Lycée · Terminale · Spécialité SVT
Écologie des écosystèmes : flux de matière et d'énergie
Productivité primaire, réseaux trophiques et cycles biogéochimiques — programme de Terminale Spécialité SVT (thème Écologie et évolution)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 37 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 — 12 questions
Qu'est-ce qu'un écosystème ?
- A. L'ensemble des êtres vivants uniquement
- B. L'ensemble des êtres vivants et leur milieu abiotique
- C. Le milieu abiotique sans êtres vivants
- D. Un ensemble de chaînes alimentaires
Réponse
B. L'ensemble des êtres vivants et leur milieu abiotique — Un écosystème = biocénose (êtres vivants) + biotope (milieu abiotique).
Les végétaux verts sont des :
- A. Décomposeurs
- B. Consommateurs primaires
- C. Producteurs primaires
- D. Consommateurs secondaires
Réponse
C. Producteurs primaires — Les végétaux réalisent la photosynthèse ; ils sont les producteurs primaires (autotrophes).
Que mesure la Productivité Primaire Nette (PPN) ?
- A. La totalité de la photosynthèse
- B. La biomasse disponible pour les décomposeurs seulement
- C. La matière organique produite après soustraction de la respiration des autotrophes
- D. Le taux de respiration des végétaux
Réponse
C. La matière organique produite après soustraction de la respiration des autotrophes — PPN = PPB − respiration des autotrophes.
Quel est le rôle principal des décomposeurs ?
- A. Produire de l'énergie lumineuse
- B. Minéraliser la matière organique morte
- C. Chasser les proies
- D. Fixer le CO₂ atmosphérique
Réponse
B. Minéraliser la matière organique morte — Les décomposeurs transforment la matière organique morte en éléments minéraux réutilisables.
Dans un réseau trophique, les herbivores appartiennent au niveau :
- A. N1
- B. N2
- C. N3
- D. N4
Réponse
B. N2 — N1 = producteurs, N2 = consommateurs primaires (herbivores).
Quel gaz est fixé lors de la photosynthèse ?
- A. O₂
- B. N₂
- C. CO₂
- D. CH₄
Réponse
C. CO₂ — La photosynthèse capte le CO₂ atmosphérique pour synthétiser des glucides.
Quel pourcentage d'énergie est en moyenne transféré d'un niveau trophique au suivant ?
- A. 1 %
- B. 10 %
- C. 50 %
- D. 90 %
Réponse
B. 10 % — La règle des 10 % : seuls ~10 % de l'énergie passent d'un niveau trophique au suivant.
La biomasse est :
- A. Un type d'énergie lumineuse
- B. La masse de matière vivante à un instant donné
- C. Le volume d'eau dans un écosystème
- D. La quantité de CO₂ absorbée par an
Réponse
B. La masse de matière vivante à un instant donné — La biomasse est la masse totale de matière organique vivante.
Lequel de ces organismes est un décomposeur ?
- A. Criquet
- B. Grenouille
- C. Champignon saprophyte
- D. Phytoplancton
Réponse
C. Champignon saprophyte — Les champignons saprophytes dégradent la matière organique morte (décomposeurs).
Le biotope représente :
- A. L'ensemble des êtres vivants
- B. Le milieu physico-chimique (sol, eau, air)
- C. Les réseaux trophiques
- D. La décomposition de la tourbe
Réponse
B. Le milieu physico-chimique (sol, eau, air) — Le biotope est le milieu abiotique : température, lumière, eau, sol…
Quelle formule relie PPB, PPN et respiration des autotrophes ?
- A. PPN = PPB + R
- B. PPB = PPN + R
- C. R = PPB + PPN
- D. PPN = R − PPB
Réponse
B. PPB = PPN + R — PPB = PPN + R_auto, donc PPN = PPB − R_auto.
La loi du minimum de Liebig stipule que :
- A. La productivité dépend du facteur le plus abondant
- B. La productivité est limitée par le facteur le plus rare
- C. Les nutriments n'influencent pas la productivité
- D. La lumière est toujours le facteur limitant
Réponse
B. La productivité est limitée par le facteur le plus rare — Liebig : la productivité est limitée par le nutriment ou facteur le moins disponible.
