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Enseignement scientifique 1ʳᵉ

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De la photosynthèse à l'énergie des êtres vivants

Conversion biologique de l'énergie solaire, rendement de la photosynthèse, biomasse, respiration et fermentation, combustibles fossiles (programme d'enseignement scientifique de 1re)

À propos de cette page
Ce QCM sur « De la photosynthèse à l'énergie des êtres vivants » en première teste tes connaissances en enseignement scientifique de manière interactive. Les questions, classées par niveau (facile, moyen, difficile), respectent le programme officiel de première. Au programme : L'essentiel, La photosynthèse, conversion biologique de l'énergie solaire, Une faible part de l'énergie solaire convertie : feuille et planète, De la biomasse à l'énergie de tous les êtres vivants. À chaque réponse, une explication détaillée t'aide à comprendre tes erreurs et à mémoriser l'essentiel. Idéal pour s'auto-évaluer rapidement, réviser avant un contrôle ou consolider ses acquis. Quiz gratuit conçu par un professeur particulier à Marseille pour progresser en enseignement scientifique en première.

Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !

Les 24 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile — 8 questions
  1. Quels sont les réactifs de la photosynthèse ?

    • A. Dioxyde de carbone, eau et sels minéraux
    • B. Glucose, dioxygène et sels minéraux
    • C. Dioxygène, eau et matière organique du sol
    • D. Dioxyde de carbone et glucose uniquement
    Réponse

    A. Dioxyde de carbone, eau et sels minéraux — La photosynthèse fabrique de la matière organique à partir de matière minérale : CO₂ de l'air, eau et sels minéraux du sol.

  2. À l'échelle de la planète, quelle part de la puissance solaire disponible la photosynthèse utilise-t-elle ?

    • A. Environ 30 %
    • B. Environ 10 %
    • C. Environ 0,1 %
    • D. Environ 0,01 %
    Réponse

    C. Environ 0,1 % — Les organismes chlorophylliens utilisent environ 0,1 % de la puissance solaire totale disponible.

  3. Sous quelle forme l'énergie est-elle stockée dans la biomasse ?

    • A. Énergie lumineuse
    • B. Énergie chimique
    • C. Énergie thermique
    • D. Énergie nucléaire
    Réponse

    B. Énergie chimique — La photosynthèse convertit l'énergie lumineuse en énergie chimique, contenue dans les molécules organiques.

  4. Quels organismes réalisent la photosynthèse ?

    • A. Tous les êtres vivants
    • B. Les animaux et les champignons
    • C. Uniquement les plantes à fleurs
    • D. Les organismes chlorophylliens
    Réponse

    D. Les organismes chlorophylliens — Plantes, algues et cyanobactéries, qui possèdent de la chlorophylle ; les animaux et les champignons n'en réalisent pas.

  5. Parmi ces substances, laquelle est produite par une fermentation ?

    • A. Le dioxygène de l'air
    • B. L'éthanol
    • C. Le glucose
    • D. La chlorophylle
    Réponse

    B. L'éthanol — La fermentation alcoolique des levures transforme le glucose en éthanol et en CO₂.

  6. Quel gaz la respiration cellulaire consomme-t-elle ?

    • A. Le dioxygène
    • B. Le dioxyde de carbone
    • C. Le diazote
    • D. Le méthane
    Réponse

    A. Le dioxygène — La respiration consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone et de l'eau.

  7. Pourquoi les combustibles fossiles sont-ils dits non renouvelables ?

    • A. Ils ne contiennent pas de carbone
    • B. Ils ne proviennent pas du vivant
    • C. Leur combustion ne libère aucune énergie
    • D. Ils se forment en millions d'années
    Réponse

    D. Ils se forment en millions d'années — Leur formation dure des millions d'années, alors qu'on épuise un gisement en quelques décennies.

  8. De quoi le charbon est-il principalement issu ?

    • A. De roches volcaniques refroidies
    • B. De plancton marin accumulé
    • C. De végétaux terrestres enfouis
    • D. De squelettes d'animaux marins
    Réponse

    C. De végétaux terrestres enfouis — Le charbon provient de végétaux accumulés dans des marécages ; le pétrole et le gaz proviennent surtout du plancton.

