur en lignine — et de la communauté de décomposeurs. La diversité des producteurs ou l’abondance des herbivores ne remplace pas ces facteurs indiqués.

9. Comment l’océan de surface et l’océan profond se distinguent-ils dans le cycle du carbone ?

L’océan de surface stocke le carbone à long terme, tandis que l’océan profond participe aux échanges rapides.
Les deux océans participent aux échanges rapides, tandis que le stockage à long terme se fait dans l’atmosphère.
Les deux océans assurent le stockage à long terme, tandis que les échanges rapides se font dans les sols.
L’océan de surface participe aux échanges rapides, tandis que l’océan profond stocke le carbone à long terme.

L’océan de surface participe aux échanges rapides, tandis que l’océan profond stocke le carbone à long terme.

Explication

L’océan de surface est associé aux échanges rapides de carbone, alors que l’océan profond constitue un réservoir de stockage à long terme. Inverser ces rôles confond la dynamique de la surface avec celle du stockage profond.

10. Un milieu contient peu de phytoplancton à un instant donné, mais celui-ci produit rapidement de la nouvelle matière : quelle interprétation est correcte ?

La biomasse est faible, mais la productivité peut être élevée, car elle mesure un flux de production
La biomasse et la productivité sont nécessairement faibles, car elles mesurent toutes deux un stock
La biomasse et la productivité sont élevées, car elles mesurent toutes deux un flux de matière
La biomasse est élevée, mais la productivité est faible, car elle mesure un stock de matière

La biomasse est faible, mais la productivité peut être élevée, car elle mesure un flux de production

Explication

La biomasse est un stock présent, tandis que la productivité est un flux correspondant à un taux de production ; un phytoplancton peu abondant peut donc produire rapidement. Assimiler la productivité à un stock conduirait à conclure à tort qu’elle est nécessairement faible.

11. Quelle comparaison décrit le devenir de la matière et de l’énergie dans un écosystème ?

La matière et l’énergie suivent toutes deux un flux unidirectionnel jusqu’à leur dissipation
La matière et l’énergie se recyclent toutes deux dans les cycles biogéochimiques
La matière se dissipe principalement en chaleur, tandis que l’énergie change de compartiment et se recycle
La matière change de forme et se recycle, tandis que l’énergie entre surtout comme lumière puis se dissipe en chaleur

La matière change de forme et se recycle, tandis que l’énergie entre surtout comme lumière puis se dissipe en chaleur

Explication

La matière circule entre formes et compartiments dans les cycles biogéochimiques, alors que l’énergie est convertie puis dissipée en chaleur. L’énergie ne se recycle donc pas comme la matière.

12. Quelle caractéristique décrivait l’atmosphère de la Terre primitive, il y a environ 4,5 Ga ?

Elle contenait peu d’oxygène libre et peu de CO₂, dans un contexte dominé par les océans.
Elle était dépourvue d’oxygène libre et de CO₂, avec une activité volcanique limitée.
Elle contenait déjà beaucoup d’oxygène libre et peu de CO₂, malgré un volcanisme important.
Elle était dépourvue d’oxygène libre et riche en CO₂, dans un contexte de volcanisme important.

Elle était dépourvue d’oxygène libre et riche en CO₂, dans un contexte de volcanisme important.

Explication

La Terre primitive se caractérisait par l’absence d’oxygène libre, une forte teneur en CO₂ et un volcanisme marqué. Une atmosphère riche en oxygène libre correspond à une étape ultérieure de l’évolution de la Terre.

13. Dans le cycle simplifié de l’azote, quelle séquence décrit le passage des formes inorganiques vers leur recyclage ?

Les plantes assimilent NH₄⁺ et NO₃⁻, l’azote entre dans la biomasse, puis les détritus sont minéralisés en nutriments inorganiques
Les plantes convertissent la biomasse en NH₄⁺ et NO₃⁻, puis les animaux assimilent ces formes avant la décomposition des détritus
Les plantes assimilent NH₄⁺ et NO₃⁻, l’azote entre dans la biomasse, puis les détritus sont transformés en formes organiques par minéralisation
Les animaux assimilent directement NH₄⁺ et NO₃⁻, l’azote passe aux plantes, puis les détritus libèrent des nutriments inorganiques

Les plantes assimilent NH₄⁺ et NO₃⁻, l’azote entre dans la biomasse, puis les détritus sont minéralisés en nutriments inorganiques

Explication

Les plantes assimilent les formes inorganiques NH₄⁺ et NO₃⁻, qui passent ensuite dans la biomasse des plantes et des animaux ; la décomposition et la minéralisation des détritus les restituent sous forme inorganique. La minéralisation ne transforme pas les détritus en formes organiques.

14. Lorsqu’on décrit les processus du cycle global du carbone, quel ensemble comprend à la fois des échanges biologiques, géologiques et humains ?

Photosynthèse, combustion, décomposition, échanges air-mer, sédimentation, volcanisme et activités humaines.
Photosynthèse, respiration, décomposition, échanges air-mer, érosion, volcanisme et activités humaines.
Photosynthèse, respiration, décomposition, échanges air-mer, sédimentation, volcanisme et activités humaines.
Photosynthèse, respiration, évaporation, échanges air-mer, sédimentation, volcanisme et activités humaines.

