Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Microbiologie des eaux > Microorganismes acidophiles > Flashcards

Microorganismes acidophiles Flashcards

1
Q

Qu’est-ce qu’un milieu extrême?

A

C’est un concept totalement anthropocentrique : milieu extrême défini par ce qui est extrême pour un humain

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Quelles variables rendent un environnement «extrême» selon l’humain?

A 
Froid
Chaleur
Sécheresse et rayonnements
Absence de matière organique
Acidité, salinité ou alcalinité
Pression
Présence de molécules toxiques
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Qu’est-ce qu’un «extrêmophile»?

A

Organisme adapté pour se développer de manière optimale sur une gamme extrême d’une ou plusieurs variables environnementales

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vrai ou faux : les extrêmophiles sont presque toujours unicellulaires.

A

Vrai

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Qu’est-ce que la polyextrêmophilie? Est-ce fréquent?

A

Extrêmophiles le sont sur plusieurs variables environnementales (plus que 1)
Fréquent chez les extrêmophiles

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Qu’est-ce qu’un «extrêmotrophe»?

A

Organisme qui peut tolérer et se développer dans des conditions extrêmes, mais de façon non-optimale

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Quel est le pH optimum d’un acidophile?

A

En-dessous de 3-4

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Quel est le pH optimum d’un alcanophile?

A

Au-dessus de 10

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un endolithe?

A

Vivent à l’intérieur des roches

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un hypolithe?

A

Vivent à l’intérieur des roches dans les déserts froids (va voir les note, Burrus a écrit dessert looolll)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un halophile?

A

Au moins 1M de sels pour croître

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un thermophile?

A

Optimum de température entre 60 et 85C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un hyperthermophile?

A

Optimum de température au-dessus de 80C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un métalotolérant?

A

Tolèrent de fortes concentrations de métaux lourds (Cd, Zn, As, …)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un oligotrophe?

A

Vivent dans environnements pauvres en nutriments

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un piézophile?

A

Vivent à une pression hydrostatique au-dessus de 40 MPa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un psychrophile?

A

Optimum de température au-dessous de 10C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un radiorésistant?

A

Tolèrent de hauts niveaux de radiations ionisantes

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un toxitolérant?

A

Tolèrent de fortes concentrations d’agents toxiques comme les solvants

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Quelle est la caractéristique extrême d’un xérophile?

A

Vivent à faible Aw (activité de l’eau) et résistent à la dessication

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Pourquoi pense-t-on que le LUCA (last universal common ancester) était hyperthermophile (et probablement acidophile)?

A

Car tous les organismes descendants du LUCA sont hyperthermophiles

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Pourquoi y a-t-il eu nécessité de faire un nouvel arbre après celui de Carl Woese?

A

Car on s’est rendus compte que les eucaryotes émergeaient en fait beaucoup plus loin et qu’ils auraient en fait évolué à partir des archéébactéries

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Quel est l’intérêt biotechnologique des extrêmophiles?

A

On peut récupérer des molécules intéressantes de ces microorganismes (par exemple des détergents fonctionnant à basse température provenant des psychrophiles, des antibactériens, antifongiques, etc.)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Quelles sont les contraintes que les acidophiles doivent surmonter pour vivre dans des pH bas?

A

1 - Maintenir un gradient de pH à travers la membrane pour la production d’ATP
2 - Contrôler l’afflux de H+ pour générer l’ATP grâce à l’ATP synthase
3 - Résister aux fortes concentrations de métaux lourds très solubles à pH acides

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Si l’afflux de H+ n’est pas contrôlé, que cela peut-il causer?

A

1 - Acidifier le cytoplasme
2 - Augmenter la protonation des protéines et acides nucléiques
3 - Détruire la force protomotrice

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Qu’est-ce que le Ka?

A

Constante de dissociation

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q 
Compléter la phrase :
Si pH (< ou >) que pKa, alors l'espèce est protonée.
A

pH < pKa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

Que se passe-t-il quand pH = pKa?

A

La moitié de l’espèce est dissociée ( [A-] = [HA] )

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

Quelles sont les 3 principales stratégies des acidophiles pour maintenir l’homéostasie du pH?

A

1 - Membrane cytoplasmique très imperméable aux H+
2 - Potentiel membranaire inversé
3 - Tampons cytoplasmiques

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

Comment les acidophiles arrivent-ils à avoir une membrane très imperméable aux H+?

A

Bcp de groupements méthyl dans les lipides qui composent la membrane (lipides tétraether) qui empêchent la diffusion des protons
Aussi : modulation de la sélectivité des porines

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
31
Q

Quels sont les 3 avantages des lipides tétraether?

