Ressources · Terminale · Spécialité SVT
Plante productrice de matière organique : photosynthèse
Photosynthèse dans les parties aériennes : bilan et origine du dioxygène, pigments chlorophylliens, chromatographie et spectres, photolyse de l’eau et réduction du CO₂ dans le chloroplaste, devenir des sucres (cellulose, lignine, amidon, saccharose, lipides, protéines), métabolites secondaires (anthocyanes, tanins) et usages humains.
À propos de cette page
Les 36 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
Où se déroule la phase photochimique de la photosynthèse ?
- A. Dans les membranes des thylakoïdes
- B. Dans le stroma du chloroplaste
- C. Dans la matrice des mitochondries
- D. Dans le cytoplasme des cellules du phloème
Réponse
A. Dans les membranes des thylakoïdes — Les pigments qui captent la lumière sont insérés dans les membranes des thylakoïdes ; le stroma est le siège de la réduction du CO₂.
Quelle molécule est la source du dioxygène libéré par la photosynthèse ?
- A. Le dioxyde de carbone
- B. Le glucose
- C. L’eau
- D. La chlorophylle
Réponse
C. L’eau — Le O₂ provient de la photolyse de l’eau, comme le montrent les marquages à l’oxygène 18.
Quelle enzyme fixe le CO₂ dans le stroma ?
- A. L’ATP synthase
- B. La Rubisco
- C. L’amylase
- D. La cellulase
Réponse
B. La Rubisco — La Rubisco fixe le CO₂ sur une molécule organique au début du cycle de Calvin.
Le saccharose est formé :
- A. de deux molécules de glucose
- B. de milliers de glucoses en chaîne ramifiée
- C. de composés phénoliques assemblés
- D. d’un glucose et d’un fructose
Réponse
D. d’un glucose et d’un fructose — Le saccharose est un diholoside, glucose + fructose ; l’amidon est une chaîne ramifiée de glucoses, la lignine un polymère phénolique.
Quel réactif révèle la présence d’amidon ?
- A. Le carmin, qui colore en rose
- B. Le vert d’iode, qui colore en vert
- C. Le rouge Soudan III, qui colore en orangé
- D. L’eau iodée, qui devient bleu-noir
Réponse
D. L’eau iodée, qui devient bleu-noir — L’eau iodée colore l’amidon en bleu-noir ; le carmin et le vert d’iode révèlent la cellulose et la lignine, le Soudan III les lipides.
Sur une coupe colorée au carmin-vert d’iode, le carmin colore en rose :
- A. les parois cellulosiques
- B. les parois lignifiées
- C. les grains d’amidon
- D. les gouttelettes de lipides
Réponse
A. les parois cellulosiques — Le carmin colore la cellulose en rose ; le vert d’iode colore la lignine en vert ; l’amidon se révèle à l’eau iodée, les lipides au Soudan III.
Les anthocyanes qui colorent les pétales sont :
- A. des réserves de glucides
- B. des enzymes de la réduction du CO₂
- C. des métabolites secondaires
- D. des pigments qui captent la lumière pour la photosynthèse
Réponse
C. des métabolites secondaires — Les anthocyanes ne participent pas à la photosynthèse : ce sont des métabolites secondaires qui attirent les pollinisateurs.
Dans quel organite l’amidon de réserve d’un tubercule est-il stocké ?
- A. Le chloroplaste
- B. L’amyloplaste
- C. La mitochondrie
- D. Le noyau
Réponse
B. L’amyloplaste — Les amyloplastes des organes de réserve accumulent l’amidon ; le chloroplaste ne stocke que l’amidon transitoire des feuilles.
Le rapport frontal (Rf) d’un pigment est égal à :
- A. la distance du front du solvant ÷ celle du pigment
- B. la distance du pigment ÷ celle du front du solvant
- C. la distance du front du solvant − celle du pigment
- D. la durée de migration ÷ la distance du pigment
Réponse
B. la distance du pigment ÷ celle du front du solvant — Rf = distance parcourue par le pigment ÷ distance parcourue par le front du solvant : il est compris entre 0 et 1.
