Autotrophie Carbonée et RuBisCO
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Questions and Answers

Quel processus permet la transformation des acides aminés en ammoniaque?

  • Ammonification (correct)
  • Protéolyse
  • Humification
  • Nitrification

Quelle voie bactériologique est responsable de la formation du nitrate?

  • Nitratation (correct)
  • Nitrosation
  • Dénitrification
  • Ammonification

Quel est le principal limitant pour la croissance des végétaux concernant l'utilisation de l'azote?

  • L'acidité du sol
  • La décomposition des débris végétaux
  • La quantité d'azote dans le sol
  • La forme d'azote disponible (correct)

Quel type de décomposition est principalement dû à la matière animale?

<p>Ammonification (B)</p> Signup and view all the answers

Quels sont les produits de la nitrification dans l'ordre correct?

<p>NH4+ → NO2- → NO3- (D)</p> Signup and view all the answers

Quel type de décomposition est considérée comme lente et implique des débris végétaux?

<p>Humification (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des bactéries Nitrosomonas sp. dans le sol?

<p>Produire des nitrites (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle forme d'azote est principalement absorbée par la plupart des végétaux?

<p>Nitrate (NO3-) (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal produit de la photolyse de l'eau dans le processus photosynthétique?

<p>Oxygène (C)</p> Signup and view all the answers

Quel processus utilise l'énergie de la glycolyse dans l'assimilation des nitrates?

<p>Réduction de nitrate (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle du cotransporteur nitrate/proton au niveau de l'épiderme racinaire?

<p>Il permet l'importation de nitrates en expulsant des protons. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle enzyme est responsable de la transformation du nitrate (NO3-) en nitrite (NO2-)?

<p>Nitrate réductase (D)</p> Signup and view all the answers

Quel organisme est associé à la cyanobactérie Nostoc dans les forêts boréales?

<p>Pleurozium schreberi (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale des hétérocystes dans l'association fougère-Anabaena?

<p>Fixation d'azote (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le produit final de la réduction complète du nitrate dans la plante?

<p>Ammonium (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la glutamine synthase dans l'assimilation de l'azote?

<p>Elle consomme de l'ATP pour intégrer NH4+ sur la glutamine. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel acide aminé est principalement synthétisé grâce à la voie GS/GOGAT?

<p>Glutamate (D)</p> Signup and view all the answers

Quels éléments sont nécessaires pour réduire un ion NO3 - en NH4+?

<p>NADH et H+ (B)</p> Signup and view all the answers

Où se déroule la réduction du nitrite en ammonium dans la cellule végétale?

<p>Dans les chloroplastes (C)</p> Signup and view all the answers

Quel effet la mort de la fougère Azolla a-t-elle sur son environnement aquatique?

<p>Relargage d'azote (B)</p> Signup and view all the answers

Quel rôle joue le NADPH dans le cycle de synthèse des acides aminés?

<p>Il fournit des électrons pour la réduction des composés. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel mécanisme est impliqué dans le transport du nitrate dans la plante?

<p>Cotransport avec protons (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les plantes actinorhiziennes associées aux bactéries Frankia?

<p>Aulnes (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la carbamylation dans l'activation de la RuBisCO?

<p>Elle diminue l'affinité de la RuBisCO pour le RuBP. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact de l'évapotranspiration sur la circulation du nitrate dans la plante?

<p>Elle augmente le stockage de nitrate dans la vacuole. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel facteur aide à éjecter l'inhibiteur de la RuBisCO le matin?

<p>La thiorédoxine ferredoxine. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est un des signes d'une carence en azote chez les plantes?

<p>Jaunissement des feuilles. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle molécule est considérée comme essentielle pour la synthèse de la chlorophylle?

<p>L'azote. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet d'un excès d'azote sur les plantes?

<p>Feuillage abondant et vert sombre. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle enzyme du cycle de Calvin est régulée par l'oligomérisation?

<p>Glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'importance de l'autotrophie dans la biosphère?

<p>Elle contribue au cycle du carbone. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel effet a une bonne nutrition azotée sur la plante?

<p>Assure un bon développement racinaire. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des actinorhizes formées par les bactéries Frankia ?

