Transcript bactéries photosynthétiques « vertes

LES BACTERIES
PHOTOTROPHES
Programme
Bactéries phototrophes.
Les étudiants devront
simplement pouvoir
analyser un document
présentant de tels
métabolismes.
LES BACTERIES
PHOTOTROPHES
1. LA PHOTOSYNTHESE OXYGENIQUE
2. LA PHOTOSYNTHESE ANOXYGENIQUE
3. Cas particulier LES HALOBACTERIES
PHOTOSYNTHESE EN ABSENCE DE
CHLOROPHYLLE
absorption E lumineuse par
pigments spécialisés
((bactério)chlorophylles)
membranaires
utilisation lumière
(énergie solaire)
comme source
d’énergie
Production
ATP et / ou fpm
PHOTOSYNTHESE
Bactérie phototrophe pigmentée
•
la photosynthèse a lieu dans des membranes où se trouvent :
– des chlorophylles,
– des pigments accessoires
– une (ou des) chaîne(s) de transfert d'électrons.
• On peut diviser la photosynthèse en 2 parties :
les réactions lumineuses
de la photosynthèse
ensemble des événements
(photochimiques) qui
assurent la conversion de
l'énergie lumineuse en
fpm ou en énergie
chimique.
Vours cours Mme Maurel
Les réactions sombres ou
obscures (indépendantes
de la lumière)
emploi par la cellule de
l'énergie obtenue par les
réactions lumineuses, pour
la synthèse de composés
carbonés.
• Il existe deux types de phototrophies chez les procaryotes :
Photosynthèse
oxygénique en aérobiose :
Photosynthèse
anoxygénique en
anaérobiose :
produit de l’O2
pas de production d’O2
réalisée par :
réalisée par :
cyanobactéries
bactéries vertes et
pourpres
photosynthèse
oxygénique
photosynthèse anoxygénique
Groupe
Bactéries Pourpres
Bactéries Vertes
Pourpres sulfureuses
Famille
Chromatiaccae
Genre
-Chromatium
-Thiocystis
-Thiospirillum
-Thiocaspa
-Lamprobacter
-Lamprocystis
-Thiodictyon
Amocbobacter
-Thiopedia
Ectothiorhodospirac
cae
Ectothiorhodospira
Pourpres non
sulfureuses
Bactéries
vertes
sulfureuses
-Rhodospirillum
-Rhodopil
-Rhodobacter
Rhodopseudomonas
-Rhodomicrobium
-Rhodocyclus
-Chlorobium
Prosthecochloris
-Pelodictyon
-Ancalochloris
-Chloroherpeton
Chromatium okenii
Bactéries vertes
filamenteuses
multicellulaire
(non sulfureuse)
-Chloroflexus
-Heliothrix
-"Oscillochloris"
-Chloronema
cyanobactéries
-Anabaena
-Osctllatorta
-Microcystis
• Pour réaliser la photosynthèse, il faut des
donneurs d'électrons :
– soit inorganiques : l'eau (chez les cyanobactéries
seulement), le sulfure, le soufre et l'hydrogène ;
– soit organiques : acide formique et méthanol.
• Comment appelle t’on les phototrophes qui utilisent les donneurs
d'électrons inorganiques et ceux qui utilisent les donneurs
organiques ?
• Les bactéries phototrophes sont présentes dans la plupart des milieux
liquides : lacs, étangs
• elles sont trouvées à des profondeurs différentes selon :
– leur comportement vis-à-vis de l’oxygène,
– leurs besoins en soufre
– leur équipement pigmentaire qui leur permet de capter la lumière à des
profondeurs plus ou moins grandes.
1. LA PHOTOSYNTHESE OXYGENIQUE
• Uniquement chez les cyanobactéries
• Réalisent une photosynthèse type eucaryote
• La photosynthèse à lieu dans les membranes de
thylacoïdes ou la membrane cytoplasmique (Gloeobacter)
THYLACOÏDE
Les chlorophylles sont localisées dans les centres réactionnels.
Des complexes spécialisés dans le captage de la lumière (les
antennes), faits de protéines et de pigments, canalisent la
lumière vers ces centres.
La photosynthèse oxygénique se caractérise par 2 sortes
d’antennes associées aux photosystèmes : PSI et PSII
et se représente généralement par le schéma en Z :
Propulsion
d’un e- au
niveau d’E
supérieur
PSI absorbe   680 nm
et transfère son E à
la chlorophylle a :
P700
PSII absorbe  plus courte et
transfère son E à la
chlorophylle P680
Propulsion
d’un e- au
niveau d’E
supérieur
PSII est
alimenté en
e- par
l’oxydation
de l’eau
les eparcourent la
chaîne de
transfert d’evers PSI
Absorption E
lumineuse par
chlorophylle
P680 du PSII
les e- éjectés
du PSI
réduisent
NADP+ en
NADPH
flux e-  fpm à travers membrane du thylacoïde
 ATP : PHOTOPHOSPHORYLATION
2. LA PHOTOSYNTHESE
ANOXYGENIQUE
• La photosynthèse anoxygénique : pas production
d'oxygène
est pratiquée en anaérobiose par des bactéries de
l'ordre des Rhodospirillales :
– Chez les bactéries photosynthétiques « pourpres »,
tous les composants photosynthétiques se trouvent dans
des membranes intracellulaires
– Chez les bactéries photosynthétiques « vertes »,
les composants des complexes capteurs de lumière sont dans
les chlorosomes, tandis que les centres réactionnels sont dans la
membrane cytoplasmique.
Chez les bactéries pourpres,
les électrons éjectés d'un centre réactionnel parcourent un cycle via
une chaîne de transfert d'électrons et reviennent au centre de départ.
La fpm ainsi engendrée peut servir, par exemple, à la synthèse d'ATP.
 Chez les bactéries
vertes, le flux d'électrons
génère une fpm et peut
aussi être utilisé pour la
réduction directe du NADP+
en NADPH. Un tel flux
d'électrons non-cyclique
demande à être fourni en
électrons par un donneur
exogène. Les donneurs
d'électrons chez les
bactéries photosynthétiques
vertes sont notamment le
sulfure et le thiosulfate,
mais jamais l'eau parce
que, chez ces organismes,
la photosynthèse est
toujours anoxygénique.
flux d‘e – pour
réduction
directe
flux d‘e génère
une fpm
donneur e exogène
La nature du donneur d’électrons varie:
-H2, H2S, S pour les bactéries pourpres et vertes sulfureuse
-Composés organiques ou éventuellement H2S ou H2 pour les nonsulfureuses
donneurs
d’électron
transfert e- sur chaîne
transport
production fpm
et ATP
Réduction de
NADP+ en
NADPH
3. Cas particulier LES HALOBACTERIES
PHOTOSYNTHESE EN ABSENCE DE
CHLOROPHYLLE
région différenciée
de la membrane
cytoplasmique,
pigmentée de
pourpre se
développant à la
lumière, en
anaérobiose ou en
microaérobiose
ex :
bactériorhodopsine