Un spectre d’action de la photosynthèse représente :
- A. l’absorbance d’une solution de pigments selon la longueur d’onde
- B. la teneur en chlorophylle des feuilles selon les espèces
- C. la couleur de la lumière renvoyée par la feuille
- D. l’intensité de la photosynthèse selon la longueur d’onde reçue
Réponse
D. l’intensité de la photosynthèse selon la longueur d’onde reçue — Il mesure l’activité (O₂ dégagé, CO₂ absorbé) à énergie égale ; le spectre d’absorption mesure, lui, la lumière absorbée par les pigments.
Dans le stroma, le CO₂ est :
- A. réduit en sucres grâce au RH₂ et à l’ATP
- B. oxydé en dioxygène grâce à la lumière
- C. stocké sous forme de gaz dans les thylakoïdes
- D. décomposé par la photolyse avec l’eau
Réponse
A. réduit en sucres grâce au RH₂ et à l’ATP — La réduction du CO₂ (cycle de Calvin) consomme le RH₂ et l’ATP fournis par la phase photochimique.
Les tanins des feuilles :
- A. captent la lumière avec les chlorophylles
- B. transportent les sucres vers les racines
- C. se lient aux protéines et freinent les herbivores
- D. forment la charpente des parois cellulaires
Réponse
C. se lient aux protéines et freinent les herbivores — Composés phénoliques, ils rendent les feuilles peu digestibles (effet antiphytophage) ; ils sont aussi antibactériens et antioxydants.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Une plante produit 36 g de glucose (180 g/mol). Quelle masse de CO₂ (44 g/mol) a-t-elle fixée ?
- A. 8,8 g
- B. 38,4 g
- C. 52,8 g
- D. 316,8 g
Réponse
C. 52,8 g — n(glucose) = 36 ÷ 180 = 0,2 mol ; n(CO₂) = 6 × 0,2 = 1,2 mol ; m = 1,2 × 44 = 52,8 g. 8,8 g oublie le facteur 6 ; 38,4 g est la masse de O₂ libéré.
Un pigment migre de 3,4 cm pendant que le front du solvant avance de 8,5 cm. Son rapport frontal vaut :
- A. 0,4
- B. 2,5
- C. 0,34
- D. 0,51
Réponse
A. 0,4 — Rf = 3,4 ÷ 8,5 = 0,4. Un Rf est toujours inférieur à 1 : 2,5 correspond au rapport inversé.
Un tubercule de pomme de terre placé à l’obscurité produit des tiges blanches qui grandissent. Leur croissance est possible grâce :
- A. à la photosynthèse réalisée par les tiges blanches
- B. au CO₂ absorbé par les racines
- C. à la lignine du tubercule
- D. à l’hydrolyse de l’amidon du tubercule
Réponse
D. à l’hydrolyse de l’amidon du tubercule — Sans lumière ni chlorophylle, pas de photosynthèse : l’amidon de réserve est hydrolysé et fournit sucres et énergie.
Dans l’équation 6 CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O, pourquoi écrit-on 12 H₂O à gauche ?
- A. Pour tenir compte de l’eau transpirée par la feuille
- B. Pour que tout le O₂ libéré provienne de l’eau
- C. Pour équilibrer les atomes de carbone du glucose
- D. Parce que l’eau est l’accepteur final d’électrons
Réponse
B. Pour que tout le O₂ libéré provienne de l’eau — Les 6 O₂ contiennent 12 atomes d’oxygène, tous issus de l’eau : il faut 12 H₂O. L’oxygène du CO₂ se retrouve dans le glucose et dans les 6 H₂O formées.