Niveau moyen — 8 questions
  1. Une plante reçoit 5,2×106 J d'énergie lumineuse et en stocke 6,5×104 J sous forme chimique. Son rendement photosynthétique vaut :

    • A. 1,25 %
    • B. 12,5 %
    • C. 0,125 %
    • D. 8,0 %
    Réponse

    A. 1,25 % — r = 6,5 × 10⁴ / 5,2 × 10⁶ = 0,0125, soit 1,25 %.

  2. Une surface reçoit un éclairement constant de 250 W/m² pendant 2 h. L'énergie reçue par mètre carré vaut :

    • A. 500 J
    • B. 500 kJ
    • C. 1,8 MJ
    • D. 3 000 kJ
    Réponse

    C. 1,8 MJ — E = P × Δt = 250 × 7 200 = 1,8 × 10⁶ J = 1,8 MJ : la durée doit être convertie en secondes.

  3. Une feuille reçoit 4,0 W ; elle en réfléchit 10 % et en transmet 5 %. La puissance qu'elle absorbe vaut :

    • A. 0,60 W
    • B. 3,4 W
    • C. 3,8 W
    • D. 3,6 W
    Réponse

    B. 3,4 W — Part absorbée : 100 − 10 − 5 = 85 % ; 0,85 × 4,0 = 3,4 W.

  4. Un gisement de pétrole s'est formé en 5 millions d'années ; il sera épuisé en 50 ans. Par rapport à son exploitation, sa formation a été :

    • A. 1 million de fois plus lente
    • B. 1 000 fois plus lente
    • C. 10 000 fois plus lente
    • D. 100 000 fois plus lente
    Réponse

    D. 100 000 fois plus lente — 5 × 10⁶ / 50 = 10⁵ : la formation a été 100 000 fois plus lente.

  5. Une prairie produit 0,40 kg de matière sèche par m², chaque gramme contenant 18 kJ. L'énergie chimique stockée par m² vaut :

    • A. 7,2 kJ
    • B. 7,2 MJ
    • C. 72 MJ
    • D. 0,72 MJ
    Réponse

    B. 7,2 MJ — 400 g × 18 kJ/g = 7 200 kJ = 7,2 MJ : il faut convertir 0,40 kg en grammes.

  6. Des levures sont placées dans du jus de pomme, dans une cuve fermée où le dioxygène est épuisé. Elles :

    • A. fermentent le sucre en éthanol et CO₂
    • B. cessent toute activité, faute de la moindre énergie
    • C. réalisent la photosynthèse
    • D. respirent en absorbant du CO₂
    Réponse

    A. fermentent le sucre en éthanol et CO₂ — Sans dioxygène, les levures réalisent la fermentation alcoolique : c'est le principe de la fabrication du cidre.

  7. Le bois sec libère environ 17 MJ par kilogramme lors de sa combustion. L'énergie libérée par 3,0 kg de bois vaut :

    • A. 5,7 MJ
    • B. 20 MJ
    • C. 5,1 MJ
    • D. 51 MJ
    Réponse

    D. 51 MJ — 17 × 3,0 = 51 MJ : c'est l'énergie chimique stockée par photosynthèse dans le bois.

  8. Combien de molécules de CO₂ la photosynthèse consomme-t-elle pour produire une molécule de glucose C₆H₁₂O₆ ?

    • A. 1
    • B. 3
    • C. 6
    • D. 12
    Réponse

    C. 6 — Le glucose contient 6 atomes de carbone, tous issus du CO₂ : 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

Niveau difficile — 8 questions
  1. Une feuille absorbe environ 80 % de la lumière qu'elle reçoit. On peut en conclure que :

    • A. l'essentiel de cette énergie devient chaleur ou évaporation
    • B. son rendement photosynthétique est proche de 80 %
    • C. elle stocke 80 % de l'énergie reçue dans son glucose
    • D. elle ne réfléchit ni ne transmet la moindre radiation lumineuse
    Réponse

    A. l'essentiel de cette énergie devient chaleur ou évaporation — Absorber n'est pas stocker : la feuille ne convertit que 1 à 2 % de l'énergie reçue en énergie chimique ; le reste de l'absorbé échauffe la feuille ou sert à l'évapotranspiration.

