C5-CYCLES - école Samuel

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Le carbone, élément de base des molécules
complexes qui forment les cellules vivantes.
L’hydrogène, grand compagnon des chaines de
carbone dans les acides gras, les glucides, les
protéines, etc.
L’azote,constituant essentiel de la structure des
acides aminés, des protéines et de l’ADN.
Le phosphore, un élément chimique qui joue un rôle
important dans la production d’énergie, dans la
structure des os et des dents, en plus d’être un
constituant essentiel des phospholipides des
membranes cellulaires et des molécules d’ADN.
L’oxygène, etc.
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Ces éléments de base circulent constamment,
en boucle, de l’environnement aux
organismes vivants.
Un cycle biogéochimique est un ensemble de
processus grâce auxquels un élément passe
d’un milieu à un autre, puis retourne dans
son milieu original, en suivant une boucle de
recyclage sans fin.
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Pour se construire et vivre les organismes
doivent ingérer des éléments chimiques
essentiels.
Les atomes sont « en roulement » perpétuel
dans les organismes vivants.
Ils puisent ces éléments dans la lithosphère,
l’hydrosphère, l’atmosphère et la biosphère.
Ces éléments chimiques passent sans cesse
d’un milieu à un autre: c’est ce qu’on nomme
un cycle biogéochimique.
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Les processus biologiques
◦ Respiration cellulaire, digestion…
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Les processus géologiques
◦ Érosion des roches, sédimentation…