A

1 - Monocouche lipidique ne peut pas être séparée
2 - Noyau isoprénoide à fort encombrement stérique limite la diffusion de H+
3 - Lien éther moins sensible à l’hydrolyse acide que le lien ester

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
32
Q

Quel lien est plus sensible à l’hydrolyse acide : ether ou ester?

A

Ester

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
33
Q

Comment s’appelle la porine permettant l’entrée des H+ chez Acidithiobacillus ferroxidans?

A

Omp40

34
Q

Quel élément de la porine Omp40 contrôle la taille et l’entrée des ions? Comment cette composante permet de repousser les ions positifs à pH acide?

A

Boucle externe L3

L3 a une charge +2 en milieu acide : cela repousse les ions H+ qui ne peuvent ainsi pas entrer dans la porine

35
Q

Comment est chargée la boucle externe L3 en pH neutre pour la porine équivalente chez E. coli?

A

-4

36
Q

Le potentiel membranaire des neutralophiles est-il potifif ou négatif?

A

Négatif

37
Q

Le potentiel membranaire des acidophiles est-il positif ou négatif? Pourquoi?

A

Positif pour inhiber l’entrée d’ions H+

38
Q

Comment les acidophiles créent-ils leur potentiel membranaire positif?

A

Ils importent des ions K+ probablement grâce à des pompes à K+ ATP-dépendantes

39
Q

Est-ce que seules les pompes à K+ sont assez pour exclure les H+ du cytoplasme vers l’extérieur?

A

Non, les acidophiles ont aussi des H+ ATPases, antiports et symports pour le pompage actif des H+ vers l’extérieur

40
Q

De quoi sont constitués les tampons cytoplasmiques pour leur permettre de maintenir l’homéostasie du ph?

A 
Acides aminés basiques (ex : Arg, Lys, His)
Acide phosphorique (H3PO4)
41
Q

Quelles sont les 3 autres adaptations pour le maintien de l’homéostasie du pH?

A

1 - Dégradation rapide des acides organiques pour les empêcher de libérer leurs protons
2 - Bcp de chaperonnes pour réparer les protéines et enzymes de réparation des acides nucléiques
3 - Protéines contenant des «rivets de fer» : Fe + cystéines encrent la structure de la protéine (ces protéines perdent leur structure 3D et leur activité quand le Fe est enlevé)

42
Q

Y a-t-il des altérations génomiques chez les acidophiles pour adapter le protéome à un environnement acide? (ex : diminution du pI des protéines cytoplasmiques)

A

Non, pas besoin : les protéines du cytoplasme n’ont pas besoin de diminuer leur pI dû aux nombreuses adaptations pour les milieux acides

43
Q

Quels mécanismes permettent la résistance active aux métaux?

A

Pompes à efflux des métaux
Séquestration des métaux
Conversion de certains métaux toxiques dans une forme moins toxique

44
Q

Quels mécanismes permettent la résistance passive aux métaux?

A

Développement en biofilm
Production de SO4(2-) à partir du métabolisme du soufre : SO4(2-) complexe les cations métalliques libres très toxiques
Utilisation du potentiel membranaire positif qui inhibe l’entrée des cations métaliques

45
Q

Quels sont les habitats des mo acidophiles?

A

Eaux de drainage des mines riches en H2S et pyrite (FeS2)
Sources chaudes acides et lacs volcaniques
Certains sols acides tels que les tourbes acides

46
Q

Qu’est-ce que la biolixiviation?

A

Extraction des métaux à partir des minerais en utilisant les mo comme catalyseurs

47
Q

Pourquoi l’exploitation microbiologique des mines (biolixiviation) est-elle utilisée de nos jours?

A

Épuisement des ressources en minerai riches : exploitation du «stérile»
Problèmes environnementaux liés à la conversion des minerais riches en sulfure métalliques (donne du CuO soluble et du SO2 très poluant)
Dépenses énergétiques croissantes liées à la conversion des minerais en métaux

48
Q

Donner des exemples d’agents lessivants des bactéries leur permettant de faire la biolixiviation.

A 
Acide sulfurique
Fer ferrique
Acides organiques
Citrate
Cyanide
Gluconate
Succinate
Oxalate
Malate 
Tartrate
etc
49
Q

Comment les mo chimioautotrophes dans la biolixiviation produisent-ils leur énergie?
Quelle est leur source de carbone?

A

Production énergie : Par oxydation de substances minérales

Source de carbone : CO2 le plus souvent et parfois certaines molécules organiques simples

50
Q

Dans quel genre de milieux vivent les mo chimioautotrophes qui peuvent faire la biolixiviation?