Photosynthèse, respiration, décomposition, échanges air-mer, sédimentation, volcanisme et activités humaines.

Explication

Le cycle global du carbone comprend ces processus biologiques, les échanges air-mer, la sédimentation, le volcanisme et les activités humaines. L’érosion est un processus apparenté, mais elle ne remplace pas la sédimentation dans la liste des processus visés.

15. Quel métabolisme caractérisait les premiers organismes apparus il y a environ 3,5 Ga ?

Un métabolisme anaérobie chez des organismes eucaryotes.
Un métabolisme anaérobie chez des organismes procaryotes.
Un métabolisme aérobie chez des organismes procaryotes.
Un métabolisme photosynthétique chez des organismes eucaryotes.

Un métabolisme anaérobie chez des organismes procaryotes.

Explication

Les premiers organismes étaient des procaryotes à métabolisme anaérobie. Le métabolisme aérobie dépend de l’oxygène et n’est pas celui qui caractérisait ces organismes primitifs.

16. Dans un écosystème, quelle proposition distingue correctement sa structure de ses processus ?

La structure décrit les cycles de nutriments, tandis que les processus recensent les producteurs et les consommateurs
La structure désigne la décomposition, tandis que les processus regroupent les communautés et les décomposeurs
La structure correspond aux flux d’énergie, tandis que les processus désignent l’environnement physique
La structure regroupe les composants présents, tandis que les processus désignent leurs transformations et transferts

La structure regroupe les composants présents, tandis que les processus désignent leurs transformations et transferts

Explication

La structure concerne l’organisation des producteurs, consommateurs, décomposeurs, communautés et éléments physiques ; les processus comprennent notamment production, respiration et décomposition. Les cycles de nutriments sont des processus, et non des composants structurels.

17. Quel changement caractérise la Grande Oxydation, il y a environ 2,4 Ga ?

La hausse de l’O₂ atmosphérique a favorisé l’oxydation du fer et la formation de dépôts de fer.
La hausse du CO₂ atmosphérique a favorisé l’oxydation du fer et la formation de dépôts de fer.
La baisse de l’O₂ atmosphérique a favorisé la réduction du fer et la dissolution des dépôts de fer.
La hausse de l’O₂ atmosphérique a favorisé la formation de dépôts de carbone dans les océans.

La hausse de l’O₂ atmosphérique a favorisé l’oxydation du fer et la formation de dépôts de fer.

Explication

La Grande Oxydation a entraîné une hausse de l’O₂ atmosphérique, l’oxydation du fer et la formation de dépôts de fer. Une hausse du CO₂ ne décrit pas le changement atmosphérique caractéristique de cet événement.

18. Une quantité de carbone est transférée chaque année d’un compartiment forestier vers le sol : comment qualifier ces éléments ?

La quantité présente à un instant est un flux, son transfert annuel est un stock, la forêt est le puits et le sol la source
La quantité présente à un instant est un puits, son transfert annuel est une source, la forêt est le stock et le sol le flux
La quantité présente à un instant est un stock, son transfert annuel est un flux, la forêt est la source et le sol le puits
La quantité présente à un instant est une source, son transfert annuel est un puits, la forêt est le flux et le sol le stock

La quantité présente à un instant est un stock, son transfert annuel est un flux, la forêt est la source et le sol le puits

Explication

Un stock mesure une quantité présente à un moment donné, tandis qu’un flux mesure un transfert par unité de temps ; la source émet le flux et le puits le reçoit. Le sol reçoit ici le carbone, il constitue donc le puits plutôt que la source.

19. Lequel de ces choix réunit des réservoirs du carbone global et donne la concentration atmosphérique approximative de CO₂ ?

Atmosphère, végétation, sols, roches sédimentaires et manteau terrestre ; environ 4 200 ppm dans l’atmosphère.
Atmosphère, végétation, sols, roches sédimentaires et océans ; environ 42 ppm dans l’atmosphère.
Atmosphère, végétation, sols, roches sédimentaires et océans ; environ 420 ppm dans l’atmosphère.
Atmosphère, végétation, sols, roches ignées et océans ; environ 420 ppm dans l’atmosphère.

Atmosphère, végétation, sols, roches sédimentaires et océans ; environ 420 ppm dans l’atmosphère.

Explication

Le carbone global se répartit notamment entre l’atmosphère, la végétation, les sols, les roches sédimentaires et les océans, avec environ 420 ppm de CO₂ atmosphérique. Une concentration de 42 ppm sous-estime fortement la valeur indiquée.

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Qu’associe un écosystème dans un système d’échanges et de transformations ?

Des organismes vivants et leur environnement physique.

Quels éléments composent la structure d’un écosystème ?

Les producteurs, les consommateurs, les décomposeurs, les communautés et l’environnement physique.

Quels processus caractérisent le fonctionnement d’un écosystème ?

La production, la respiration, la décomposition, les transferts trophiques et les cycles des nutriments.

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