Niveau moyen — 12 questions
La PPB d'un écosystème est 3 000 g MS·m⁻²·an⁻¹ et R_auto = 1 200 g MS·m⁻²·an⁻¹. Quelle est la PPN ?
- A. 1 200 g MS·m⁻²·an⁻¹
- B. 1 800 g MS·m⁻²·an⁻¹
- C. 4 200 g MS·m⁻²·an⁻¹
- D. 3 000 g MS·m⁻²·an⁻¹
Réponse
B. 1 800 g MS·m⁻²·an⁻¹ — PPN = PPB − R_auto = 3 000 − 1 200 = 1 800 g MS·m⁻²·an⁻¹.
Avec un rendement de 10 %, si N2 produit 500 kJ·m⁻²·an⁻¹, quelle est la productivité de N3 ?
- A. 5 000 kJ·m⁻²·an⁻¹
- B. 500 kJ·m⁻²·an⁻¹
- C. 50 kJ·m⁻²·an⁻¹
- D. 5 kJ·m⁻²·an⁻¹
Réponse
C. 50 kJ·m⁻²·an⁻¹ — Productivité N3 = 500 × 10/100 = 50 kJ·m⁻²·an⁻¹.
Quelle étape du cycle de l'azote transforme NH₄⁺ en NO₃⁻ ?
- A. Dénitrification
- B. Fixation
- C. Nitrification
- D. Ammonification
Réponse
C. Nitrification — La nitrification : NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ (bactéries nitrifiantes).
L'eutrophisation est causée principalement par :
- A. Un manque de CO₂
- B. Un excès de nutriments azotés et phosphorés
- C. Un excès d'O₂ dissous
- D. Une température trop basse
Réponse
B. Un excès de nutriments azotés et phosphorés — L'eutrophisation est due à un excès de N et P (engrais agricoles, eaux usées).
Dans la méthode des bouteilles claires/sombres, la bouteille sombre mesure :
- A. La photosynthèse brute
- B. La PPN
- C. La respiration seule
- D. La décomposition
Réponse
C. La respiration seule — Sombre = pas de lumière, donc pas de photosynthèse → seule la respiration est mesurée (ΔO₂ < 0).
Quel gaz à effet de serre est produit par la fermentation anaérobie de la matière organique ?
- A. CO₂
- B. O₂
- C. N₂
- D. CH₄
Réponse
D. CH₄ — La fermentation anaérobie produit du méthane (CH₄), gaz à effet de serre puissant.
Les bactéries Rhizobium permettent la fixation de :
- A. CO₂
- B. O₂
- C. N₂
- D. PO₄³⁻
Réponse
C. N₂ — Rhizobium fixe N₂ atmosphérique en ammonium (NH₄⁺) dans les nodosités des légumineuses.
Pourquoi les endothermes ont-ils des rendements écologiques plus faibles ?
- A. Ils ne respirent pas
- B. Ils consomment plus d'énergie pour maintenir leur température corporelle
- C. Ils se nourrissent moins
- D. Ils n'assimilent pas les lipides
Réponse
B. Ils consomment plus d'énergie pour maintenir leur température corporelle — Les animaux à sang chaud (oiseaux, mammifères) dépensent beaucoup d'énergie en thermorégulation, réduisant le rendement.
Quel est le compartiment principal de stockage du carbone sur Terre (long terme) ?
- A. Atmosphère
- B. Biomasse forestière
- C. Combustibles fossiles et sédiments
- D. Océan de surface
Réponse
C. Combustibles fossiles et sédiments — Les combustibles fossiles et sédiments contiennent la plus grande quantité de carbone stocké à long terme.
