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Eco aquatique > Cours 4 > Flashcards

Cours 4 Flashcards

(80 cards)

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1
Q

Quelles sont les formes de l’azote

A

N2 (gazeux)
NH3 : ammoniac (gazeux)
NH4OH : ammoniaque aqueux (en solution)
NH4+ : ammonium (ion)
NO2- : nitrite
NO3- : nitrate
Formes organiques dont l’urée CO(NH2)2

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Q

Comment peut se retrouver l’azote organique

A

peut être sous forme dissoute ou particulaire

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Q

Quel est le principal réservoir d’azote sur terre

A

Atmosphère

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4
Q

Quels sont les sources de fixation de l’azote

A

Les éclairs et la fixation biologique

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5
Q

Quelle concentration d’azote retrouve t’on dans l’eau

A

Similaire à l’oxygène

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6
Q

Pourquoi le N2 est inaccessible pour les organisme

A

Contient un triple lien covalent difficile à briser (contrairement au
CO2 utilisé dans la photosynthèse)

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7
Q

Sous quelles formes est ce qu’lazote peut être utilisées

A

C’est sous ses formes “fixées” qu’il est utilisable dans les processus biologiques (transformé en nitrites ou ammoniac par des transformations biologiques

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8
Q

Comment les cyanobactéries peuvent faire la fixation de l’azote

A

Grâce à des hétérocystes et le transformer en NH3 ou NH4+
L’hétérocyste est un milieu faible en oxygène

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9
Q

Quand est ce que la fixation de l’azote est faite par les cyanobactéries

A

La fixation est un processus coûteux énergétiquement, alors utilisée seulement si les autres formes inorganiques sont indisponibles

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10
Q

Pourquoi y a t’il peu de fixation biologique

A

Parce que c’est la seule réaction avec l’azote ayant un bilan énergétique négatif

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11
Q

Quelle méthode est utilisé par les bactéries fixatrices pour assurer leur survie

A

Symbiose

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12
Q

Quelle est la formule de transition de l’ammoniac

A

NH3 dissous + H20 <-> NH4OH <-> NH4+ + OH-

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13
Q

Quelle est la ionisé de l’ammoniac

A

NH4+ + OH-

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14
Q

Quel est l’impact de l’ammoniac sur le corps

A

Gaz toxique (affinité à l’hémoglobine)

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15
Q

Qu’est ce qui arrive à l’ammoniac s’il dépasse sa concentration de 0,02mg/L?

A

Sa forme ionisée devrait être prévalente

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16
Q

Quelles sont les caractéristiques du NH4+ + OH-

A

C’est la forme ionisée
Ion d’azote le plus réduit (prédominant en milieu anoxique)
De loin la forme la plus utilisable par les producteurs autotrophes (plantes, phytoplancton) et les bactéries
C’est la forme requise dans la cellule pour l’assimilation

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17
Q

Quelle différence y a t’il entre l’assimilation de l’azote sur terre et en milieu aquatique

A

En milieu aquatique, le NH4+ est le point de départ du cycle, car présent en grande quantité dans le milieu aquatique
Sur terre, le No3- doit être converti en NH4+ afin de pourvoir l’assimiler

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18
Q

Pourquoi la conversion des nitrates en ammonium en milieu normoxique est couteux

A

Car l’ammonium a une plus grande énergie potentielle (nécessite beaucoup de réduction, mais milieu oxydant)

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19
Q

Quelle molécule est nécessaire aux enzyme pour fonctionner correctement

A

La molybdène
carence de Mo = impossibilité d’utiliser les nitrates comme source d’azote

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20
Q

Quelles seraient les tendances de l’azote selon les couches aquatiques

A

Là ou il y a de l’oxygène (épilymnion) plus de NO2- /NO3-
Là ou moins d’oxygène (hypolimnion) plus de NH4+

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21
Q

Quels organismes peuvent utiliser directement l’azote

A

Utilisation de l’azote gazeux directement par certaines bactéries et cyanobactéries (certaines avec leurs hétérocystes)

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22
Q

Quelle est l’enzyme qui permet l’utilisation de l’azote atmosphérique?

