La nitrogénase et les nodules

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Questions and Answers

Quel est le rôle principal des transporteurs ABCC1 et ABCC2 dans les plantes?

Transporter des phytochélatines dans la vacuole (correct)

Synthétiser le glutathion

Réduire l'arsenic oxydé

Augmenter l'absorption de phosphate

Quelle est la conséquence d'une mutation des transporteurs ACC1 et ACC2?

Les plantes se développent normalement

Les plantes deviennent résistantes aux métaux lourds

Les plantes deviennent sensibles aux métaux lourds (correct)

Les plantes augmentent la production de phytochelatines

Comment l'arsenic est-il réduit dans les plantes avant d'être éliminé?

Par l'arsenic réductase (correct)

Par la PC synthase

Par l'hydrolyse des glucides

Par des enzymes de détoxification

Quel est le minimum de molécules de gammaGlu-Cys formées dans les phytochélatines?

2 Signup and view all the answers

Quel composé l'arsenic confond la plante avant d'être incorporé dans le cytosol?

Phosphate Signup and view all the answers

Quel est le produit initial de la réduction du sulfate dans les chloroplastes?

Sulfite Signup and view all the answers

Quel rôle joue l'acétylcoenzyme A dans la synthèse de la cystéine?

Elle est une source de sérine pour la réaction. Signup and view all the answers

Quelle enzyme est impliquée dans la transformation de l'APS en sulfide?

APS réductase Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui stimule l'activité de la sérine acétyltransférase?

La production de sulfite Signup and view all the answers

Quelle fonction a le sulfide produit par la voie de réduction?

Il favorise l'oligomérisation des enzymes. Signup and view all the answers

Quel est l'impact d'une augmentation du taux de cystéine dans le cycle de production?

Il bloque les voies A et B. Signup and view all the answers

Quelle source d'énergie est utilisée par les feuilles pour l'assimilation des sulfates?

Oxydation de l'eau Signup and view all the answers

Quel est le devenir principal du nitrate dans les conditions favorables aux parties aériennes?

Il est métabolisé en acides aminés. Signup and view all the answers

Pourquoi les jeunes feuilles sont-elles prioritaires dans l'assimilation du soufre?

Elles ont un besoin accru de soufre. Signup and view all the answers

Dans quelles conditions le nitrate est-il le plus souvent stocké dans la vacuole?

Lorsque la plante est soumise à une sécheresse. Signup and view all the answers

Quelle est la première étape de la réduction du nitrate?

Réduction en nitrite par la nitrate réductase. Signup and view all the answers

Quel est le produit de la protonation du NH3 dans un milieu acide ?

NH4+ Signup and view all the answers

Quelle est la quantité d'azote fixée par des organismes libres ?

1-5 kg N/ha/an Signup and view all the answers

Quel acide aminé est formé à partir du nitrite dans le plaste?

Ammonium. Signup and view all the answers

Quel rôle jouent les légumineuses dans l'amélioration de la qualité du sol ?

Elles libèrent de l'azote dans le sol. Signup and view all the answers

Quel pourcentage de la matière sèche des végétaux est constitué de soufre?

0,2% à 0,3%. Signup and view all the answers

Quel est le mécanisme par lequel le nitrate est absorbé par la plante ?

Transport actif avec l'aide d'un transporteur proton Signup and view all the answers

Quel rôle joue la méthionine dans la régulation de l'homéostasie redox cellulaire?

Elle capture les espèces réactives d'oxygène. Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des glucosinolates dans les brassicacées ?

Dissuader les prédateurs Signup and view all the answers

Quelles sont les espèces qui établissent des symbioses utiles pour le reboisement en Afrique occidentale ?

Casuarin et Eleagnus Signup and view all the answers

Quelle est la conséquence d'une carence en soufre sur le développement végétal?

Elle impacte négativement la nutrition des plantes. Signup and view all the answers

Quelles sont les deux formes sous lesquelles le soufre est présent dans les acides aminés?

Sulfydryl et thioether. Signup and view all the answers

Quelle est la concentration en protéines couramment trouvée dans les légumineuses ?

30 à 40% Signup and view all the answers

Comment la myrosinase contribue-t-elle à la résistance des brassicacées ?

En hydrolysant les glucosinolates Signup and view all the answers

Quel type de sol est amélioré par l'utilisation de légumineuses comme engrais vert ?

Sol désertifié Signup and view all the answers

Quelle est la conséquence de l'hydrolyse des glucosinolates par la myrosinase ?

Production d'isothiocyanates Signup and view all the answers

Quel est l'impact de la pompe à protons sur l'environnement racinaire ?

Elle crée un gradient de protons. Signup and view all the answers

Quel insecte est connu pour sa tolérance aux isothiocyanates ?

Chenille Pieris brassicae Signup and view all the answers

Quelle forme de soufre est la plus abondante dans le sol ?

Soufre organique Signup and view all the answers

Quels insectes aspirent les glucosinolates des brassicacées ?

Pucerons Signup and view all the answers

Quelles sont les conséquences de l'apport de soufre par pollution aérienne ?

Apport important avant les années 1990 Signup and view all the answers

Quel est un effet des engrais phosphatés sur le soufre dans le sol ?

Absence de soufre Signup and view all the answers

Quel est le rôle des sulfobactéries dans le processus de combustion du charbon?

Elles utilisent le soufre comme source d'énergie. Signup and view all the answers

Quelles sont les sources de pollution de soufre mentionnées?

Industrie, ménages et trafic motorisé. Signup and view all the answers

Quel changement a été observé concernant la pollution par le soufre après les années 1990?