Le NDVI est calculé à partir des longueurs d'onde :
- A. Visible et ultraviolet
- B. Infrarouge proche et rouge
- C. Micro-ondes et infrarouge
- D. Visible seul
Réponse
B. Infrarouge proche et rouge — NDVI = (R_PIR − R_rouge) / (R_PIR + R_rouge) ; il utilise le proche infrarouge et le rouge.
Dans un écosystème marin, la dénitrification transforme NO₃⁻ en :
- A. NH₄⁺
- B. N₂
- C. NO₂⁻
- D. Protéines
Réponse
B. N₂ — La dénitrification restitue N₂ à l'atmosphère : NO₃⁻ → NO₂⁻ → N₂ (bactéries anaérobies).
La pyramide des biomasses est inversée dans certains écosystèmes aquatiques car :
- A. Les plantes sont absentes
- B. Les producteurs (phytoplancton) ont un taux de renouvellement très élevé
- C. Les consommateurs ne mangent pas les algues
- D. L'eau stocke plus d'énergie que la terre
Réponse
B. Les producteurs (phytoplancton) ont un taux de renouvellement très élevé — Le phytoplancton se reproduit très vite ; sa biomasse instantanée peut être faible malgré une grande productivité.
Niveau difficile — 13 questions
Un écosystème est dit 'puits de carbone' quand :
- A. PPB > R_éco totale
- B. PPB < R_éco totale
- C. PPN = 0
- D. PPB = PPN
Réponse
A. PPB > R_éco totale — Puits de carbone : la production totale (PPB) est supérieure à la respiration totale de l'écosystème → stockage net de carbone.
La NEP (Net Ecosystem Production) est définie comme :
- A. NEP = PPN − R_hétérotrophes
- B. NEP = PPB + R_auto
- C. NEP = PPN + R_hétérotrophes
- D. NEP = PPB − R_auto
Réponse
A. NEP = PPN − R_hétérotrophes — NEP = PPN − R_hétérotrophes = PPB − R_auto − R_hétérotrophes. Elle mesure le bilan net de carbone de l'écosystème.
La méthode des tourbillons turbulents (eddy covariance) mesure :
- A. La biomasse racinaire
- B. Les échanges nets de CO₂ entre l'écosystème et l'atmosphère
- C. La concentration en nitrates du sol
- D. Le rendement écologique entre deux niveaux
Réponse
B. Les échanges nets de CO₂ entre l'écosystème et l'atmosphère — L'eddy covariance calcule en continu les flux nets de CO₂ à partir des corrélations entre vitesse verticale du vent et concentration en CO₂.
Qu'implique une pyramide des biomasses inversée en milieu marin ?
- A. Les carnivores ont une biomasse nulle
- B. La productivité des producteurs est nulle
- C. La productivité annuelle des producteurs dépasse celle des consommateurs malgré une biomasse instantanée plus faible
- D. Le rendement écologique est > 50 %
Réponse
C. La productivité annuelle des producteurs dépasse celle des consommateurs malgré une biomasse instantanée plus faible — La biomasse instantanée du phytoplancton peut être faible si son renouvellement est très rapide ; la productivité annuelle reste élevée.
Dans un lacet alimentaire, l'omnivorie :
- A. Rend le réseau plus fragile
- B. Augmente la stabilité du réseau en diversifiant les flux d'énergie
- C. Supprime les décomposeurs
- D. Réduit la productivité primaire
Réponse
B. Augmente la stabilité du réseau en diversifiant les flux d'énergie — L'omnivorie crée des connexions supplémentaires dans le réseau ; si une proie disparaît, l'omnivore peut se reporter sur d'autres sources, stabilisant le réseau.
