Chapitre 4 Flashcards
Processus et mécanismes importants dans le cycle du carbone
Photosynthèse: Ajout C et énergie dans le système
Minéralisation: destruction macromolécule org (formation humus)
Décomposition: libération CO2 + nutriments
Qu’est ce que le cycle Calvin-Benson-Bassham
Responsable de la photosynthèse des plantes vertes et des micro-organismes. Voie prédominante d’incorporation CO2 dans les micro-organismes et sols
Qu’elle est l’enzyme très importante responsable de la réduction du CO2
RuBisCO
Quels sont les mécanismes de fixation autotrophe du CO2 connus?
- Calvin-Benson reductive pentose phosphate cycle (photosynthèse classique)
- Reductive citric acid cycle (Arnon-Buchanan cycle)
- Reductive acetyl-coa (wood-ljungdahl) pathway
- The hydroxypropionate (Fuchs-Holo) bi-cycle (3-hydroxypropionate cycle)
- The 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate (HP/HB)
- Dicarboxylate/4-hydroxybutyrate (DC/HB)
- Reductive citric acid cycle (Arnon-Buchanan cycle)
Trouvé dans membres anaérobies et microaérobies de plusieurs phylum (embranchements) comme Aquificae, Proteobacteria
Pas dans Archée
Inverse les réactions du cycle oxydatif de l’acide citrique (cycle de Krebs) (krebs = production d’énergie avec respiration) et forme de l’acétyl-CoA à partir de deux CO2
- The reductive acetyl-coa (wood-ljungdahl) pathway
Préféré par les procaryotes près de la limite thermodynamique comme bactéries acétogènes et les archées méthanogènes
Méthanogènes et acétogènes utilisent cette voie pour fixer CO2 et conservation énergie grâce à la génération d’un gradient électrochimique
- The hydroxypropionate (Fuchs-Holo) bi-cycle (3-hydroxypropionate-cycle)
Pratiquement irréversible
Bicarbonate comme C inorganique actif. Avantageux dans conditions neutrophiles et alcalinophiles
Plus adapté à la mixotrophie.
Mixotrophie est un mode de culture, où les modes hétérotrophes et autotrophes fonctionnent simultanément = utilisation C inorganique et organique en présence de la lumière
pH 7,8
- The 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate (HP/HB)
- Dicarboxylate/4-hydroxybutyrate cycles (DC/HB)
Chez les Crenarchaeota hautement exergoniques. Ce sont des organsimes (hyper)thermophiles et leurs voies métaboliques doivent faire face à l’environnement chaud
HP/HB : anaérobie
DC/HB : permet de très faibles concentrations d’O2 (mais à 106°C, c’est surement anoxique)
Qu’est-ce que la cellulose, quelle enzyme responsable de sa décomposition. Quelle population la produit
Polysaccharide le + naturel, majeure partie du CO2 fixé par plantes
Principale composante des plantes
Chaine d’unité de glucose, poids moléculaire élevé
Enzymes = Cellulase
Population:
- Fongique: Penicillium, Aspergillus
- Bactéries aérobies: Actinopolyspora, streptomyces
- Bactéries anaérobies: Pseudonocardia, bacteroides
Hemicellulose
2e composant des légumes
Polysaccharide, arrangement de pentoses
Décomposition entravée si se lie à d’autres substances (liaisons hydrogènes)
Beaucoup d’enzymes pour sa dégradation
Champignons initient l’attaque
Actinobactéries pression plus lente et plus prolongée
Bactéries Bacillus = spécialistes dégradations xylanes
Organismes impliqués dans cellulyse en conditions anaérobie dégradent cellulose en utilisant système de cellulases et hémicellulases assemblés en de larges complexes multienzymatiques attachés à la surface des cellules qu’on appelle des cellulosomes
Lignine
Biopolymère le plus abondant de la biosphère
25% des phytomasses sec produits annuellement dans la biosphère (35% bois)
Très récalcitrant, (poids moléculaire élevé)
Dégradation principalement mycètes
Certaines bactéries peuvent dégrader mais plus lentement et capable de relâcher dans le milieu de petites molécules aromatiques issues de lignine
Enzymes: peroxydases et laccases
2 modèles de minéralisation et formation d’humus
+
Décomposition
Modèle classique d’humification
- Accumulation par récalcitrance chimique des molécules complexes
Modèle continuum
- Interactions des facteurs biotiques et abiotiques qui affectent la récalcitrance
- Toutes biomolécules peut s’accumuler dépendant du milieu
Décomposition:
- condition du milieu favorisent communauté microbienne
- Besoin stoechiométrique de la communauté
GES
Méthane (CH4): 21 eq CO2
Oxyde nitreux (N2O): 300 eq CO2
Méthanogenèse
Production méthane: ancienne voie métabolique seulement pour archée anaérobique
Polymère -> décomposition en unités solubles (monomères) -> fermentation anaérobie -> méthane
Méthanotrophes
Groupe de bactéries qui décomposent le méthane. Oxyde méthande en CO2 (source C et énergie)
Type 1, haute affinité: produisent enzymes permettant de consommer méthane à faible concentration
Type 2, faible affinité: enzymes produite pour oxyde que des concentrations élevées.