Les processus chimiques
◦ Combustion, synthèse…
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Il s’agit d’un cycle biogéochimique qui
correspond à l’ensemble des échanges de
carbone sur la planète.
Il comprend tous les échanges de carbone
entre la lithosphère, l’hydrosphère et
l’atmosphère.
◦ La portion biochimique du cycle participe à la vie
des organismes.
◦ La portion géochimique du cycle est liée au sol et à
la façon dont le carbone y circule.
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Carbone atmosphérique
Phytoplancton
Zooplancton
Sédiments
Pétrole
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https://www.youtube.com/watch?v=gII5Y8tamHo Le cycle du
carbone, animation 3 min 03 en français
https://www.youtube.com/watch?v=i44Jp2YdpuQ
https://www.youtube.com/watch?v=w7Ht5NgbhT0
http://www.youtube.com/watch?v=B5hJ_Fh07L4 Le cycle du
carbone, animation 1 min 28 en français
http://www.biology.ualberta.ca/facilities/multimedia/uploads
/intro-biology/Ccycle2.html Le cycle du carbone, animation
sans parole
http://www.sciencesanimations.fr/lycee/Anim_htm/Annimation8.htm Le cycle du
carbone, animation sans parole
http://www.ipsl.fr/fr/Pour-tous/Les-animations-etfilms/Cycle-du-carbone-et-echanges-naturels Le cycle du
carbone, animation sans parole
http://co2now.org/ CO2 atmosphérique
http://www.les-crises.fr/climat-4-cycle-carbone/
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 Le
cycle de l’azote comprend tous
les échanges d’azote entre la
lithosphère, l’hydrosphère et
l’atmosphère.
 Peu d’organismes ont la capacité
de tirer directement leur azote de
l’atmosphère, même s’il s’y trouve
en abondance.
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En milieu terrestre
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 Il
s’agit d’un processus qui
convertit le diazote
atmosphérique en composés
ou ions azotés disponibles
pour les organismes.
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 Cette
fixation s’effectue dans le
sol, par des bactéries qui vivent
en symbiose avec les racines de
certaines plantes.
 Ces bactéries produisent…
◦ de l’ammoniac (NH3)
◦ et des ions ammonium (NH4+)
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 La
décomposition
d’organismes et d’excréments
par des champignons et des
bactéries présents dans le sol
produit également de
l’ammoniac (NH3).
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 Les
décharges électriques
des orages produisent des
ions nitrates (NO3-).
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 C’est
le processus de
transformation de l’ammoniac
et de l’ammonium en nitrites
(NO2-).
 Pour ce faire, des bactéries
nitrifiantes du sol utilisent le
dioxygène qui s’y trouve.
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 En
présence d’oxygène, d’autres
bactéries transforment les nitrites
en nitrates (NO3-).
 Les plantes utilisent ces nitrates
pour leur croissance …
◦ Pour fabriquer leur ADN
◦ Pour fabriquer leurs protéines
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
Il est important de maintenir une bonne
aération (ou oxygénation) du sol pour
permettre bactéries fixatrices d’azote de se
développer et d’effectuer la fixation de
l’azote atmosphérique et la nitratation. Ces 2
étapes sont nécessaires à la croissance des
végétaux.
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 Les
herbivores comblent leur
besoin en azote exclusivement en
ingérant des plantes; il s’agit de
leur seule source d’azote.
 Les animaux carnivores doivent
ingérer d’autres animaux pour se
procurer leur azote.
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 Certaines
bactéries présentes
dans le sol transforment les
nitrates inutilisés par les plantes
en diazote qui retourne alors dans
l’atmosphère.
N2
bactéries
NO322
En milieu aquatique
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
Ce sont principalement des
cyanobactéries qui captent le diazote
atmosphérique et produisent…
◦ des ions ammonium (NH4+), assimilables par les
végétaux.
◦ et de l’ammoniac (NH3), toxique pour les
poissons.
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 La
matière organique en
décomposition dans l’eau
produit également de
l’ammoniac.
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 Des
bactéries utilisent
ammoniac et ammonium pour
former des nitrites.
 Les nitrites sont également
toxiques pour les poissons.
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 Grâce
à des bactéries
consommatrices d’oxygène, les
nitrites sont transformés en
nitrates (NO3-).
 Les plantes aquatiques utilisent
ces nitrates pour leur croissance…
◦ Fabrication de leur ADN
◦ Fabrication de leurs protéines
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 Certaines
bactéries présentes
dans l’eau transforment les
nitrates non assimilés par les
plantes aquatiques en diazote qui
retourne dans l’atmosphère.
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https://www.youtube.com/watch?v=OkROQzoAQGA cycle de
l’azote 5 min 28 en français
http://www.cscapitale.qc.ca/boudreau/cours/site_st/module
_2_fichiers_fichiers/chapitre_15.htm nombreuses animations
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Cycle biogéochimique qui correspond
à l’ensembles des échanges de
phosphore sur la planète.
 Il n’y a pas d’échange de phosphore
avec l’atmosphère. Il ne circule que
dans la lithosphère et l’hydrosphère.
 Il circule principalement sous la forme
de phosphates.
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 Le
phosphore est un matériau
de base de l’ADN.
 Il est essentiel à la fabrication
de structures telles les os, les
dents et les coquilles.
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 Le
phosphore se trouve
principalement dans les
roches.
 C’est essentiellement sous la
forme ion phosphate (PO43-)
que le phosphore circule dans
son cycle.
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 L’érosion
que cause le vent et la
pluie libère le phosphore de la
roche, sous forme d’ions
phosphates.
 Les ions ruissellent vers
l’hydrosphère ou sont lessivés à
travers la lithosphère.

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Les végétaux absorbent les ions
phosphates par leurs racines (besoin
pour ADN).
 Les herbivores puisent leur phosphore
en mangeant des végétaux (besoin
pour coquilles, os, dent).
 Les omnivores obtiennent leur
phosphore en s’alimentant d’autres
organismes vivants.
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Par l’urine et les excréments, des ions
phosphates retournent au sol.
 Les cadavres d’organismes en
décomposition libèrent des
phosphates qui retournent dans le sol.
 Une partie de tous ces phosphates est
réutilisée par les végétaux.
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Une partie des phosphates est lessivée et
transportée jusqu’à l’océan.
Le phytoplancton s’en nourrit (besoin pour
carapace, coquille…) et sert à son tour de
nourriture aux autres organismes marins.
Une partie des phosphates dissous se retrouve au
fond des mers et sédimente pour former, au
terme de millions d’années, de nouvelles roches.
À la suite de mouvements tectoniques, ces
roches se retrouvent éventuellement à la surface
pour recommencer le cycle.
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L’épandage d’engrais riches en
phosphates sur les terres agricoles et
le rejet de résidus de savons
phosphatés dans les eaux usées
résidentielles entraine un déséquilibre
du cycle du phosphore.
 L’excès de phosphore accélère la
croissance des algues et favorise
l’eutrophisation des eaux.
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