L'accumulation de polluants dans les graisses le long d'une chaîne trophique s'appelle :
- A. Eutrophisation
- B. Bioamplification (ou bioaccumulation)
- C. Nitrification
- D. Dénitrification
Réponse
B. Bioamplification (ou bioaccumulation) — La bioamplification : les polluants lipophiles (PCB, DDT…) se concentrent à chaque niveau trophique car le rendement d'énergie est faible mais celui des polluants est élevé.
Le procédé Haber-Bosch a permis de :
- A. Fixer biologiquement N₂ grâce à des bactéries
- B. Synthétiser industriellement NH₃ à partir de N₂ et H₂
- C. Éliminer les nitrates des eaux
- D. Augmenter la dénitrification microbienne
Réponse
B. Synthétiser industriellement NH₃ à partir de N₂ et H₂ — Haber-Bosch : N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ (sous pression et température élevées avec catalyseur Fe). Base de l'industrie des engrais azotés.
Quelle méthode est la plus adaptée pour estimer la PPN à l'échelle d'un continent ?
- A. Méthode des bouteilles claires/sombres
- B. Récolte de biomasse sur des parcelles
- C. Télédétection par satellite (NDVI)
- D. Dosage de l'O₂ dissous
Réponse
C. Télédétection par satellite (NDVI) — La télédétection (NDVI) permet d'estimer l'activité photosynthétique sur de grandes surfaces, inaccessible aux méthodes locales.
Que se passe-t-il au niveau de la décomposition dans une tourbière drainée ?
- A. Elle est totalement inhibée
- B. Elle s'accélère grâce à l'oxygène, libérant du CO₂
- C. Elle produit du méthane
- D. Elle est remplacée par la nitrification
Réponse
B. Elle s'accélère grâce à l'oxygène, libérant du CO₂ — Le drainage apporte de l'O₂ → décomposition aérobie accélérée → minéralisation de la tourbe → libération massive de CO₂.
Quel est l'effet d'un excès de nitrates sur un lac (eutrophisation) ?
- A. Augmentation de la biodiversité
- B. Bloom algal puis anoxie et mortalité piscicole
- C. Augmentation de la productivité durable
- D. Stimulation des décomposeurs anaérobies uniquement
Réponse
B. Bloom algal puis anoxie et mortalité piscicole — Bloom algal → mort des algues → décomposition aérobie intensive → consommation de tout l'O₂ dissous → anoxie → mort des poissons.
La sphaigne (Sphagnum) est une plante de tourbière dont la décomposition est lente car :
- A. Elle ne contient pas de carbone
- B. Les bactéries ne peuvent pas la dégrader car elle est toxique
- C. Les conditions acides et anaérobies de la tourbière inhibent les décomposeurs
- D. Elle n'est pas une source de matière organique
Réponse
C. Les conditions acides et anaérobies de la tourbière inhibent les décomposeurs — Le pH acide (< 4) et l'anoxie de la tourbière inhibent les enzymes des décomposeurs, ralentissant fortement la minéralisation.
Le rendement écologique entre deux niveaux peut être > 10 % pour les ectothermes car :
- A. Ils ne respirent pas
- B. Ils consomment moins d'énergie en thermorégulation, donc en perdent moins
- C. Ils ont une plus grande biomasse
- D. Ils se nourrissent uniquement de végétaux
Réponse
B. Ils consomment moins d'énergie en thermorégulation, donc en perdent moins — Les ectothermes (reptiles, poissons, insectes) ne dépensent pas d'énergie à maintenir une température corporelle constante → meilleur rendement.
Le terme 'flux de carbone' désigne :
- A. La quantité de carbone stockée dans un compartiment
- B. Le déplacement de carbone entre compartiments (biomasse ou atmosphère) par unité de temps
- C. La concentration de CO₂ dans l'atmosphère
- D. La masse totale de carbone organique du sol
Réponse
B. Le déplacement de carbone entre compartiments (biomasse ou atmosphère) par unité de temps — Un flux est un transfert par unité de temps (ex. : t C·ha⁻¹·an⁻¹), à distinguer du stock (quantité stockée à un instant donné).
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