  2. Pourquoi la photosynthèse utilise-t-elle environ 0,1 % de l'énergie solaire à l'échelle du globe, contre 1 à 2 % pour une feuille éclairée ?

    • A. Une feuille a un meilleur rendement la nuit que le jour
    • B. Le rayonnement qui arrive sur les feuilles est plus intense
    • C. Une grande partie du globe n'a pas de végétation active
    • D. Le calcul planétaire compte deux fois l'énergie réfléchie
    Réponse

    C. Une grande partie du globe n'a pas de végétation active — Océans pauvres en sels minéraux, déserts, glaces, nuits et hivers abaissent fortement la moyenne planétaire.

  3. Une plante verte respire :

    • A. uniquement la nuit, quand la photosynthèse cesse
    • B. le jour comme la nuit, dans toutes ses cellules
    • C. jamais, car la photosynthèse la remplace
    • D. uniquement dans ses racines
    Réponse

    B. le jour comme la nuit, dans toutes ses cellules — La respiration est permanente ; le jour, elle est masquée par la photosynthèse, plus intense.

  4. La fermentation libère moins d'énergie que la respiration, pour une même quantité de glucose, car :

    • A. elle se déroule plus lentement que la respiration
    • B. elle ne concerne que les bactéries, jamais les champignons
    • C. elle consomme davantage de dioxygène
    • D. ses produits contiennent encore de l'énergie
    Réponse

    D. ses produits contiennent encore de l'énergie — La dégradation est incomplète : l'éthanol ou l'acide lactique conservent la majeure partie de l'énergie chimique du glucose. Les levures, qui fermentent, sont des champignons.

  5. Un élève écrit : « La photosynthèse produit de l'énergie. » Pourquoi est-ce inexact ?

    • A. Elle consomme plus d'énergie qu'elle n'en reçoit
    • B. Elle convertit l'énergie lumineuse sans en créer
    • C. Elle ne fait intervenir aucune forme d'énergie
    • D. Seule la respiration cellulaire est capable d'en produire
    Réponse

    B. Elle convertit l'énergie lumineuse sans en créer — L'énergie se conserve : la photosynthèse la fait passer de la forme lumineuse à la forme chimique. La respiration n'en crée pas non plus.

  6. Brûler du bois de chauffage rejette du CO₂. Quelle affirmation est exacte ?

    • A. Ce carbone avait été prélevé dans l'air par photosynthèse
    • B. La combustion fabrique ce carbone à partir du dioxygène
    • C. Ce carbone a été puisé dans le sol par les racines de l'arbre
    • D. Le bois ne rejette que de la vapeur d'eau, jamais de CO₂
    Réponse

    A. Ce carbone avait été prélevé dans l'air par photosynthèse — Le carbone du bois provient du CO₂ atmosphérique fixé par photosynthèse ; les racines prélèvent de l'eau et des sels minéraux, pas du carbone.

  7. Un champignon, dépourvu de chlorophylle, tire son énergie :

    • A. de la lumière captée par ses spores
    • B. de la chaleur dégagée par le sol où il pousse
    • C. de la photosynthèse de ses cellules
    • D. de la matière organique qu'il dégrade
    Réponse

    D. de la matière organique qu'il dégrade — Sans chlorophylle, il dépend de la biomasse produite par photosynthèse : il en libère l'énergie chimique par respiration ou fermentation.

  8. Pourquoi les débris végétaux d'une forêt actuelle ne deviennent-ils généralement pas du charbon ?

    • A. Ils ne contiennent pas assez de carbone
    • B. Ils sont trop récents pour être enfouis un jour
    • C. Ils sont décomposés dans un sol riche en dioxygène
    • D. Les arbres actuels ne réalisent plus la photosynthèse
    Réponse

    C. Ils sont décomposés dans un sol riche en dioxygène — En milieu aéré, les décomposeurs dégradent la matière organique ; seule une accumulation dans un milieu pauvre en dioxygène, puis un enfouissement, permet la fossilisation.

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