4. Cyanobactéries

Question 1

Est-ce que les microalgues procaryotes (cyanobactéries) sont des microorganismes procaryotes ?

Answer 1

Oui :)

Question 2

De quoi est constitué le phytoplancton ?

Answer 2

Microalgues eucaryotes et cyanobactéries

Question 3

Vrai ou faux

1. Les cyanobactéries sont apparues sur Terre il y a 3.5 milliard d’années
2. Un stromatolite sont les traces préhistorique des cyanobactéries capable de faire de la précipitation de carbonate de calcium.
3. Les cyanobactéries seraient à l’origine de l’accumulation d’oxygène dans l’atmosphère terrestre, ce qui a mené à une augmentation de la biodiversité.

Answer 3

1. Vrai
2. Vrai
3. Vrai

Question 4

Les cyanobactéries résistent à des conditions de l’environnement extrême, lesquelles ?

Answer 4

1. SOurce thermale
2. Sécheresse
3. Salinité
4. Enviro oligotrophe, eutrophes
5. Basse température (sous forme planctonique ou benthique)

Question 5

Physiologie cellulaire

Décrivez ces différents pigments :

1. Phycobiline
2. Phycocyanines
3. Bactériochlorophylle
4. Caroténoïde
5. Pigments photosynthétiques

Answer 5

1. Phycobiline: Les + abondants avec les phycocyanines.
2. Phycocyanines: teinte bleutée

1 et 2 accroissent le rendement photosynthétique en absorbant la lumière et en transférant l’énergie des photon à la bactériochlorophylle.

3. bactériochlorophylle: teinte verte
4. Caroténoïde : accessoires
5. Pigments photosynthétiques: Incrusté dans des replis de la membrane plasmique (thylacoïdes)

Question 6

Vrai ou faux.

Les pigments photosynthétiques des cyanobactéries sont contenus dans un plasmide ou dans le chloroplaste comme chez les microalgues eucaryotes ou les plantes.

Answer 6

Faux. Contenus dans un replis de la membrane plasmique (thylacoïde)

Question 7

Structure Vrai ou Faux

1. Les cyanobactéries ne possèdent pas de noyau, mais possède un nucléoïde.
2. Les cyanobactéries n’ont pas d’organelles entourées de membranes comme els mitochondries, les chroroplastes, l’appareil de Golgi.
3. La paroi des cyanobactéries est faite de peptigoglycanes. Leur membrane plasmique ressemble à celle des bactéries Gram -.

Answer 7

1. Vrai
2. Vrai
3. Vrai

Lâche pas ! Tu es bonnes !!

Question 8

Définissez le mucilage des cyanobactéries, à quoi sert-il ?

Answer 8

C’est une couche visqueuse ou aqueuse qui recouvre la paroi, qui varie en épaisseur. Le mucilage sert à la protection contre els rayon UV et la dessification et il servira pour les cyanobactéries coloniales.

Question 9

1. De quoi est constitué un assemblage de cyanobactéries filamenteux ?
2. Que vont former les cyanobactéries filamenteuses ?
3. Les Trichomes vont s’associer pour former quoi ?

Answer 9

1. Des colonies qui se forment à partir de cyanobactéries solitaires qui se divise. Les cellules filles forment un groupe entouré de mucilage.
2. Des Trichomes (long filaments entourées de mucilage).
3. Des colonies globulaires (assemblage de trichomes) ou des tapis cyanobactériens

Question 10

Parlez-moi de la différenciation et de la ramification des cyanobactéries.

Answer 10

• Se divisent par fission binaire
• La fragmentation des trichomes est le mode de division privilégié
• Parfois production de cellules qui s’apparentent à des spores ou endospores ( exocytes, nanocytes, baeocytes)

Question 11

Qu’est-ce qu’un hétérocystes chez les cyanobactéries , quelle est la fonction?

Answer 11

• Cellules végétatives différenciées à l’intérieur desquelles la fixation d’azote a lieu grâce à la nitrogenase.
• Rend l’azote gazeux accessible à l’ensemble du trichome via échanges par les pores
• Les hétérocystes perdent leur capacités à faire de la photosynthèse (donc perdent leur capacité à synthétiser des composés carbonés).
• Compte sur les échanges avec les autres cellules pour avoir des produits de photosynthèse

Question 12

Qu’est-ce que la nitrogénase et à quoi sert-elle ? À quoi est-elle sensible ?