La pollution par le soufre a été réduite. Signup and view all the answers

Comment le sulfate entre-t-il dans la plante?

Via un transporteur de sulfate qui nécessite des protons. Signup and view all the answers

Quel effet la réduction de la pollution par le soufre a-t-elle eu sur le sol?

Créé des carences en soufre dans le sol. Signup and view all the answers

Quel est le rôle du symporteur protons/sulfate?

Il permet l'entrée du sulfate dans la racine de la plante. Signup and view all the answers

Quel est l'effet des pluies acides causées par le soufre sur les plantes?

Elles ravagent les plantes. Signup and view all the answers

Quelle particularité triphase existe entre le soufre et les plantes?

Le soufre des plantes provient presque entièrement de la pollution. Signup and view all the answers

Study Notes

La nitrogénase

L'hydrogène est un sous-produit de la nitrogénase.
Les nodules contiennent des cellules végétales qui permettent aux bactéries de se différencier en bactéroides.
Une membrane cytoplasmique s'invagine dans les cellules nodulaires pour récupérer des vésicules.
Les nodules sont des grosses boules apparues à partir des racines.
Le cortex se divise et crée des cellules spéciales pour produire les nodules.
Les nodules contiennent de l'hémoglobine végétale.
L'hémoglobine lie l'oxygène et assure un environnement anaérobie partiel, nécessaire pour l'action de l'enzyme qui fixe l'azote.
Les nodosités/nodules résultent de la symbiose rhizobienne et se forment sur les racines de nombreuses plantes (notamment les Fabacées).
Les actinorhizes se forment sur l'action de bactéries du genre Frankia.
Dans cette relation symbiotique, les plantes fournissent des composés carbonés et les bactéries des composés azotés (produits à partir de l'azote atmosphérique).
Les bactéries synthétisent l'enzyme nitrogénase pour fixer l'azote, une enzyme absente des plantes eucaryotes.
La bactérie possède sa propre membrane plasmique qui crée une différence de potentiel nécessaire pour le transport des nutriments.
L'azote moléculaire (N2) pénètre dans les bactéries et est transformé en ammoniac (NH3) qui sort ensuite.
L'ammoniac (NH3) se transforme en ammonium (NH4+) et est transporté vers le cytoplasme.
La glutamine synthétase lie l'ammonium (NH4+) à la glutamine.

Importance du phénomène

La fixation par les micro-organismes libres est faible (1 à 5 kg N/ha/an).
La fixation symbiotique est élevée (jusqu'à 100 kg N/ha/an).
Certaines légumineuses (soja, lentilles, pois) sont cultivées pour leurs fortes teneurs en protéines.
Les légumineuses peuvent servir d'engrais vert ou comme fourrage.
L'association avec des rhizobactéries est spécifique aux légumineuses.
Les légumineuses améliorent la qualité des sols et la flore du sol autour de la plante à cause d'une belle population environnante.
Une interaction symbiotique est une association plant-bactérie très spécifique.

Bilan nutrition azotée

Absorption des nitrates et leur circulation dans la plante.
Le nitrate est transporté vers les parties aériennes afin de devenir des acides aminés ou stocké dans les vacuoles.
La plante utilise une nitrate réductase pour convertir le nitrate en nitrite puis en NH4+ et ensuite, des acides aminés.

Autotrophie soufrée

Les sources de soufre proviennent principalement de la décomposition (sulfures, sulfites, sulfates).
Le soufre est généralement un élément de traces ou modéré mais est important pour la synthèse de protéines et des composés essentiels.

Retenir sulfate, sulfite et sulfide

Le soufre entre dans la composition de deux acides aminés (cystéine et méthionine).
Il est présent dans certaines vitamines et coenzymes.
Les espèces réactives de l'oxygène (superoxydes, radicaux hydroxyle, peroxydes) peuvent être régulées par la méthionine.
La méthionine est capable de gérer le stress oxydatif.

Cystéine dans les protéines

La cystéine est un acide aminé important dans la synthèse des protéines.
Le glutathion est un peptide contenant de la cystéine.
Le glutathion peut être oxydé ou réduit, ce qui influence son rôle dans la détoxification cellulaire.

Biosynthèse du Glutathion

Biosynthèse à partir de la cystéine, du glutamate et de la glycine.
Le glutathion peut être utilisé pour la synthèse de phytochélatines.

Détoxification cellulaire

L'arsenic est oxydé et incorporé dans les phytochélatines par la PC synthase.
Le transport des phytochélatines vers les vacuoles s'effectue grâce aux transporteurs ABCC1 et ABCC2.

Soufre

Les brassicaceae ont besoin de soufre pour la défense des plantes (présent dans les glucosinolates).
Les glucosinolates sont hydrolysés par la myrosinase pour créer des composés toxiques pour certains pathogènes.

Assimilation des sulfates

Le sulfate est réduit en sulfite puis en sulfide.
La cystéine joue un rôle dans l'assimilation du soufre.
La formation du sulfate nécessite de l'énergie.
L'assimilation du sulfate est une étape importante dans le métabolisme du soufre.

Racines et moin avantageux

La disponibilité en soufre influence la photosynthèse et l’assimilation de l’azote.

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Description

Ce quiz explore le rôle de la nitrogénase dans la fixation de l'azote et la formation des nodules symbiotiques chez les plantes. Il met en lumière la relation entre les plantes et les bactéries, ainsi que les structures cellulaires impliquées dans ce processus. Testez vos connaissances sur ce sujet fascinant de la biologie végétale.