Engelmann éclaire une algue filamenteuse avec une lumière décomposée par un prisme. Les bactéries aérobies se regroupent surtout :
- A. dans les zones rouge et bleue
- B. dans la zone verte et jaune
- C. dans la zone jaune et orangée
- D. au-delà du rouge, dans l’infrarouge
Réponse
A. dans les zones rouge et bleue — Elles se regroupent là où l’algue dégage le plus de O₂, aux longueurs d’onde absorbées par les chlorophylles.
Quelle observation montre que la réduction du CO₂ n’utilise pas directement la lumière ?
- A. À la lumière, des chloroplastes sans CO₂ dégagent du O₂ avec un accepteur
- B. La fixation du CO₂ cesse quelques secondes après l’extinction de la lumière
- C. À l’obscurité, des chloroplastes fixent du CO₂ si on leur donne RH₂ et ATP
- D. Des bactéries aérobies s’accumulent face au rouge et au bleu d’un spectre
Réponse
C. À l’obscurité, des chloroplastes fixent du CO₂ si on leur donne RH₂ et ATP — Avec du RH₂ et de l’ATP fournis, la fixation du CO₂ a lieu sans lumière (Arnon et son équipe, 1 958) : elle ne dépend de la lumière que par ces produits. L’expérience de Hill montre autre chose : la libération de O₂ ne dépend pas de la fixation du CO₂ ; l’arrêt à l’obscurité montre le couplage, Engelmann le spectre d’action.
Quelle masse de O₂ (32 g/mol) libère la photolyse de 0,72 g d’eau (18 g/mol) ?
- A. 1,28 g
- B. 0,64 g
- C. 0,32 g
- D. 0,72 g
Réponse
B. 0,64 g — n(H₂O) = 0,72 ÷ 18 = 0,04 mol ; 2 H₂O → 1 O₂ : 0,02 mol ; 0,02 × 32 = 0,64 g. 1,28 g compte un O₂ par H₂O.
Une plante éclairée dispose de CO₂ et d’eau, mais son sol est privé de nitrates. Elle peut fabriquer :
- A. des protéines, grâce à l’azote contenu dans le CO₂ de l’air
- B. des acides aminés, grâce à l’azote de l’eau
- C. aucune molécule organique, ni sucres ni protéines
- D. des sucres, mais peu d’acides aminés et de protéines
Réponse
D. des sucres, mais peu d’acides aminés et de protéines — Le carbone des sucres vient du CO₂ ; l’azote des acides aminés vient des ions du sol : sans nitrates, la synthèse des protéines est limitée.
L’amidon et la cellulose sont deux polymères de glucose. Ce qui les distingue :
- A. l’amidon est soluble dans l’eau, alors que la cellulose est insoluble
- B. l’amidon est fait dans les racines, la cellulose dans les feuilles
- C. la cellulose contient de l’azote, l’amidon n’en contient pas
- D. l’amidon, ramifié, sert de réserve ; la cellulose, linéaire, de structure
Réponse
D. l’amidon, ramifié, sert de réserve ; la cellulose, linéaire, de structure — Tous deux sont insolubles ; l’amidon est stocké puis hydrolysé selon les besoins, la cellulose forme la charpente des parois.
Sous une lumière de 550 nm, une algue verte dégage 6 % de son maximum de O₂ (valeur choisie). On en déduit que la lumière verte :
- A. n’est absorbée par aucun pigment
- B. est peu absorbée, mais un peu utilisée
- C. est le maximum d’absorption de la chlorophylle
- D. bloque la photolyse de l’eau
Réponse
B. est peu absorbée, mais un peu utilisée — Le spectre d’action est faible dans le vert, mais pas nul : un peu de cette lumière est absorbée et utilisée.