<p>Elles fixent l'azote dans les racines des plantes. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact de la symbiose entre Frankia et les racines des plantes actinorhiziennes ?

<p>Elle permet de fixer jusqu'à 450 kg d'azote par hectare et par an. (C)</p> Signup and view all the answers

Comment les poils racinaires réagissent-ils à l'inoculation par Frankia ?

<p>Ils se déforment et créent des cavités. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de plante est principalement associé aux légumineuses pour la fixation de l'azote ?

<p>Les rizhobactéries. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel composant sécrète la plante pour attirer les bactéries dans le cas des légumineuses ?

<p>Des flavonoïdes. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale différence entre la symbiose formée par Frankia et celle formée par les légumineuses ?

<p>La symbiose avec Frankia génère des nodules dans les racines. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le pourcentage d'apport en azote des plantes actinorhiziennes ?

<p>70%-100% (B)</p> Signup and view all the answers

Quel effet est observé sur les bactéries Frankia lorsqu'elles se trouvent dans les nodules des racines ?

<p>Elles deviennent des bactéroïdes. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel rôle joue la protéine NodD dans la reconnaissance des flavonoïdes?

<p>Elle fixe le flavonoïde et se fixe sur l'ADN bactérien. (B)</p> Signup and view all the answers

Comment la rhizobactérie sélectionne-t-elle les flavonoïdes?

<p>Par reconnaissance spécifique d'un type de flavonoïde. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction des protéines NodA, NodB et NodC dans les rhizobactéries?

<p>Elles participent à la biosynthèse du facteur Nod. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment le facteur Nod est-il perçu par la plante?

<p>Par des récepteurs sur la surface des racines. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel processus se produit lorsque la bactérie entre dans la plante?

<p>Elle pénètre entre la membrane plasmique et la paroi végétale. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel élément déclenche l'adhésion des bactéries aux racines de la plante?

<p>Les concentrations croissantes de flavonoïdes. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel processus de maturation est initié par la reconnaissance du facteur Nod?

<p>Une déformation du poil racinaire. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'importance du promoteur nodbox dans le processus?

<p>Il active l'opéron nod pour la synthèse de protéines. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Ammonification

Processus de transformation de la matière organique azotée en ammoniaque (NH3). Ce processus est effectué par des bactéries et des champignons, et il est essentiel pour la libération de l'azote dans le sol.

Nitrification

Processus d'oxydation de l'ammoniaque (NH3) en nitrate (NO3-) par des bactéries spécifiques. C'est une étape cruciale pour la disponibilité de l'azote pour les plantes.

Azote organique

Formae d'azote présente dans les molécules organiques, telles que les protéines, les acides aminés et les acides nucléiques. Il est indisponible pour les plantes jusqu'à ce qu'il soit minéralisé.

Minéralisation

Processus de transformation de l'azote organique en formes minérales (ammoniaque et nitrate) disponibles pour les plantes. Elle implique la décomposition de la matière organique par les micro-organismes.

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Protéolyse

Dégradation des protéines en acides aminés. C'est la première étape du processus de minéralisation de l'azote.

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Azote ammoniacal (NH4+)

Forme réduite de l'azote. Il peut être absorbé par quelques plantes, mais est souvent retenu dans le sol.

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Azote nitrique (NO3-)

Forme oxydée de l'azote. C'est la forme d'azote la plus abondante et la plus facilement absorbable par les plantes dans le sol.

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Humus

Fraction stable de la matière organique du sol provenant de la décomposition lente de la matière organique végétale (cellulose, lignine, tanins).

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Flavonoïde

Une molécule spécifique qui permet à une rhizobactérie de reconnaître un type de plante, comme un haricot ou un petit pois.

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NodD

Une protéine qui permet aux rhizobactéries de détecter et de s'accrocher aux flavonoïdes.

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Promoteur nodbox

Une séquence d'ADN spécifique que la protéine NodD reconnaît après avoir capté le flavonoïde.

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Opéron nod

Un groupe de gènes qui code pour les protéines NodA, NodB et NodC.

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Facteur Nod

Une molécule produite par les rhizobactéries qui est reconnue par les plantes.