Answer 12

• C’est l’enzyme qui permet de fixer l’azote dans les hétérocystes des cyanobactéries.
• Elle est sensible à l’oxygène en grande quantité

Question 13

Quelle est l’adaptation des hétérocystes pour protéger la nitrogénase dans les cyanobactéries ?

Answer 13

• Paroi plus épaisse (empêche les gaz de diffuser librement à l’intérieur)

Question 14

Qu’est-ce qu’une akinètes ?

Answer 14

• C’est une cellule spécialisée dans les cyanobactéries.
• Rôle de protection (paroi épaisse et résistante)
• Apparait lorsque les conditions du milieu deviennent difficiles.
• Grosse cellule à proximité des hétérocystes

Question 15

Qu’est-ce qu’un embranchement vrai et faux dans un trichome ( cyanobactéries filamenteuses ) ?

Answer 15

Vrai : Contact entre cellule fille et cellule mère. Simple changement de direction pour l’axe de division.

Faux : Cassure entre la cellule fille et la cellule mère. Mais les deux reste dans la même enveloppe mucilagineuse.

Question 16

Les cyanobactéries et la flottaison. Que peux-tu me dire là-dessus ?

Answer 16

• possèdent parfois des vacuoles de gaz qui leur permettent de contrôler leur position dans la colonne d’eau.
• Position dictée par : lumière, nutriments, etc.
• Pas de flagelle pour les cyanobactéries
• Certaines filamenteuse peuvent se déplacer par glissement (mucilage)

Question 17

1. Est-ce que les cyanobectéries sont importantes pour le cycle de l’azote et du carbone?
2. Qu’est-ce qu,utilisent les cyanobactéries comme donneur d’électrons ?

Answer 17

1. Oui ! Producteur primaire dans les océans (photosynthèse !!). Producteur primaire de carbone via le cycle de Calvin.
2. Photosynthèse oxygénique, donc utilisent l’eau comme donneur d’électron et produisent de l’O2 dans le processus.

Question 18

Vrai ou faux
1. Le type de cyanobactérie présentes dans un enviro peu donner un indice quant aux caractéristiques de l,environnement lui-même ?

Answer 18

1. Vrai ! Ex:
   - Cyanobactéries coloniales (trichome): milieu riche en nutriments (eutrophe). Trichome grâce au mucus, mucus riche en glycoprotéine donc indice sur la présence de nutriments.
   - Cyanobactérie unicellulaires: Milieux oligotrophe ou mésotrophes.

Question 19

Quels sont les 5 grands groupes de cyanobactéries ?

Answer 19

1. Chroococcales (ex : Prochlorococcus)
2. Pleurocapsales (ex : Pleurocapsa)
3. Oscillatoriales (ex : Arthrospira)
4. Nostocales (ex : Anabaena et Nostoc)
5. Stigonematales (ex : Fischerella et Stogonema)

Question 20

Décrivez moi le groupe I, Chroococcales.

2. Expliquez 1 exemple d’espèce.

Answer 20

• Cellules uniques, entourées mince couche de mucilage
• Les plus simple, division par fission binaire ou bourgeonnement
• Film ou tapis possible (pas de filamenteuse)
• Peuvent être à l’origine d’éclosion massives en surface d’habitats aquatiques

2. Ex : Prochlorococcus
   - La ++ présente dans océan
   - Production primaire ++
   - Zone euphotique profondes ~ 200 m
   - Très compétitives car peuvent tirer profit de la lumière plus difficilement accessible

Question 21

Décrivez moi le groupe II, Pleurocapsales

2. Expliquez 1 exemple d’espèce.

Answer 21

• Seul à faire de la fission multiple
• Unicellulaire ou agrégats (non filamenteuse)
• qq Baeocytes libérés pour former de nouvelles colonies

2. Ex : Pleurocapsa
   - Eau douce/salée
   - Calcification : précipite le carbonate de calcium
   - Responsable en partie de la formation de nombreux stromatolites

Question 22

Décrivez moi le groupe III, Oscillatoriales

2. Expliquez 1 exemple d’espèce.

Answer 22

• Filamenteuse (spiralées ou hélices)
• Pas d’hétérocystes ni d’akinètes
• Agrégats planctoniques ou benthiques
• Tapis bactériens très denses sur boue ou roche

2. Ex : Arthrospira
   - Croissance sous forme de trichome spiralés
   - Propriétés nutritionelles
   - Riches en prot, acides gras, vitamines, minéraux
   - Pas de fixation d’azote
   - Connu commercialement sous le nom de «Spiruline», important sur le continent africain = complément d’alimentation.