Une coupe de graine de ricin, colorée au rouge Soudan III, montre de nombreuses gouttelettes rouge orangé. La graine stocke :
- A. des lipides
- B. de l’amidon
- C. de la cellulose
- D. des tanins
Réponse
A. des lipides — Le Soudan III colore les lipides ; l’amidon se révèle à l’eau iodée, la cellulose au carmin.
Le piment produit dans ses fruits la capsaïcine, qui brûle la bouche des mammifères mais pas celle des oiseaux. Les rongeurs broient les graines ; les oiseaux les avalent entières et les dispersent. Cette molécule :
- A. attire les rongeurs, qui dispersent mieux les graines
- B. sert de réserve de sucres à la graine qui germe
- C. repousse les rongeurs sans gêner les oiseaux disperseurs
- D. capte la lumière pour la photosynthèse du fruit
Réponse
C. repousse les rongeurs sans gêner les oiseaux disperseurs — La capsaïcine, métabolite secondaire, éloigne les consommateurs qui détruisent les graines (interaction compétitive) et laisse les fruits aux oiseaux qui les dispersent (interaction mutualiste), d’après Tewksbury et Nabhan (2 001).
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Pourquoi l’ancien nom de « phase obscure » donné au cycle de Calvin est-il trompeur ?
- A. Il se déroule dans les thylakoïdes, là où la lumière est captée
- B. Il produit le dioxygène libéré par la photosynthèse
- C. Il n’a lieu que la nuit, jamais le jour
- D. Il dépend du RH₂ et de l’ATP produits à la lumière
Réponse
D. Il dépend du RH₂ et de l’ATP produits à la lumière — La réduction du CO₂ n’utilise pas directement la lumière, mais elle consomme le RH₂ et l’ATP de la phase photochimique : elle s’arrête à l’obscurité.
Pourquoi les feuilles nous apparaissent-elles vertes ?
- A. La chlorophylle émet elle-même de la lumière verte au soleil
- B. Le vert, peu absorbé, est surtout réfléchi ou transmis
- C. Les chlorophylles absorbent surtout la lumière verte du soleil
- D. Les caroténoïdes absorbent tout le rouge
Réponse
B. Le vert, peu absorbé, est surtout réfléchi ou transmis — Les chlorophylles absorbent le bleu-violet et le rouge ; la lumière verte, peu absorbée, parvient à notre œil.
Laquelle de ces molécules n’est PAS un polymère de glucose ?
- A. La lignine
- B. L’amidon
- C. La cellulose
- D. L’amylopectine
Réponse
A. La lignine — La lignine est un polymère de composés phénoliques ; l’amylopectine est l’un des constituants de l’amidon.
Une algue rouge vit en profondeur, où l’eau ne laisse passer presque que la lumière bleu-vert. Ses pigments accessoires absorbent surtout :
- A. le rouge, comme le pic principal de la chlorophylle a
- B. l’infrarouge, qui pénètre le plus loin dans l’eau
- C. le bleu-vert, seule lumière disponible à cette profondeur
- D. aucune lumière, car elle vit sans photosynthèse
Réponse
C. le bleu-vert, seule lumière disponible à cette profondeur — Seule la lumière absorbée est utilisée : là où ne parvient que le bleu-vert, des pigments accessoires qui l’absorbent (la phycoérythrine des algues rouges) élargissent la gamme utilisée et transmettent l’énergie à la chlorophylle a.
Un épi de maïs cueilli jeune a des grains sucrés ; laissé sur la plante, il donne des grains durs et farineux. Entre-temps, dans les grains :
- A. l’amidon a été hydrolysé en sucres solubles
- B. le saccharose reçu a été transformé en amidon
- C. les sucres ont été transformés en lignine
- D. la photosynthèse des grains a produit de l’amidon
Réponse
B. le saccharose reçu a été transformé en amidon — Organe puits, le grain reçoit du saccharose par la sève élaborée et le stocke sous forme d’amidon, insoluble, dans l’albumen : le grain mûr est farineux et peu sucré.
Un élève affirme : « Un métabolite secondaire est une molécule inutile à la plante. » Quelle réponse est correcte ?