A

Milieux inhospitaliers qui sont :

  • pauvres en nutriments
  • riches en minéraux, métaux lourds toxiques
  • pH souvent très acide (forte concentration en H2SO4)
51
Q 
Acidiothiobacillus ferroxidans :
1 - Gram?
2 - Sporule ou non?
3 - pH et température?
4 - Où on la retrouve?
5 - Source azote?
6 - Source carbone?
7 - Type aérobique?
A

1 - Gram -
2 - Non sporulante
3 - pH entre 1,3 et 4,5 (acidophile) et mésophile (20 à 35C)
4 - Sources volcaniques riches en soufre et en eaux acides des mines de charbon
5 - NH4+, NO3- ou N2
6 - CO2
7 - Aérobie obligatoire (O2 accepteur final d’é)

52
Q

De l’oxydation de quelleS moléculeS Acidiothiobacillus ferroxidans tire-t-elle son énergie?

A

1 - Fe2+ en Fe3+
2 - Composés soufrés solubles ou insolubles S2-, S0, S2O3(2-), S4O6(2-) en SO4(2-)
3 - Cu2+, Se2-, composés de sb (antimoine), U et Mo (molybdène)
4 - H2 et acide formique

53
Q

Donner l’équation de l’oxydation de Fe2+ en Fe3+.

A

Fe2+ + 1/4 O2 + H+ -> Fe3+ + 1/2 H2O + énergie

54
Q

Donner les équations de ces composés en SO4(2-):
1 - H2S
2 - S0
3 - S2O3(2-)

A

1 - H2S + 2 O2 -> SO4(2-) + 2H+ + énergie
2 - S0 + H2O + 1.5O2 -> SO4(2-) + 2H+ + énergie
3 - S2O3(2-) + H2O + 2O2 -> 2 SO4(2-) + 2H+ + énergie

55
Q

Acidiothiobacillus ferroxidans peut aussi vivre en absence d’O2 malgré qu’elle soit normalement aérobie obligatoire. Comment fait-elle? Est-ce facile pour elle?

A

Oxyde S0 grâce à Fe3+ :
S0 + 6 Fe3+ + 4 H2O -> SO4(2-) + 6 Fe2+ + 8H+ + énergie
Non, ce n’est pas facile, car le Fe3+ n’est pas très abondant et précipite, il devient donc inaccessible. Le Fe3+ est aussi soluble seulement en conditions acides, il est épuisé très rapidement.

56
Q

Avec quelle autre bactérie Acidiothiobacillus ferroxidans peut-elle avoir une effet synergique dans la biolixiviation des minerais?

A

Acidiothiobacillus thiooxidans

57
Q

Comment Acidiothiobacillus thiooxidans tire-t-elle son énergie?

A

Oxydation de composés soufrés solubles ou insolubles S2-, S0, S2O3(2-), S4O6(2-) en SO4(2-)

58
Q

Quelle bactérie produit Fe3+ à partir de Fe2+, utilise la pyrite (FeS2) et génère du soufre élémentaire puisqu’elle est incapable d’utiliser les composés du soufre?

A

Leptospirilum ferroxidans

59
Q

Quelle bactérie produit SO4(2-) à partir de composés soufrés réduits dont S0?

A

Thiobacillus organoparus

M’en fou de lui, mais lui yé important pis il fait ça aussi: Acidothiobacillus thiooxidans

60
Q

Quelles sont les 2 bactéries utilisées en biolixiviation, mais qui sont moins intéressantes?

A

Thermothrix thiopara et bactéries TH (Thiobacilus-like)

Voir caractéristiques p.32 du cours 6e

61
Q

Est-ce que des archaebactéries peuvent être utilisées pour la biolixiviation?

A

Oui, comme par exemple les archaebactéries du genre Sulfobus

Voir caractéristiques p.33 du cours 6e

62
Q

Quels sont les mécanismes permettant la biolixiviation? (grosse question!)

A

1 - Effet des bactéries et des champignons sur les minéraux :
Acidolyse par des acides inorganiques et organiques :
- H2SO4
- Acide oxalique, acide malonique, Acide citrique, acide succinique
2 - Complexolyse par excrétion de ligands et d’agents de complexation (formation de «cages» autour des cations : augmente leur solubilité et les rend moins toxiques)
3 - Rédoxolyse par réaction d’oxydoréduction (voie directe et indirecte par Fe3+)

63
Q

Qu’est-ce que la biolixiviation directe?

A

Cellules bactériennes en contact physique avec le métal : bactéries arrachent directement les é de la roche et ceux-ci vont dans la chaîne de transport des é
- Réaction catalysée par Acidithiobacilli

64
Q

Donner la réaction de la biolixiviation directe catalysée par Acidiothiobacilli.

A

FeS2 + 3.5 O2 + H2O -> FeSO4 + SO4(2-) + 2 H+ + énergie

65
Q

Quels mo catalysent la biolixiviation indirecte?