Question 23

Décrivez moi le groupe IV 4. Nostocales

2. Expliquez 1 exemple d’espèce.

Answer 23

• Filamenteuses, planctoniques ou benthiques
• Hétérocystes et akynètes
• Embranchement faux

2. Ex 1 : Anabaena
   - Filaments droits, incurvés, spiralés
   - Parfois avec mucilage
   - Effloresence algales = danger car peut produire toxine
   - Hétérocystes rare dans les milieux riches en azote
   - Organisme modèle servant à l’étude de la différenciation des cellules végétatives en hétérocystes.
3. Ex 2 : Nostoc
   - Mucilage ferme et épais = couleur paille/brunâtre
   - Assemblage de trichomes sous forme de tapis ou sphérique
   - Akinètes produits entre 2 hétérocystes dans les parties agées des colonies
   - Connu pour leur contribution dans la culture de riz (fixation d’azote)
   - Possible production de toxine

Question 24

Décrivez moi le groupe V, Stigonematales (ex : Fischerella et Stogonema)

2. Expliquez 1 exemple d’espèce.

Answer 24

• Cyanobactérie avec la structure la plus complexe
• Majorité benthiques attachées sur diff substrats des habitats lenthiques ou proche des habitats lotiques.
• Hétérocystes et akynètes
• Embranchement vrai

2. Ex : Fischerella et Stogonema

Question 25

Efflorescence algales. Qu’est-ce que c’est ? Décrivez-moi en détails.

Answer 25

• Éclosion massive de cyanobactéries dans un court laps de temps
• En été (T° autour de 15-25°C)
• Nutriment azote et phosphore en abondance
• Rare en milieu lotique (mais possible dans large court d’eau éclairé ou faible débit)

Question 26

Est-ce que la couche épaisse de cyanobactéries qui se forme lors d’efflorescence algales, à la surface, nuira aux autres algues, zooplancton et poissons ?

Answer 26

OUI dans les milieu lenthiques. Mais ne cause pas d’effets négatifs à longs terme.

Question 27

Quelles sont les 7 capacités uniques/caractéristiques intrinsèques des cyanobactéries ?

Answer 27

1. Division rapide (assimilation maximale des nutriments)
2. Régulation de leur flottaison (vacuole gazeuse= atteindre nutriments++)
3. Tolérance face à une faible intensité lumineuse (survit dans l’efflorescence algale)
4. Capacité à croitre dans des conditions où le ratio N/P est faible
5. Résistant face au zooplancton (épais mucilage = limite effets de l’herbivorie)
6. Tolérant au pH alcalin et au faibles concentrations en CO2
7. Associations avec bactéries aérobies au niveau de l’hétérocystes permettent de conserver un environnement réducteur.

Question 28

Nommez les 5 facteurs qui encouragent des éclosions massives de cyanobactéries:

Answer 28

1. Présence de l’inoculum sous forme de résistance(attendant bonne condition)
2. Apport rapide de nutriments organiques et/ou inorganiques
3. Disponibilité de l’azote et phosphore (surtout)
4. Luminosité et T° adéquats (été dans régions tempérés, toute l’année ds Tropique)
5. PH convenable (pH alcalin optimal et où le Mg2+ et le Ca2+ sont abondants (eaux dures)

Question 29

Dans quelles situations les efflorescence algales sont considérées comme nuisibles ?

Answer 29

1. Tx des eaux usées
2. Odeur et goût à l’eau potable (et aussi production quantité d’amonium qui vient interférer avec la chloration de l’eau potable)
3. Quand elle produisent des toxines qui peuvent tuer poissons et animaux.
4. Activités nautiques impossibles…

Question 30

Quelles sont les 4 applications biotechnologiques principales des cyanobactéries. Décrivez-les.

Answer 30

1. Alimentation humaine : spiruline. Croissance rapide, pas besoin de fertilisant. Milieu de croissance non conventionel ( ex: eau salée). Bonne valeur nutritive.
2. Alimentation animale: Nourrir le bétail (diminution de la pression sur les terres agricoles)
3. Biocarburant (3e génération): Riche en lipides et en sucres (jusqu’à 70% masse sèche). Moyen très attrayant pour capter l’énergie solaire et fixer le CO2 atmosphérique en macromolécules énergétiques.
4. Symbiose agricole: Production de riz est tributaire de la forte concentration en cyanobactéries fixatrices d’azote dans les rizières. Rendent l’azote biodisponible (important pour croissance de riz).