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Poils absorbants

Petites extensions sur les racines des plantes qui absorbent l'eau et les nutriments.

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Hydrolyse de la paroi végétale

Le processus par lequel la bactérie dégrade la paroi de la cellule végétale pour pénétrer.

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Invagination de la membrane plasmique

Le processus par lequel la membrane plasmique de la plante se plie pour enfermer la bactérie.

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Photolyse de l'eau

Le processus par lequel l'eau est décomposée en oxygène, protons (H+) et électrons, fournissant l'énergie nécessaire à la photosynthèse.

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Cycle de Calvin

Une série de réactions chimiques qui utilisent l'énergie du soleil captée par la photosynthèse pour convertir le dioxyde de carbone en sucre.

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Système GS/GOGAT

Un système enzymatique qui permet d'intégrer l'ammoniac (NH4+) dans des acides aminés, notamment le glutamate.

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Assimilation des nitrates

Transformation des nitrates (NO3-) en ammonium (NH4+), puis incorporation dans des acides aminés pour la croissance des plantes.

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Fixation de l'azote

Le processus par lequel l'azote gazeux (N2) de l'atmosphère est transformé en ammonium (NH4+), une forme utilisable par les plantes.

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Association symbiotique

Une relation étroite et bénéfique entre deux organismes différents, par exemple une plante et une bactérie.

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Cyanobactéries

Des bactéries photosynthétiques capables de fixer l'azote atmosphérique.

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Actinomycètes

Des bactéries filamenteuses symbiotiques avec certaines plantes, comme l'aulne, et capables de fixer l'azote.

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Absorption du nitrate

Le nitrate est absorbé par les racines via un cotransporteur nitrate/proton. Ce processus nécessite de l'ATP pour pomper des protons hors de la cellule, créant un gradient qui favorise l'entrée du nitrate.

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Circulation du nitrate

Le nitrate absorbé par les racines se déplace vers le cortex et la stèle, puis vers la sève brute du xylème. Une partie du nitrate peut être stockée dans la vacuole des racines, tandis que le reste est transporté vers les feuilles.

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Rôle de la nitrate réductase

La nitrate réductase est l'enzyme qui catalyse la première étape de l'assimilation du nitrate, transformant le nitrate en nitrite. Cette enzyme est localisée dans le cytosol.

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Rôle de la nitrite réductase

La nitrite réductase est l'enzyme qui catalyse la deuxième étape de l'assimilation du nitrate, transformant le nitrite en ammoniaque. Cette enzyme est localisée dans les chloroplastes.

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Incorporation de l'ammoniaque

L'ammoniaque (NH4+) est incorporé dans des composés organiques, notamment les acides aminés, via la voie glutamine synthase/GOGAT. Cette voie utilise de l'ATP et des électrons pour convertir l'ammoniaque en glutamate.

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Stockage du nitrate

En l'absence d'évapotranspiration, le nitrate peut être stocké dans les vacuoles des racines. Cela permet de maintenir une réserve d'azote pour une utilisation ultérieure.

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Carbamylation de la RuBisCO

Processus d'activation de la RuBisCO qui implique l'ajout d'un groupement carbamoyle à un résidu lysine du site actif de l'enzyme.

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Rubisco activase

Enzyme qui catalyse la carbamylation de la RuBisCO, permettant son activation.

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Glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase (GAPDH)

Enzyme qui peut se présenter sous forme active ou inactive, contrôlant la vitesse du cycle de Calvin.

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Carence en azote

Manque d'azote dans la plante, conduisant à un jaunissement des feuilles et une croissance ralentie.

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Excès d'azote

Trop d'azote dans la plante, conduisant à une croissance disproportionnée, des feuilles vertes foncées et un retard de la floraison.

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Nutrition azotée

Apport d'azote essentiel pour la plante, utilisé dans la synthèse de nombreuses molécules vitales.

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Signaux hormonaux

Les cytokinines, des hormones végétales, aident à réguler la taille des racines en réponse à la présence d'azote.

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Actinorhizes

Ce sont des nodules formés sur les racines de certaines plantes grâce à une symbiose avec des bactéries du genre Frankia. Ces nodules permettent la fixation de l'azote atmosphérique.