A

La nitrogénase

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23
Q

De quoi est formée la nitrogénase

A

2 sous-unités, dont une contient un atome de Fe et un atome de Mo. Il faut donc du Mo (encore) pour que la fixation puisse se faire

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24
Q

Dans quelles conditions la nitrogénase fonctionne

A

La nitrogénase est très sensible au O2 et fonctionne bien seulement en conditions hypoxiques, voire anoxiques

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25
Quel est l'avantage de faire la fixation de l'azote dans un nodule
Milieu plus avantageux, car moins d'oxygène Bonus : symbiose
26
Quelles adaptations ont les hétérocystes
Taux respiratoire élevé (pour éliminer l’O2 intracellulaire) Membrane cellulaire recouverte d’une couche gélatineuse imperméable aux gaz.
27
Qu'est ce qui pousse la formation d'hétérocystes
signalisation chimique entre cellules : 1er cas documenté de signalisation intercellulaire par un peptide chez les Bactéries
28
Y'a t'il des symbioses sous l'eau
Oui. Elles sont retrouvées chez d’autres plantes, des algues marines , les lichens, et même les bivalves de la famille des Teredinidae (tarets) Chez ceux-ci, la fixation de l’azote serait une adaptation au contenu très faible en acides aminés du bois, dont ils jouent un rôle dans la décomposition
29
Quelles sont les sorces de fixation anthropogéniques de l'azote
Les fertilisants Les légumes et autre plantes Les gaz fossiles La combustion de biomasse Le drainage des milieux humides Le rasage des terres
30
Quelles sont les sources d'ammoniac
Métabolisme des animaux (et autres organismes) Matière organique en décomposition (donne des ions NH4+ surtout)
31
Qu'est ce que l'ammonification
Quand l’azote organique redevient de l’azote sous forme d’ion NH4+
32
POurquoi les organismes terrestres excrètent l'azote sous forme d'urée et que les organismes aquatique sous forme de NH4+
car l’ammonium requiert de l’eau. Pour les organismes aquatiques l’eau est rarement limitante alors c’est NH4+ qui est surtout produit
33
Proportion d’ammoniac ionisé vs non-ionisé dépend de quoi
dépend du pH (autant dans le sol que dans l’eau) et de la température. Forme ionisée est privilégiée dans les milieux acides car bcp d’ions H+ ( pH faible).
34
Comment la proportion d'ammoniac non-ionisé varie en fonction de la température et du pH
Plus le pH est haut, plus la porportion d'ammoniac non-ionisé est élevé. La température à un effet multiplicatif
35
À quel pourcentage d'ammoniac non-dissous dans l'eau devient dangereux pour la faune
35%
36
Qu'est ce qui fait varié l'ammoniac total
Varie selon la productivité du lac: ratio entre l’utilisation de l’azote vs fixation par les autotrophes. Pollution (par matière organique) accroît l’azote total (fumier ou purin dans le bassin versant = peu de rétention des NH4+ dans le sol) Rivières: souvent plus d’ammoniac (la photosynthèse y est faible vs la respiration importante)
37
Quelle est la formule de la Nitrification (aérobie)
NH4+ + O2 → NO2- + ½ O2 → NO3-
38
Quels organismes font de la nitrification
Différents genres de bactéries sont responsables de l’oxydation de l’ammonium (Nitrosomonas) et des nitrites (Nitrobacter). Nitrococcus fait les 2 dans le milieu marin
39
Quels organismes utilisent les nitrates
Les nitrates (NO3) sont le produit final et la forme préférée des macrophytes enracinées. Naturellement, la concentration de nitrates dans l’eau s’approche de 1mg/L (non toxique). Par contre, quand elle dépasse 5 mg/L, cela est indicateur d’un apport externe (ruissellement souvent).
40
Quel est le cycle de l'azote à partir de l'amoniaque
Nécessite conditions oxiques, qui libère de l'énergie 1. Nitrification par Nitrosomonas, Nitrosococcusm Nitrobacter et Nitrococcus, afin d'obtenir du nitrite 2. Oxydation du nitrite en nitrate 3. Réduction du nitrate par l'assimilation par les organismes qui le transforme en azote organique, demande de l'énergie 4. Ammonification qui transform l'azote organique en ammoniaque
41
Quel est le cycle de l'azote si l'on débute du nitrate
Conditions anoxiques et demandant de l'énergie 1. Nitrate se réduit en nitrite, qui se réduit en NO, en NO2 puis en N2. 2. L'azote est fixé par rhizobium, Azotobacter et les cyanobactéries
42
Quels sont les processus anoxiques du cycle de l'azote
La fixation de l'azote atmosphérique en azote organique La fermentation de l'azote organique en ammonium (NH4+) La réduction disimilaire du Nitrate (NO3-) en ammonium La dénitrification du nitrate (NO3-) en oxyde nitrique (N2O) puis azote gaseuse (N2)
43
Quels sont les processus oxiques du cycle de l'azote
L'hétérotrophie qui transform l'azote inorganique en azote organique La reminérilisation de l'azote organique en ammonium (NH4+) La nitrification de l'ammonium en nitrite (NO2-) La nitrification du nitrite en nitrate (NO3-) La transformation de l'azote atmosphérique en nitrate (NO3-) par les éclairs et la création de fertilisants
44
Quels sont les processus du cycle de l'azote qui ont lieu peut importe le milieu
L'assimilation du nitrate (NO3-) en nitrite (NO2-) L'assimilation du nitrite (NO2-) en ammonium (NH4+) L'assimilation de l'ammonium (NH4+) en azote organique
45
Quelle est la répartition de l'azote en hiver dans un lac
En hiver: eaux souterraines sont un apport en nitrates ou ammonium. Les bactéries nitrifiantes sont actives (ralenties) et les nitrates sont peu utilisés.
46
Quelle est la répartition de l'azote en été dans un lac
Nitrates épuisés plus vite que l’apport “naturel”, alors que les autotrophes de la zone euphotique (épilimnion) font bcp de photosynthèse. Donc peu de nitrates dans la couche supérieure
47
Qu'arrive t'il au nitrates dans l'hypolimnion
Si l’hypolimnion est oxique, les nitrates s’y accumuleront. S’il est anoxique, c’est l’ammonium qui domine dans l’hypolimnion Dans l’hypolimnion anoxique, les nitrates sont convertis par dénitrification
48
Qu'arrive t-il a l'ammonium à la surface durant l'été
Elle diminue grandement (utilisé par les plantes et organismes hétérotrophes)
49
Qu'arrive t-il aux nitrates durant l'été *vérifié*
Utilisation complète du nitrate dans le lac par les organismes autotrophes
50
Quel est l'effet des nitrates sur les humains
Augmente les risques de cancers gastriques Chez les nouveaux-nés, les nitrates sont dénitrifiés en nitrites et l’enfant a une carence en oxygène: méthémoglobinémie
51
Pourquoi le phosphore est important
Nutriment essentiel et rare en milieu naturel (ne se trouve pas dans l’atmosphère contrairement à l’O2, l’azote, ou le CO2) (origine toujours minérale) Pas de gaz avec P Les phosphates (PO43-) se lient aux sédiments, alors ne devraient pas être abondants dans la colonne d’eau Nécessaire pour l'ATP
52
Quels sont les trois type de phosphore total
1. Phosphate dissous dans l’eau (inorganique). Il peut être directement utilisé par les autotrophes de toutes sortes (phytoplancton, périphyton, macrophytes). 2. Phosphore total dissous (DOP): matières organiques dissoutes auxquelles sont liés des phosphates PO4^3-. (recyclé plus rapidement que le PP) 3. Phosphore lié à des particules organiques (PP): forme dominante. Exemples: protéines, acides nucléiques, composantes cellulaires, etc.
53
Cycle du phosphore
FePO4 -> dissolution anoxique -> p inorganique -> precipitation oxique -> FePO4 P inorganique -> assimilation -> P organique en particule P organique en particule -> hétérotrophie -> P organique en particule P organique en particule -> fuite, lyse -> P organique dissous -> phosphatase -> P inorganique
54
Quel sont les ratios tolérables de N:P
enttre 7:1 et 15:1
55
Qu'est ce qui arrive si le ratio N:P augmente
Le P devient limitant
56
Qu'est ce qui arrive si le ratio N:P diminue
Le N devient limitant
57
Si le lac A a un ratio N:P = 35:1 ; B a 3:1, et C: 12:1, quel lac a le plus de producteurs primaires?
Le C
58
Si deux lacs ont le même ratio mais des valeurs absolues de quantité de P très différentes, ont-ils la même production primaire
Non, si le P absolu est plus élevé il devrait avoir plus de productivité primaire
59
Comment les ratios d'azote total : phosphore total varient selon l'eutrophisation d'un lac
Exemple : Oligotrophe 35 Mesotrophe 25 Eutrophe 14 Hypertrophe 12 Plus le lac a un ratio bas, plus il a de phytoplancton
60
Comment les ratios d'azote total : phosphore total varient selon l'eutrophisation d'une rivière
Exemple : Oligotrophe 28 Mesotrophe 22 Eutrophe 20 La diffèrence est moindre que dans un lac, pt dû au mouvement de l'eau qui envoit les nutriments plus loin
61
Quelles sont les sources de P
1. Particules organiques (matière végétale) et inorganiques (lessivage du sol) par les tributaires 2. Relargage interne (réaction chimique) à l’interface entre les eaux et les sédiments si milieu anoxique. 3. Recyclage: déchets de zooplancton et poissons. Disponible seulement dans l’épilimnion et la zone littorale si le lac est profond, mais partout si le lac est peu profond. 4. Macrophytes enracinées: capte le P des eaux interstitielles (sédiments) 5. Pollution: organique (fumier, lisier, eaux usées), vs inorganique (engrais chimiques, produits nettoyants)
62
Qu'arrive t-il au phosphate en présence d'oxygène
Le fer fixe le PO43- ce qui entraîne le dépôt des phosphates dans les sédiments (autres ions peuvent aussi fixer les phosphates: Al, Ca, Mg) Donc les phosphates se trouvent concentrés dans les sédiments du lac
63
Qu'est ce qui détermine la vitesse de relargage
du différentiel de concentration entre les sédiments et l’eau du lac (de l’hypolimnion) Le taux de relargage augmente avec le brassage des sédiments Plus il y a de décomposition plus il y aura de phosphate libre dans l'eau
64
Quelle quantité de phosphore y a t'il dans l'eau au printemps
Il y en a peu
65
Qu'est ce qui arrive au phosphore dans un lac peu profond
Pas de stratification stable, eau en moyenne assez chaude Plantes enracinées abondantes, ont accès aux nutriments des sédiments l y a passablement de turbulence dans l’eau... Les phosphates circulent particulièrement lors des bris de stratification (pour des lacs polymictiques)
66
Qu'est ce qui arrive au phosphore dans un lac profond en été
Le relargage dépend de la concentration d’O2 dans l’hypolimnion En présence d’O2, le fer fixe les phosphates et il y a dépôt du P dans les sédiments. Autrement dit: perte de PO4 dans l’eau En absence d’O2 (anoxie), relargage considérable du phosphate sédimenté dans les eaux interstitielles (jusqu’à ~10 cm) vers l’hypolimnion. Autrement dit: ajout de PO4 dans l’eau
67
Quelles sont les normes pour le P total au Québec
Pour assurer la protection de la vie aquatique, l’utilisation récréative, et l’esthétique des étendues et cours d’eau. Lacs: Hausse maximale de 50% par rapport à la concentration naturelle en P, sans dépasser: -10 mg/L dans les lacs ayant naturellement moins de 10 mg/L -20 mg/L dans les lacs ayant naturellement moins de 20 mg/L
68
Quelle est la relation en tre la concentration de phosphore, la catégorie trophique des lacs, la clorophylle et la transparence
Plus le niveau trophique est "mauvais" plus il y a de phosphore, plus la chlorophyle augmente plus la visibilité diminue
69
Qu'arrive t'il au phosphore en rivière
Le phosphate est adsorbé (se lie) ou relâché selon sa concentration dans l’eau et la salinité Si la rivière se jette dans un lac oligotrophe ou un estuaire, il y a libération de PO4. Normes en rivières : 30 mg/L ou 0,03 mg/L. Le P ne fait que passer rapidement en rivière et est souvent évacué avant d’être utilisé.
70
Explique le recyclage du phosphate par le phytoplancton
Fin du printemps: épilimnion manque de PO4 Lors des épisodes d’abondance de phosphate, il se forme des granules de polyphosphates dans la cellule autotrophe = réserves de P Algues peuvent fonctionner avec de faibles concentrations de P Les organismes phytoplanctoniques produisent une enzyme qu’ils libèrent dans le milieu: phosphatase alcaline, qui brise les liens entre P et molécules organiques
71
Comment peut -on mesurer le PT dans un échantillon
Se fait idéalement pendant la période de brassage (mais peut être anormalement élevé dû au choc printannier) Sinon, on fait la moyenne de plusieurs tests pendant la période de stratification (été). Des mesures peuvent être prises séparément pour l’épilimnion et l’hypolimnion.
72
Quels sont les effets de la pollution organique
Déchets : accroît le recyclage du P , donc contribue à l’eutrophisation accélérée du milieu Exemples: agriculture et eaux usées (domestiques et industrielles)
73
Si rejet suivant les normes environnementales quel quantité de kg autotrophes par jour serait ajouté
432kg
74
Dans un lac eutrophe à la surface, l'ammonium total est-il élevé ou faible
Faible
75
Dans un lac eutrophe dans l'hypolimnion, l'ammonium total est-il élevé ou faible
Élevé
76
Dans un lac eutrophe dans l'hypolimnion, le nitrate est-il élevé ou faible
Faible
77
Dans un lac eutrophe à la surface, le nitrate est-il élevé ou faible
Un peu élevé
78
Dans un lac eutrophe à la surface, le phosphate dissous est-il élevé ou faible
Faible
79
Dans un lac eutrophe à l'hypolimnion s'il y a de l'oxygène, le phosphate dissous est-il élevé ou faible
Faible
80
Dans un lac eutrophe à l'hypolimnion s'il y a de anoxie, le phosphate dissous est-il élevé ou faible
Élevé

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