- A. Il a raison : ces molécules sont des déchets du métabolisme
- B. Il a raison : elles ne servent qu’aux usages de l’être humain
- C. Il a tort : ce sont des réserves de glucides pour l’hiver
- D. Il a tort : ces molécules servent aux interactions avec d’autres espèces
Réponse
D. Il a tort : ces molécules servent aux interactions avec d’autres espèces — Non indispensables aux fonctions de base de la cellule, les métabolites secondaires assurent l’attraction des pollinisateurs et la défense contre les herbivores.
On mesure le Rf d’un pigment après 10 min puis après 20 min de migration, dans le même solvant. Les deux valeurs :
- A. sont égales : le Rf ne dépend pas de la durée
- B. doublent, car le pigment a migré deux fois plus loin
- C. diminuent, car le front a avancé plus vite que le pigment
- D. ne peuvent pas être comparées, car les durées diffèrent
Réponse
A. sont égales : le Rf ne dépend pas de la durée — Le Rf caractérise un pigment dans un solvant donné, quelle que soit la durée : c’est pour cela qu’on l’utilise.
Le saccharose est la forme de transport des glucides dans la plante car :
- A. il est insoluble dans l’eau
- B. c’est un polymère très ramifié
- C. il est soluble et peu réactif
- D. il est fabriqué dans les racines
Réponse
C. il est soluble et peu réactif — Soluble, le saccharose circule dans la sève élaborée ; peu réactif, il n’est pas transformé pendant le trajet. Il est produit dans les feuilles.
La racine de carotte, organe souterrain, est riche en carotènes. Ces pigments :
- A. y permettent la photosynthèse grâce à la lumière du sol
- B. prouvent que la racine reçoit de la lumière
- C. ne servent pas ici à la photosynthèse
- D. sont absorbés tels quels depuis le sol
Réponse
C. ne servent pas ici à la photosynthèse — Sous terre, sans lumière ni chloroplastes fonctionnels, ces carotènes ne servent pas à la photosynthèse : la racine les fabrique à partir des sucres reçus.
La lignine du bois provient de la photosynthèse :
- A. indirectement : elle est faite à partir de molécules issues des sucres
- B. directement : c’est le premier produit de la réduction du CO₂
- C. pas du tout : ses constituants sont prélevés dans le sol
- D. seulement la nuit, à partir de l’amidon transitoire
Réponse
A. indirectement : elle est faite à partir de molécules issues des sucres — La réduction du CO₂ donne des sucres ; la lignine, polymère phénolique, est fabriquée dans les tissus à partir de molécules issues du métabolisme des sucres.
Un élève écrit : « Le coton et l’amidon de maïs sont des métabolites secondaires. » Son erreur :
- A. le coton est une protéine et l’amidon un lipide
- B. ce sont des minéraux prélevés dans le sol
- C. ces molécules ne sont pas issues du glucose
- D. ce sont des produits du métabolisme de base
Réponse
D. ce sont des produits du métabolisme de base — Le coton est surtout de la cellulose (paroi) et l’amidon une réserve : ils relèvent du métabolisme de base. La morphine du pavot est, elle, un métabolite secondaire.
Dans les marquages à l’¹⁸O, quel résultat aurait réfuté l’idée que le O₂ vient de l’eau ?
- A. Un O₂ marqué quand seule l’eau est enrichie en ¹⁸O
- B. Un O₂ marqué quand seul le CO₂ est enrichi en ¹⁸O
- C. Un glucose marqué quand le CO₂ est enrichi en ¹⁸O
- D. Une eau formée marquée quand le CO₂ est enrichi
Réponse
B. Un O₂ marqué quand seul le CO₂ est enrichi en ¹⁸O — Si le O₂ suivait le marquage du CO₂, il viendrait du CO₂. Les trois autres résultats sont ceux qu’on observe.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
Prof de SVT à Marseille · Cours particuliers au lycée · Aide aux devoirs