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Frankia

Un genre de bactéries qui se trouve dans les actinorhizes, permettant la fixation de l'azote atmosphérique en symbiose avec certaines plantes, comme les aulnes.

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Nodules

Ce sont des structures sphériques qui se développent sur les racines des plantes lors de la symbiose avec des bactéries comme Frankia ou les Rhizobium. Ils abritent les bactéries responsables de la fixation de l'azote.

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Symbiose

Une relation étroite et bénéfique entre deux organismes différents. Dans le cas de la fixation de l'azote, la plante fournit un habitat et des nutriments à la bactérie, et la bactérie fournit de l'azote à la plante.

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Plantes actinorhiziennes

Ce sont des plantes qui forment des actinorhizes, des nodules sur leurs racines, en symbiose avec des bactéries du genre Frankia. Ces plantes sont capables de fixer l'azote atmosphérique.

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Test de nodulation

Il s'agit d'une méthode pour déterminer si une plante est capable de former des nodules en présence de bactéries du genre Frankia.

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Bactérioïdes

Ce sont des formes différenciées de bactéries Rhizobium dans les nodules des légumineuses. Ils fixent l'azote atmosphérique.

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Study Notes

Autotrophie Carbonée

  • La RuBisCO a une forte affinité pour le RuBP, mais le RuBP reste trop longtemps dans le site actif.
  • La carbamylation d'un résidu Lysine du site actif modifie la RuBisCO de manière covalente, formant un complexe carbamate-Mg2.
  • Cette modification diminue l'affinité de la RuBisCO pour le RuBP, accélérant le cycle catalytique.
  • La nuit, l'activité de la RuBisCO est inhibée. Le matin, le système thioredoxine-ferredoxine éjecte l'inhibiteur, puis la carbamylation de la lysine permet l'ajout d'un ion Mg2+, activant la RuBisCO.
  • Le système ferrédoxine/thioredoxine est important pour l'activation de la Rubisco.
  • La glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase (GAPDH) détermine l'activité de la Rubisco.
  • Le cycle de Calvin comprend 3 enzymes principales (phase 2 : réduction et phase 3 : régénération RuBP).
  • La Fructose-1,6-bis phosphatase et l'ATPase/pompe à proton sont impliquées dans la synthèse de l'amidon et de l'ATP.
  • L'autotrophie carbonée est essentielle pour le cycle du carbone dans la biosphère.
  • Le carbone est principalement présent dans les roches sédimentaires.
  • Les combustibles fossiles contiennent une quantité importante de carbone.

Autotrophie Azotée

  • L'azote représente 2 à 3% de la matière sèche des plantes.
  • Il est présent dans les acides aminés, les protéines, les nucléotides, les acides nucléiques, les chlorophylles, les hormones (cytokinines, auxines), et les alcaloïdes.
  • La carence en azote provoque une chlorose (jaunissement des feuilles) et une diminution de la croissance.
  • L'excès d'azote provoque une croissance végétative excessive et un développement racinaire réduit.
  • Les signaux hormonaux, telles que les cytokinines, régulent la taille des racines en fonction de la présence d'azote.
  • L'ammonification et la nitrification sont des processus bactériens importants pour la conversion de l'azote.
  • La décomposition des animaux et des matières végétales libère de l'ammoniaque.
  • La décomposition des déchets végétaux forme l'humus.
  • L'autotrophie azotée joue un rôle crucial dans l'alimentation des plantes en azote.
  • L'absorption du nitrate par les plantes se fait par un cotransporteur nitrate/proton.
  • Le nitrate est stocké dans la vacuole et exporté via le xylème.
  • L'assimilation racinaire du nitrate est importante, ainsi que l'assimilation foliaire.
  • La nitrogénase est le complexe enzymatique impliqué dans la réduction du nitrate.

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Description

Ce quiz explore les mécanismes de l'autotrophie carbonée, en mettant l'accent sur la fonction et la régulation de la RuBisCO. Découvrez comment la carbamylation et les systèmes de thioredoxine influencent le cycle de Calvin ainsi que la synthèse de l'amidon. Testez vos connaissances sur les différentes enzymes impliquées et leur rôle crucial dans la photosynthèse.

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