Azote
L'azote est un macroélément essentiel qui entre dans la [[composition des êtres vivants]]. Chez les plantes, son absorption se fait au niveau de la racine par un transport actif. La concentration dans la plante étant plus forte que celle dans le sol.
Les plantes sont capables d'assimiler l'azote sous deux formes :
- Ion nitrate \(NO_3^-\).
- Ion ammonium \(NH_4^+\) ou ammoniac \(NH_3\).
Note
Pour l'ion nitrate, la plante a besoin de réaliser une réduction en \(NH_4^+\) en avant de pouvoir l'utiliser.
Un manque d'azote se traduit par :
- apparition d'une chlorose des feuilles.
- des plantes de petites tailles.
Trois processus rendent l'azote disponible pour les plantes :
- la fixation de l'azote diatomique \(N_2\).
- la nitrification.
- la dénitrification.
La fixation du diazote
L'azote se trouve en majorité dans l'air sous forme de \(N_2\). Sa réduction en une forme assimilable se fait par :
pie title Pets adopted by volunteers "Les éclairs" : 10 "L'industries" : 30 "Les bactéries" : 60
Fixation du diazote par les Bactéries
La fixation du diazote par les bactéries est faite en utilisant la nitrogénase, une enzyme. Elle réalise la réaction suivante
\(\(N_2 + 8H^+ + 8é \rightarrow 2NH_3 + H_2 + 16ATP\)\) Les électrons sont apportés par huit molécules de ferrédoxine.
Note
En présence de dioxygène, la nitrogénase est inhibée irréversiblement.
Bactérie humidité, pH,
Les plantes entretiennent les bactéries
Amonium contrôle de l’assimilation
Nitrate la plante ne contrôle pas sont assymilation convient bien au foret ou l’azote est peut présent.
Terre composition agile/limon/sable
La symbiose entre plante et chimiotrophes (bacterie) diminue lorsque la concentration d’azote augmente car en cas de la plante consacre entre 15% et 35% de l’energie produite par la photosynhtèse aux bactéries.
Aggradation
Fouragere riche en azote
Reseau mycelium transmet des eau mineraux
Nitrification
Ces réactions se réalisent sur la membrane :
| Bactérie | Description | Réaction |
|---|---|---|
| Nitrosomonas | Ammoniac en nitrite | \(\(NH_3 + O_2 \rightarrow NO_2^- + 3 H^+ + 2é\)\) |
| Nitrobacter | Nitrite en nitrate | \(\(NO_2^- + H_2O \rightarrow NO_3^- +2 H^+ + 2é\)\) |
Note
La nitrification est réalisée par des bactéries du groupe de protéobactéries. Elles sont de type Gram négatif.
Lithotrophe assimile les minéraux organiques.
Dénitrification dissimilatrice
La dénitrification dissimilatrice est le processus de réduction du nitrate en nitrite. Elle est réalisée par certaines bactéries en condition anaérobie. Le nitrate est utilisé comme l'accepteur terminal d'électrons.
D'importantes quantités de \(N_2O\) présents dans les sols sont issues de la dénitrification dissimilatrice bactérienne.
Assimilation de l'azotes par les plantes
L'absorption du nitrate se fait par un système de symport \(2H^+/NO_3^-\).
Note
pour se faire la plante acidifie le sol dans lequel elle vit.
La transformation de l'azote en composé organique a lieu le jour dans les parties aériennes.
Note
\(NH_4^+\) est toxique à forte dose, il provoque la destruction des systèmes photosynthétiques.
Les nitrates sont assimilés càd transformé en composés organiques, le jour dans les parties aériennes. Comme le nitrate est une molécule très oxydés, la plante a besoin de couplé la transformation avec des molécules énergiques essentiellement produite par l'activité de photosynthèse. Sinon ils sont stockés dans la vacuole.
Le transport dans les cellules végétales
Le transport du nitrate et de l'ammonium se fait grâce à des transporteurs de type II qui utilise le gradient de protons car la concentration d'azote est plus élevée dans la plante que dans le sol. Ainsi, il est plus facilement assimilé l'azote lorsque le pH du sol est acide. Les transporteurs sont :
- Nitrite avec NRT 1 (à faible affinité) et 2 (à forte affinité) sont des transporteurs secondaires de type symport qui fonctionne avec le gradient proton. Ils sont produits systématiquement et leur activité est réguler par phosphorylation.
- Ammonium avec AMT.
La réduction des nitrates et nitrites en ammonium
Ces réactions sont catalysées respectivement par nitrate réductase et la nitrite réductase. Comme le nitrite est toxique pour les plantes, pour éviter qu'il se concentre, l'activité de la nitrite réductase est hautement régulé à la fois au niveau :
- Transcriptionnelle
- Activité inhibée
La réduction de l'azote en ammonium se fait par l'utilisation de pouvoir réducteur par l'utilisation de \(FADH_2\) et NADH. Comme la production de \(FADH_2\) et NADH a lieu durant la journée par l'activité de photosynthèse. L'activité des enzymes dépend de molécules qui sont liées à l'activité de photosynthèse notamment de :
- Horloge circadienne
- Concentration de glucose qui fournit une information sur l'activité de photosynthèse.
Note
En automne, l'azote contenu dans les protéines des feuilles est récupéré pour constituer des stocks dans des cellules pérennes.
- Glutamine synthétase \(NH_4^+\) sur un glutamate pour produire un glutamine.
- Le glutamine sert de de nombreuses voies de synthèse notamment dans celle de la production de glutamate par la GOGAT.