A

A. ferrooxidans et L. ferrooxidans

66
Q

Donner les réactions de la biolixiviation indirecte.

A

1ère réaction :
2 FeSO4 + 1⁄2 O2 + 2 H+ + SO4(2-) → Fe2(SO4)3 + H2O + énergie
Il en résulte les réaction d’oxydoréduction spontanée suivantes :
FeS2 + Fe2(SO4)3 → 3 FeSO4 + 2 S0
CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 S0
Cu2S + 2 Fe2(SO4)3 → 2 CuSO4 + 4 FeSO4 + S0
Cu5FeS4 + 6 Fe2(SO4)3 → 5 CuSO4 + 13 FeSO4 + 4 S0

67
Q

Donner la réaction de biolixiviation indirecte du soufre élémentaire par A. thiooxidans.

A

2 S0 + 3 O2 + 2 H2O → 2 SO4(2-) + 4 H+ + énergie

68
Q

Décrire la biolixiviation du cuivre en décharge ou en tas.

A

Comme le nom le dit : tas qui est de la roche de couverture ou d’encaissement pauvre en cuivre
1 - On verse de l’eau acidifiée par H2SO4 sur le tas
2 - A. ferrooxidans ou L. ferrooxidans forment Fe2(SO4)3 avec FeSO4 qui va attaquer le sulfate de cuivre et former du soufre élémentaire qui sera réduit en H2SO4
3 - Lixiviat résultant est enrichi en Cu2+ et acheminé vers un bassin de récupération et réduction
4 - Réaction d’oxydoréduction pour réduire le Cu2+ en Cu0 : Cu0 récupéré
5 - Eau résultante transportée vers un bassin de recyclage avec A. ferrooxidans ou L. ferrooxidans (FeSO4 -> Fe2(SO4)3)

69
Q

Est-ce que les mo A. ferrooxidans, A. thiooxidans et L. ferrooxidans ont un effet synergique sur la récupération du cuivre?

A

En général oui, mais parfois l’Efficacité est égale ou un petit peu supérieure en utilisant juste un mo ou juste 2 mo

70
Q

À quoi réfère la biolixiviation «in situ»?

A

Biolixiviation direct dans la mine

71
Q

Quelles sont les conditions à respecter pour pouvoir faire de la biolixiviation du cuivre in situ?

A
  • Nécessite que la structure géologique du gisement soit compatible
  • Roche en pyrite (pas de calcaire (effet tampon sur l’acide))
  • Imperméable au fond du gisement pour permettre la récupération de l’eau de lixiviation enrichie en cuivre
  • Roche d’encaissement perméable qui permet la circulation d’eau acide et assure l’apport en O2
72
Q

Quel est l’avantage principal de faire la biolixiviation in situ plutôt que en tas?

A

Peut être plus économique

73
Q

Comment est faite la récupération d’uranium?

A

Biolixiviation indirecte par production de Fe3+ à partir de la pyrite FeS2 par des mo comme A. ferrooxidans
MAIS lixiviation chimique est encore le procédé le plus courant à cause des contraintes imposées par la biolixiviation

74
Q

Pourquoi la biolixiviation de l’U est difficile?

A

Les gisements d’U sont souvent dans des roches qui neutralisent les acides

75
Q

Donner un exemple où l’exploitation de mo pour la biolixiviation pourrait aider à regénérer un milieu.

A

Mines abandonnées : rejet de lixiviat très acide et fortement chargé en fer, minéraux et métaux lourds

76
Q

De quelle façon un mo pourrait-il retenir des ions métalliques sur lui-même?

A

Mo peut avoir charge - à sa surface : permet l’adsorption des ions métalliques

77
Q

Outre que la fixation des ions métalliques sur eux-mêmes, de quelles autres façons les mo peuvent enlever les métaux lourds de l’eau?

A
  • Fixation intracellulaire de métaux : mo accumule les métaux à l’intérieur (ça le tue, mais il le fait quand même, everything to save the humans what a hero)
  • Transformation chimique des métaux par les mo
78
Q

Quelles sont les façons de faire la transformation chimique des métaux lourds par les mo?

A
  • Réduction de métaux par H2S (produit par Desulfovibrio)
  • Volatilisation du mercure (Hg2+ en Hg0)
  • Production de Fe3+ : extrait le fer soluble des eaux de lixiviation
79
Q

Quel est l’intérêt des mo acidophiles en industrie?

A

Production de biocatalyseurs stables en milieux acides

80
Q

Exemple : on voudrait avoir une amylase qui fonctionne bien à pH bas et haute température en industrie, comment pourrait-on en obtenir une?

A

En l’extrayant d’un mo thermoacidophile

Microbiologie des eaux (16 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions