Chapitre 4 - Nutrition et culture des cellules bactériennes Flashcards
1
Q
Quelles sont les 3 manière de classifier des bactéries?
A
- Exigences alimentaires (types trophiques)
- Croissance en présence de O2 ou non
- Température de croissance
2
Q
Quels sont les 2 types de nutriments essentiels à la croissance des bactéries? et en quelle quantité sont-ils nécessaires?
A
- Macroéléments (majeurs)
2. Éléments mineurs (oligoéléments)
3
Q
Quels sont les 12 bioéléments essentiels (macroéléments) pour les bactéries?
A
CHONPS + K, Mg, Ca, Fe, Na, Cl.
4
Q
Quels bioéléments sont les constituants majeurs du matériel cellulaire?
A
Les bioéléments essentiels majeurs (macroéléments)
5
Q
Quels macroéléments constituent 95% de la masse sèche de la cellule?
A
CHONPS
6
Q
Quelle est la fonction du K? (3)
A
Principal cation inorganique, cofacteur d’enzymes, synthèse protéique
7
Q
Quelle est la fonction du Mg? (2)
A
- Cofacteurs d’enzymes : chlorophylle et bactériochlorophylle,
- intégrité membranaire.
8
Q
Quel bioélément majeur est le cofacteurs d’enzymes pour la chlorophylle et la bactériochlorophylle?
A
Mg.
9
Q
Quelle est la fonction du Ca? (1)
A
Cofacteur d’enzymes : protéases, amylases, dipicolinate de Ca (= formation endospore)
10
Q
Quel est le rôle du dipicolinate de Ca et ou le retrouve-t-on?
A
Dipicolinate de calcium permet la formation d’endospores résistants.
11
Q
Ou retrouve-t-on le Fer et quelle est la nature de son rôle?
A
Retrouvé dans les cytochromes et dans autres protéines impliquées dans la bioénergétique.
Donc son rôle est de nature bioénergétique.
12
Q
Quels sont les 2 rôles du Na?
A
- Transport membranaire
2. Important pour les bactéries marines
13
Q
Quels sont les 2 rôles du Cl?
A
- Principal anion inorganique
2. Intégrité électrostatique
14
Q
Les bioéléments majeurs sont en demande à quelle concentration environ?
A
10^-4 M chaque!
15
Q
Qu’arrive-t-il lorsqu’il y a absence d’un macroélément?
A
Absence de croissance
16
Q
Quels sont les 8 bioéléments mineurs chez les bactéries? (aussi connus sous le nom de oligoéléments)
A
Zn (Zinc), Mn (manganèse), Mo (molybdène), Se (sélénium), Co (cobalt), Cu (cuivre), Ni (Nickel) , W (Tungsten)
Zn, Mn, Mo, Se, Co, Cu, Ni, W
17
Q
Quel est le rôle du Zn? ou le retrouve-t-on? (3)
A
Polymérase ADN, ARN, alcool déshydrogénase
18
Q
Ou retrouve-t-on le Mn? Quel est son rôle? Et dans quel système?
A
Retrouvé dans la superoxyde dismutase (SOD). Nécessaire pour le fonctionnement de cet enzyme qui inactive les dérivés toxiques de l’oxygène (O2-) en H202 et O2.
SOD retrouvée dans le photosystème II (cyanobactéries)
19
Q
Quel est le rôle du Mo?
A
Fixation du N2 : nitrogénase
20
Q
Quel est le rôle du Se?
A
Biosynthèse de l’acide aminé Se-Cys (Sélénocystéine)
21
Q
Quel est le rôle du Co?
A
Biosynthèse de l’acide aminé glu = glutamate.
Présent dans la vitamine B12
22
Q
Dans quel type de vitamine retrouve-t-on le Co?
A
Dans la vitamine B12
23
Q
Quelles sont les fonctions du Cu? (2)
A
- Rôle dans le fonctionnement de la Superoxyde dismutase
2. bioénergétique
24
Q
Quel est le rôle du Ni?
A
Déshydrogénase
25
Quel est le rôle du W?
Déshydrogénase
26
De quelles concentrations des bioéléments mineurs ont-elles besoin les bactéries?
Concentration à l'état de traces (présentes dans l'eau)
27
Sous quelles formes chimiques ces bioéléments sont-ils assimilés? exceptions?
Majorité sous la forme de sels inorganiques.
| Exceptions : CHONS
28
Comment le soufre est-il utilisé? Nommer les 2 exceptions.
Le soufre est utilisé sous forme SO42- et S2O32-.
Exception 1: Archaebactéries méthanogènes (CH4), utilisent le H2S
Exception 2 : Autres bactéries utilisent les acides aminés : cystéine et méthionine comme source de soufre.
29
Comment est-il assimilé l'azote? 2 exceptions?
Le NH3 est utilisé comme source d'azote chez la majorité des bactéries
Exception 1: Les bactéries fixatrices d'azotes (ex. azotobacter et rhizobium) transforment le N2 en NH3
Exception 2 : Certaines autres bactéries utilisent les acides aminés (extraient les groupements NH2 des acides aminés pour obtenir leur azote)
30
Quel pourcentage du poids sec des bactéries l'azote forme-t-il?
10% du poids sec.
31
Comment est obtenu le carbone, l'oxygène et l'hydrogène par les bactéries? Exception (1)?
Grâce à la matière organique et le H2O. Tous composés organiques naturels sont dégradés par des microorganismes
Exception: Autotrophes qui utilisent le CO2 comme matière inorganique (dans le cycle de Calvin-Benson - organismes prennent le CO2 et produisent du glucose donc transforment le carbone inorganique en carbone organique)
32
En quoi sont transformés les éléments nutritifs par les bactéries? (2)
1. Matériel cellulaire
| 2. Énergie
33
Quelle est la composition de la cellule bactérienne? Pourcentage
```
Macromolécules : 96% du poids sec
Dont :
Protéines : 60%
Polysaccharides : 5%
Lipides: 9%
ADN, ARN : 22%
Puis,
Sels, intermédiaires métaboliques, précurseurs : 4%
```
34
Vrai ou faux: Les nutriments lorsqu'ils sont transportés dans la cellule sont très rapidement utilisés : métabolisme très rapide.
Vrai!
35
Vrai ou faux : Les protéines ont une très petites diversité moléculaire.
Faux, elles ont une très grande diversité moléculaires plusieurs types de protéines existent dans la cellule.
36
Quels sont les 2 types de polysaccharides qui leur donne leur diversité moléculaire de 2?
1. Les acides teichoïques ou LPS
| 2. Les couches de peptidoglycanes
37
Qu'est ce que la définition du métabolisme? Quelles sont ses 2 composantes?
Le métabolisme est l'ensemble des réactions biochimiques cellulaires.
Métabolisme : catabolisme + anabolisme
38
Qu'est ce que le catabolisme?
Transformation des nutriments en métabolites intermédiaires (précurseurs - Unité de la biochimie).
Formation en nombre restreints et communs à tous les organismes.
Cette transformation produit de l'énergie sous différentes formes (ATP, NADH, NADPH)
39
Qu'est ce que l'unité de la biochimie?
Les métabolites intermédiaires produits lors du catabolisme. Ils sont produits en nombres restreints et communs à tous les organismes.
40
Sous quelle forme est produite l'énergie lors du catabolisme?
ATP, NADH et NADPH
41
Quel est le principe de l'anabolisme?
Utilisation des intermédiaires + énergie = biosynthèse des macromolécules = du matériel cellulaire.
42
Vrai ou faux: Catabolisme : Éléments nutritifs transformés en Précurseurs + énergie
Vrai
43
Vrai ou faux: Anabolisme : Précurseurs + énergie transformés en matériel cellulaire + autres utilisations?
Vrai
44
Quelles sont les 4 utilisations de l'énergie obtenue par le catabolisme?
1. Biosynthèse et polymérisation : avec les précurseurs qui forment des macromolécules puis des structures cellulaires.
2. Transport actif : concentration des nutriments dans la cellule et élimination des déchets métaboliques.
3. Motilité: Déplacement vers les nutriments et éloignement des répulsifs. (locomotion par ex. flagelles)
4. Maintien de la balance osmotique : K+ int supérieur à ext. et H+ int. inférieur à ext.
45
Quels sont les 2 rôles du transport actif dans la cellule?
1. Concentration des nutriments dans la cellule
| 2. Élimination des déchets métaboliques
46
Comment classifient-on nous les bactéries? (Composantes du type trophique)
Selon leur types trophiques: Sources d'énergie et sources de carbone.
47
Quels sont les 2 sources d'énergies pouvant être utilisées par les bactéries?
1. La lumière : phototrophes
| 2. Substances chimiques: chimiotrophes
48
Qu'est ce qu'un organisme phototrope?
Utilise la lumière pour obtenir son énergie.
49
Qu'est ce qu'un organisme chimiotrophe?
Utilise des composés chimiques ou réactions chimiques (oxydo-réduction) pour obtenir de l'énergie.
50
Quelles sont les 2 sources de carbone utilisables par les bactéries?
1. CO2 : autotrophes
| 2. Matière organique : hétérotrophes ( ou organotrophe)
51
Qu'est ce qu'un organisme autotrophe?
utilise le CO2 comme source de carbone
52
Qu'est ce qu'un organisme hétérotrophe?
Utilise ou dégrade la matière organique pour obtenir son carbone.
53
Qu'est ce qu'un organisme photoautotrophes? donner un exemple.
Il utilise la lumière comme source d'énergie et le CO2 comme source de carbone.
Ex. Cyanobactéries.
54
Qu'est ce qu'un organisme chimioautotrophes? Donner une exemple.
Il utilise les réactions chimiques ou composés chimiques pour obtenir son énergie et utilise le CO2 comme source de carbone.
Ex. Thiobacillus. - mais celui-ci est chimiolithotrophes.
55
Qu'est ce que la différence entre un organisme chimioautotrophes et chimiolithotrophes? Donner un exemple d'un bactérie chimiolithotrophes.
Ce sont des synonymes! Utilisation de réactions chimique pour obtenir énergie et utilisation du CO2 comme source de carbone (source de carbone inorganique)
Ex. Thiobacillus
56
Qu'est ce qu'un organisme photohétérotrophes? Donner un exemple.
Il utilise la lumière comme source d'énergie et la matière organique comme source de carbone.
Ex. Bactéries vertes photosynthétiques.
57
Qu'est-ce qu'un organisme chimiohétérotrophes?
Utilise des réactions chimiques pour produire son énergie et utilise la matière organique comme source de carbone.
58
Qu'est ce qu'un organisme chimioorganotrophes? différence entre chimiolithotrophes?
Utilise des réactions chimiques pour produire son énergie et utilise la matière seulement organique comme source de carbone.
Tandis que l'organisme chimiolithotrophes utilise les rxn chimiques comme source d'énergie et la matière inorganique provenant de composés minéraux comme source
de carbone.
59
Qu'est ce qui donne la capacité aux bactéries de croître en présence de O2? (2)
1. Métabolisme énergétique (utilisation du O2)
| 2. Neutralisation des formes toxiques de l'O2
60
Qu'est ce qui permet le métabolisme énergétique (utilisation du O2)?
- Le fait que l'O2 soit l'accepteur final dans la chaîne de transport d'électrons donc dans la phosphorylation oxydative (pour la respiration aérobie)
- forme comme produit de l'ATP, NADH et NADPH aussi.
- C'est une cascade d'oxydo-réduction par des enzymes qui mène à l'accepteur final d'électrons le O2 chez les bactéries aérobiques.
61
Quels sont les intermédiaires énergétiques formés lors de la chaîne de transport d'électrons ayant comme accepteur final le O2?
ATP, NADH et NADPH.
62
Définition d'une bactérie aérobie stricte.
- Pas de croissance en absence d'O2 (doit avoir présence O2 pour que la chaîne de transport d'électrons se termine et produise les molécules énergétiques voulues)
- Respiration aérobie exclusivement
- Accepteur final d'électrons : O2.
- Présence de la superoxyde dismutase (SOD) pour neutraliser les formes toxiques d'O2.
63
Définition d'une bactérie anaérobie strictes.
- Pas de croissance en présence de O2.
- Fermentation: Accepteur final d'électrons = produit final de fermentation qui sera éliminé par la suite.
- Production d'ATP, NADH et NADPH quand même.
- Enzymes SOD, catalase, peroxydase absentes ou non fonctionnelles, donc il y a accumulation de formes toxiques de l'O2 : O2-.
64
Comment fonctionne la superoxyde dismutase? (SOD)
Élimine et neutralise les formes toxiques d'O2 présentes dans la cellule.
RXN : 2O2- + 2H+ = H2O2 + O2.
Le H2O2 est ensuite éliminé par la catalase ou la peroxidase. Le H2O2 est moins toxique que le O2- mais doit quand même être éliminé.
65
Comment fonctionne la catalase?
Transforme le H2O2 produit par la SOD.
| RXN: 2H2O2 = 2H2O + O2.
66
Comment fonctionne la peroxidase?
Transforme le H2O2 produit par la SOD.
| H2O2 + NADH + H+ = 2H20 + NAD+
67
Vrai ou faux: il n'y a pas de limite toxique à la quantité de O2 pouvant être présente dans l'environnement en présence de bactéries aérobie.
Faux. Il y a une limite même pour les aérobies.
- La croissance diminue si la concentration d'O2 est supérieure à 20% puisqu'il y a une accumulation de formes d'oxygène toxiques.
68
Définition d'une bactérie anaérobie facultative.
- Croissance en présence ou absence d'O2.
- Respiration ou fermentation, mais utilise le métabolisme le plus rentable qui est toujours la respiration.
- Présence de SOD et de catalase, peroxidase.
- Le matériel génétique contient les gènes codants pour la respiration et la fermentation donc peut utiliser celui qu'il veut selon le milieu.
69
Définition des bactéries aérotolérantes.
- Croissance en présence ou absence d'O2.
- Fermentation exclusivement, on seulement la machinerie de fermentation.
- Présence de la SOD et catalase/peroxidase.
- n'utilisent pas le O2 pour croître.
70
Définition des bactéries microaérophiles.
- Croissance exclusivement en présence de faible concentration d'O2 (2-10%)
- Respiration aérobie
- Activités enzymatiques essentielles sensibles au O2.
(quelques activités enzymatiques sont inactivées en présence d'une grande quantité d'O2)
71
Qu'est ce qu'un psychrophiles? Température de croissance, température optimum, température minimum? exemples.
Psychrophiles grandissent dans des températures allant de 0-20 C, très froides
Température optimum : 10-15 C
Température minimum : -20C
ex. océans, glace, neige (Lac Deep, Antarctique)
72
Pourquoi les exobiologistes (NASA, ASE) étudient-ils les psychrophiles?
Puisqu'il y a de l'eau de très basse température sur les autres planètes (Titan, Encedalus, Europa) et ils pensent qu'il y aura la présence de psychrophiles dans ces eaux.
73
Qu'est ce qu'un psychrotrophes? 2 autres noms? Températures de croissance rapide vs température de croissance lente?
Psychrotrophes, psychrotolérants, psychrophiles facultatifs
Croît dans des températures un peu plus chaudes que les psychrophiles.
- Température de croissance : 20-30 C
- Croissance lente : 0-20 C.
74
Qu'est ce qu'un mésophile?
Croît dans températures moyennes : 20-45 C
Ex. Pathogènes humains ou pathogènes aviaires
S'adaptent à la température du corps humain (pathogènes humains) : 37 C ou à la température du corps des aviaires (pathogènes aviaires) : 42 C
75
Qu'est ce qu'un thermophiles? Température de croissance et croissance optimum?
Ou les retrouve-t-on?
Croient beaucoup plus efficacement à des températures élevées : 45-85 C
Optimum : 50-60 C
Retrouvés dans des sources chaudes ou du fumier.
76
Qu'est ce qu'un thermophile extrême? Température de croissance? Exemples de bactéries? Exemple d'endroit ou on les retrouve?
Thermophile extrême, aiment les températures extrêmes : au dessus de 85 C, meurent si la température tombe sous 80 C.
ex. Pyrodictyum 110 C
Souche 121 : 121-130 C (Geogemma barossii)
Retrouvés dans les cheminées hydrothermales.
77
Qu'est ce que l'objectif d'un milieu de culture?
Augmenter la population du microorganisme souhaité.
78
Qu'est ce qu'est le prérequis à la formation d'un milieu de culture?
Prérequis: Stérilité du milieu de culture, absence de microorganismes.
Préparation d'un milieu de culture, élimination de tout microorganisme dans le milieu (stérilité) et ensemencement avec microorganisme désiré.
79
Quels sont les 2 types de cultures?
Culture pure et culture mixte
80
Qu'est ce qu'une culture pure?
- Un seul type de microorganisme présent
| - Population de microorganismes ou tous les individus ont les mêmes caractéristiques.
81
Qu'est ce qu'un culture mixte?
- Plusieurs microorganismes
- Mettre en contact de façon volontaire des microorganismes
- Reproduire ce qui est présent en nature
- Étude des interactions entre les microorganismes (inhibition, compétition, synergisme, etc.)
- Ce n'est pas une contamination puisque la présence de plusieurs microorganismes est voulue.
82
Est ce qu'une culture mixte fait preuve de contamination?
non car il y a présence de plusieurs microorganismes par choix.
83
Qu'est ce qui compose un milieu de culture?
- Tous les éléments nécessaires, en quantité suffisantes, pour permettre la croissance.
84
Quels sont les éléments nécessaires pour permettre la croissance en milieu de culture? (3)
1. Source d'énergie
2. Source de carbone
3. Facteurs de croissance (éléments essentiels à la biosynthèse des macromolécules)
85
Qu'est ce qu'un facteur de croissance?
| 3 exemples
Précurseurs essentiels qui ne peuvent pas être synthétisés par la bactéries d'intérêts.
ex. Vitamines, acides aminés, purines et pyrimidines.
86
Quels sont les 2 types de milieux de croissance?
Milieux liquides ou milieux solides
87
Vrai ou faux : Les milieux liquides et solides possèdent des éléments nutritifs distincts
Faux, ils possèdent les mêmes éléments nutritifs.
88
Qu'est ce qu'un milieu solide?
| exemple?
Un milieu solide (gélosé) = permet les échanges gazeux, distribution non-uniforme des microorganismes dans le milieu.
Ex. Plats de Petri
89
Quel est l'agent gélifiant utilisé pour les milieux solides (gélosés), propriétés?
Agent gélifiant: Agar (0,5-1,5%)
- Solubilisation 100 C, gélification à 45 C, resolubilisation à 100 C
- Non dégradé par la majorité des microorganismes
- Croissance = colonies, populations regroupées en colonies ce qui permet leur séparation physique, non-uniforme et donc d'isoler un organisme qui nous intéresse et générer une culture pure.
90
Quel agent gélifiant est utilisé pour les bactéries dégradant l'agar?
Nous utilisons un autre agent gélifiant : le Gel de silice qui est un composé non dégradé par les microorganisme mais celui-ci est très couteux.
91
Qu'est-ce que la stérilisation?
Élimination des microorganismes viables (incluant les endospores d'un milieu)
- Si la stérilisation est fonctionnelle, même les endospores perdront leur viabilité.
- c'est le prérequis à la formation d'un milieu de culture.
92
Quels sont les 6 moyens de stérilisation?
1. Stérilisation par chaleur - flamme
2. Stérilisation par chaleur sèche
3. Stérilisation par chaleur humide
4. Radiation ionisantes
5. Filtration
6. Substances chimiques
93
Par quoi est influencée l'efficacité de la stérilisation par la chaleur? (4)
L'efficactié de la stérilisation par la chaleur est influencée par :
1. La température
2. La durée
3. L'humidité
4. Le nombre et l'état des microorganismes
(ex. endospores vs cellules végétatives)
* Il faut donc connaître son milieu avant de stériliser (quels microorganismes sont présents?)
94
Comment est effectuée la stérilisation par chaleur à l'aide d'une flamme? exemple?
Flamme 1275 C
ex. Bec Bunsen
Utilisation d'un fil a boucle et manipulations à proximité de la flamme afin de rester dans le champ stérile - tous les instruments dans l'environnement près de la flamme auront peu de probabilité de contamination.
95
Comment est effectuée la stérilisation par chaleur sèche? Quels types d'instruments stérilisés de cette manière?
Avec un four à air chaud (ex. four Pasteur - 160-170 C pour 2-3 heures)
- Utilisé pour la verrerie, pipettes et objets de métal
- à la sortie, afin de conserver la stérilité, il faut recouvrir le matériel avec un bouchon ou l'envelopper dans un papier.
96
Comment faire pour conserver la stérilité en sortant les instruments d'un four Pasteur?
Il faut recouvrir le matériel avec un bouchon ou l'envelopper dans un papier.
97
Est ce que le four à microondes est un bon outil de stérilisation? Pq?
Non le four à micro-ondes n'est pas un bon outil de stérilisation car il se forme des poches dans le microondes qui ne se rendent pas à la température nécessaire pour stériliser un objet.
98
Quel est l'avantage d'utiliser la chaleur humide comme moyen de stérilisation?
C'est une chaleur plus pénétrante, donc plus efficace pour stériliser.
99
Comment fonctionne la chaleur humide comme moyen de stérilisation? Donner un exemple d'outil qui utilise la chaleur humide.
Autoclave, utilise la vapeur d'eau.
121 C, pression 1kg/cm^2, pendant 15 min
- Ce qui cause même la perte de viabilité des endospores.
100
Si nous avons un volume plus grand et nous voulons le stériliser avec la chaleur humide (autoclave), comment ajustons-nous notre protocole?
Il faut augmenter le temps passé dans l'autoclave si nous voulons stériliser un plus grand volume.
101
Qu'est ce que nous stérilisons avec la chaleur humide (autoclave)? (2)
1. Des préparations de liquides thermorésistants.
| 2. Des conserves (cannes de conserve)
102
Quel est l'endospore le plus résistant?
Clostridium botulinum
103
Certains composés se stérilisent mal à la chaleur, quelle technique devrions nous utiliser?
Les radiations ionisantes
104
Comment fonctionne la technique de radiations ionisantes au rayon gamma? Quel genre de dommage peut-elle causer?
Rayons gamma (pénétrants), peut causer des dommages à l'ADN.
105
Quel genre d'objet peut-on stériliser avec la radiation ionisante, rayons gamma? (2)
1. Des objets à usage unique: pipettes, pétris (plastiques thermosensibles)
2. Des conserves, épices (change le goût)
106
Quel genre d'installation avons-nous besoin pour effectuer la radiation ionisante?
Des installations avec des parois couvertes de plomb, qui absorbent les rayons gamma.
107
Ou utilisons nous la technique de radiation ionisante avec Rayon UV? (2) et quels genre de rayon sont-ils?
Rayons UV = non pénétrants.
Nous l'utilisons sur des surfaces afin de créer des enceintes stériles (enceintes de biosécurité) et nous l'utilisons dans des usines de traitement d'eau.
108
Que stérilisons nous avec la méthode de filtration? 3 exemples.
Les liquides thermosensibles
1. Sérum
2. Vitamines.
3. Antibiotiques
109
Comment utilisons-nous la filtration afin de stériliser? Quel genre de filtre?
Nous utilisons les filtres de nitrocellulose, porosité : 0,22-0,4 um, qui retiennent les bactéries, mais laissent passer les virus.
110
La filtration laisse passer les virus, comment peut-elle être une bonne méthode de stérilisation?
Les virus présents dans un milieu de culture ont besoin de cellules hôtes (bactéries normalement) pour se répliquer et survivre. Sans ceux-ci (retenus par le filtre), il demeurent des corps inertes et se feront dégrader par des protéases pour en faire une source de carbone.
111
Quelle sorte de substance utilisons nous afin de faire une stérilisation aux substances chimiques?
Nous utilisons des gaz stérilisants pour stériliser des composés non thermorésistants.
112
Quels gaz stérilisants utilisons nous dans le technique de stérilisations aux substances chimiques? (2) et pourquoi sont-ils dangereux pour les humains?
1. Oxyde d'éthylène (+O2 = explosif)
| 2. Ozone (toxique - neurotoxique)
113
Que stérilisons-nous avec la méthode de substances chimiques utilisant des gaz stérilisants? (2)
1. Enceintes hermétiques
| 2. Instruments chirurgicaux (cathéters, prothèses, laparoscopes) - composés non thermorésistants
114
Pourquoi la stérilisation est-elle essentielle? Qu'arrive-t-il si elle n'est pas effectuée?
La stérilisation est essentielle pour les milieux et les instruments.
Si elle n'est pas effectuée, il y aura contamination par des microorganismes ce qui peut mener à des infections ou rendre l'interprétation des résultats difficile en milieux de culture.
115
Vrai ou faux: en nature il y a présence de cultures pures.
Faux, en nature il y a présence de cultures mixtes.
116
Dans les populations bactériennes, il y a beaucoup de biodiversité. Vrai ou faux? Donner un exemple de population bactérienne.
Vrai.
| Ex. Microflore humain ou microbiote (peau, muqueuses)
117
Qu'est ce que l'enrichissement d'une culture, pourquoi la faisons-nous?
Pour augmenter la proportion du microorganisme d'intérêt.
118
De quoi doit-on tenir compte avant de faire l'enrichissement d'un microorganisme dans une culture? (3)
1. Des proportions de l'espèce d'intérêt
2. De sa vitesse de croissance
3. Des caractéristiques spécifiques/discriminantes (quel est le caractère de l'organisme qui nous intéresse?)
119
Quelles sont les trois méthodes d'enrichissements?
1. Chimiques
2. Physiques
3. Biologiques
120
Quel est le principe de la méthode chimique d'enrichissement? Donner des exemples (2)
Ajouter des nutriments ou sources d'énergie particulières au microorganisme d'intérêt
- En fonction des éléments nutritionnels discriminants, on élabore notre milieu de culture.
Ex: Source de carbone selon le microorganisme d'intérêt, seul celui pouvant la métaboliser survivra : Cellulose ou CO2
Ex. Source d'azote : N2.
121
Donne un exemple de milieu dilué (dans la méthode chimique d'enrichissement) et un exemple d'organisme présent dans ce milieu.
Milieu dilué = milieu oligotrophes, pauvres en nutriments.
Ex. Caulobacter qui vit en eau douce. il capture les nutriments de manière très efficace dont la quantité de nutriments essentiels diminue.
Ex d'un milieu dilué : Peptones 0.01% vs 2%, seulement les organismes oligotrophes survivront dans le milieu à 0.01%.
122
Quelles sont les substances inhibitrices utilisées dans la méthode chimique d'enrichissement? (3)
Colorants, Alcool phényléthylique, sels biliaires
123
Expliquer le fonctionnement de divers colorants comme substances inhibitrices. (2)
Le violet de cristal et le vert brillant font diminuer la population de bactéries Gram +. Inhibe la croissance des Gram +
124
Quel est l'effet de l'alcool phényléthylique sur une culture?
L'alcool phényléthylique inhibe la croissance des bactéries Gram -, seul les bactéries Gram + vont croître en sa présence.
125
Quel est l'effet de l'ajout de sels biliaires dans un milieu de culture?
Il y aura élimination d'organismes qui ne sont pas intestinaux. Donc seul les organismes intestinaux ou bactéries entériques vont croître en sa présence.
126
Quel est l'effet du désoxycholate de Na?
Il désorganise les membranes non intestinales dans un environnement, donc seul les cellules intestinales peuvent continuer à croître.
127
Donne la description du milieu de MacConkey.
- Présence de Cristal violet qui élimine les bactéries Gram +
- Présence de sels biliaires qui éliminent les bactéries non-entériques
- Présence du lactose qui permet de savoir si les bactéries fermentent le lactose et produise de l'acide ou non.
- Présence du Rouge neutre, si les bactéries fermentent le lactose, ils produiront de l'acide et le milieu se fera colorer par le rouge neutre. Si pas de fermentation = couleur dorée.
128
Donner un exemple de bactéries pouvant survire dans le milieu de MacConkey.
E. coli. Elle résiste aux sels biliaires, c'est une bactérie Gram - et elle dégrade (fermente) le lactose, donc elle produit de l'acide, elle paraitra rouge en raison du Rouge neutre
129
Quelles sont les méthodes physiques d'enrichissement? (4) et leur fonctionnement.
1. Traitement à la chaleur : 80 C, 10 minute, afin de tuer les cellules qui n'ont pas d'endospores. Tuent les cellules végétatives mais pas les endospores que l'on peut ensemencer dans une culture et obtenir le microorganisme souhaité.
2. Dessication : 10 jours en présence de dessicant qui absorbe l'eau. Ex. Streptomyces survie, il est très résistant.
3. Température d'incubation : survie des psychrotrophes ou thermophiles, on joue sur la température pour favoriser une type d'organisme précis.
4. Taille cellulaire : utilisation de filtres 0.22 u, seul quelques espèces traversent. ex. Treponema denticola qui traverse les pores, est sensible à l'oxygène donc doit être en anaérobie pour survivre. Autres treponema traversent aussi les pores.
130
Quelles sont les méthodes biologiques d'enrichissement d'un milieu de culture? (2)
1. La pathogénicité : on doit faire une infection d'un animal pour faire croître et enrichir la proportion de notre microorganisme souhaité et éliminer les autres bactéries.
ex. Mycobacterium leprae : lépromes
ex. Bactéries dans le sang (septicémie) - Koch et l'antrax.
Ex. Bactéries dans le liquide céphalorachidien.
2. Symbiose : interactions = effets positifs
ex. Plante - Rhizobium qui donne des nodules. Ajouter rhizobium qui donnera des nodules et permettra d'enrichir la population du microorganisme souhaité dans la plante.
131
Quelle sont les méthodes de sélection?
Méthodes basées sur les conditions de sélection existant dans la nature.
132
Quelle est la définition d'une culture pure? D'ou provient-elle? Quel genre de reproduction?
- Population de microorganisme ou tous les individus ont les même caractéristiques.
- Provient de la multiplication d'une ou quelques cellules identiques.
- Reproduction asexuée. (pas de mélange de gènes)
133
Est ce qu'une colonie est une culture pure?
Cela dépend de plusieurs choses.
- Si l'échantillon a une grande biodiversité
- S'il y a présence de biofilm/glycocalyx = adsorption de plusieurs cellules en une seule colonie.
- Plusieurs séquences d'isolement : plus on purifie, plus on élimine différentes caractéristiques et éventuellement on obtient 1 cellules donc une culture pure. (méthodes d'isolement, ex fil a boucle)
134
Quelles sont les techniques pour obtenir une culture pure? (2)
1. Striation sur milieu gélosé (solide)
| 2. Dilutions séquentielles en milieu liquide suivies d'un étalement en surface ou en profondeur.
135
Comment effectuons nous la striation sur milieu gélosé (solide)?
Grâce à un fil à boucle, nous effectuons des séries de stries successives en stérilisant le fil entre les séries.
- Mène à un épuisement quantitatif de la population.
136
Quels sont les avantages (2) et les limites (1) de la technique de striation sur milieu gélosé ou solide?
Avantages: simple et économique
Limites: Proportion de l'espèce d'intérêt diminue après chaque série de stries. Pour être efficace, la proportion de bactérie d'intérêt doit être présente en grande quantité pour ne pas la perdre au cours du processus.
137
Quelles sont les deux différents type d'étalements possibles après une dilution séquentielle en milieu liquide? Quelle est la différence entre ses 2 milieux?
1. Étalement en surface (directement à la surface du milieu gélosé)
2. Étalement en profondeur
Gélose de surface = même milieu mais différente concentration d'agar que le milieu gélosé en dessous.
La gélose solide contient des facteurs de croissance + des éléments nutritifs et nous versons par dessus, la gélose de surface.
138
Quelle sont les différences entre l'étalement en surface et l'étalement en profondeur? OU se retrouvent les colonies formées?
1. Dans l'étalement en surface, les colonies se retrouvent à la surface du milieu gélosé tandis que dans l'étalement en profondeur, les colonies se retrouvent en profondeur dans la gélose de surface.
2. Dans l'étalement en surface il y a possibilité que les colonies envahissent la surface, tandis que dans l'étalement en profondeur, les colonies sont généralement bien séparées, donc distinctes.
139
Vrai ou faux: Il est préférable d'utiliser l'étalement en surface pour les colonies envahissantes afin de bien les différencier.
Faux. Il est préférable d'utiliser l'étalement en profondeur puisque les colonies se font emprisonnées dans l'agar et sont plus facilement distinguables.
140
Quel est l’avantage et quelle est la limite aux dilutions séquentielles en milieu liquide suivies d'un étalement en surface ou en profondeur?
Avantage: Quantification
Limites: proportion de l'espèce d'intérêt diminue et cette technique ne peut pas être utilisée avec des bactéries thermosensibles puisque pour que la gélose de surface soit à l'état liquide, il faut qu'elle soit à une température de + de 45 C ce qui pourrait tuer les bactéries thermosensibles.
141
Vrai ou faux: Il est avantageux d'acheter les souches types de compagnies au lieu de les isoler soi-même.
Vrai car ce serait plus cher de les isoler soi même.
142
Qu'est ce que nous pouvons observer dans un milieu solide, quels sont les caractères culturaux? (4)
1. Caractéristiques coloniales
2. Même milieu : il faut que les cellules proviennent du même milieu pour les comparer.
3. Colonies isolées
4. Différences (s'agit-il d'une contamination ou d'un mutant?)
Dans un milieu solide, on détermine les caractéristiques du microorganisme d'intérêt et on observe au cours des expériences si ces caractéristiques sont toujours les mêmes.
143
Qu'est ce que les caractéristiques coloniales? Exemples? (2)
- La taille
| - La marge (bord) - dentelée, filamenteuses, lobée, etc.
144
Quels sont les caractères culturaux pour un milieu solide? (6)
1. Élévation (plate, convexe, bombée, etc.)
2. Texture (Mucoïde, sèche, cassante, etc.)
3. Caractéristiques optiques (opaque, transparente, translucide, etc.)
4. Pigmentation (diffusion = pigment hydrophile)
5. Hémolyse : gélose sang (organisme produit exotoxines libérées dans milieu qui brisent intégrité de la membrane des globules rouges)
6. Fluorescence
145
Quels sont les caractères culturaux pour un milieu liquide? (3)
1. Quantité de croissance cellulaire
2. Distribution
3. Texture
146
Vrai ou faux: De nos jours, nous retournons vers l'étude des cultures pures.
Faux, nous vivons un retour à l'étude des cultures mixtes et des interactions entre les microorganismes.
147
Quels sont les avantages de l'étude des cultures pure?
C'est une technique à la base de la microbiologie qui demeure essentielle et qui maintien l'intégrité de l'organisme observé.
148
2 exemples d'oublis des techniques pour l'obtention d'une culture pure?
ex 1. Confusion entre E.coli/S.cerevisiae
ex 2. Pigment vert d'E.coli. (croyaient que E.coli avait développé un pigment vert mais ce sont aperçus qu'ils observaient le mauvais microorganisme)
149
Qu'est ce qu'un biofilm?
Forme de croissance ubiquitaire dans les environnements aqueux, très ancienne.
150
Vrai ou faux: le biofilm est une des formes de vie les plus anciennes sur Terre. exemple?
Vrai.
| Par exemple les stromatolithes qui sont une forme de vie prédominante.
151
Donner la définition d'un biofilm. Sont-elles des cultures pures ou non?
Populations microbiennes enrobées d'une matrice de polymères extracellulaires dans laquelle, les cellules adhèrent : les unes aux autres et/ou à une surface ou une interface.
Ce ne sont pas des cultures pures, il y a une très grande diversité de microorganismes dans la matrice du biofilm.
152
Quels sont les 2 types de biofilms? exemples?
1. Biofilms de surface : soit inorganiques (minérales, béton, métalliques, plastiques) ou organiques (cellules vivantes ou mortes)
ex. Biofilms sur muqueuses des organismes vivants.
2. Biofilms en flocs: agrégats microbiens (biofilms en suspension), macro-colonies libres
ex. dans environnement océanique.
153
Quels sont les avantages du biofilm? (3)
1. Accès supérieur aux nutriments (même à différents nutriments que l'on ne retrouvent pas dans le milieu)
2. Création d'un microenvironnement
3. Favorise la croissance.
154
Quelles sont les différences entre les cellules planctoniques et les cellules sessiles (biofilms)? (5)
1. Cellules planctoniques : unicellulaires et Cellules Sessiles (fixées) : pluricellulaires
Cellules sessiles:
2. échanges de nutriments
3. signaux moléculaires (senseurs de masse critique qui dictent les changements de métabolisme ou de comportement du biofilm)
4. production de nouveaux composés = matrice du biofilm.
5. Expression différentielle de 40% des gènes (entre planctonique et sessiles)
155
Quelles sont les étapes de la formation d'un biofilm? (5)
1. Attachement à une surface
2. Stabilisation de l'attachement
3. Formation de micro-colonies
4. Maturation du biofilm
5. Essaimage
156
Expliquer le fonctionnement de l'étape 1 de la formation du biofilm. (3 - réversible?, surfaces?, structures cellulaires)
Étape 1 : Attachement à une surface
1. Réversible ou irréversible dépendant de la compatibilité entre le microorganisme et la surface
2. Les surfaces :
- rugosité augmente attachement
- micro-courants diminue capacité de formation du biofilm
- nature de la surface : charges, hydrophobicité (complémentarité des charges entre org. et surface ou pas)
3. Cellules : contenant glycocalyx, fimbriae, adhésines ou flagelles.
157
Vrai ou faux: Le plastique permet une très grande croissance de biofilm?
Vrai
158
Quel est l'avantage d'avoir la présence de glycocalyx sur une cellule pour la formation d'un biofilm?
Glycocalyx : Polysaccharide de surface qui permet un attachement non spécifique.
159
Quel est l'avantage d'avoir la présence de fimbriae sur une cellule pour la formation d'un biofilm? exemple?
Fimbriae: Attachement spécifique, reconnaissent des microorganismes ou une surface.
ex. Plaque dentaire, si certaines surfaces ne sont pas présentes, il n'y aura pas d'adhésion.
160
Quel est l'avantage d'avoir la présence d'adhésines sur une cellule pour la formation d'un biofilm?
Adhésines: Protéines de surface qui servent d'adhésion.
161
Quel est l'avantage d'avoir la présence de flagelles sur une cellule pour la formation d'un biofilm?
Les flagelles luttent contre les micro-courants donc favorisent la formation de biofilm.
162
Expliquer le fonctionnement de l'étape 2 de la formation du biofilm.
2. Stabilisation de l'attachement.
- Formation d'une monocouche
- interactions cellule-cellule, cellule-surface = ancrage.
163
Expliquer le fonctionnement de l'étape 3 de la formation du biofilm.
3. Formation de micro-colonies
- 3-5 couches de cellules : microorganisme se reproduit en 3D = empilement lorsqu'on atteint une certaine masse ou quantité de microorganismes similaires.
- Formation de la matrice = polysaccharides en grande proportion qui enrobent les microorganismes
164
Expliquer le fonctionnement de l'étape 4 de la formation du biofilm. (3 points)
4. Maturation du biofilm
- Architecture complexe et hétérogène : colonnes et canaux qui permettent la diffusion O2, nutriments et déchets
- Cellules présentes dans différents états physiologiques dépendant de leur position dans le biofilm.
- La taille du biofilm dépend de la présence de nutriments, du type d'espèces et des conditions (normalement de 15-50 u à plusieurs mm)
165
De quoi dépend les différents états physiologiques cellulaires retrouvés dans le biofilm?
Cela dépend de la position des microorganismes dans le biofilm. Au centre = plus de déchets métaboliques et moins d'O2, en périphérie = plus d'O2
166
De quoi dépend la taille du biofilm? (3)
1. De la présence de nutriments
2. Du type d'espèce
3. Des conditions
167
Quelle est la taille d'un biofilm?
De 15-50u à plusieurs mm.
168
Expliquer le fonctionnement de l'étape 5 de la formation du biofilm.
5. Essaimage
- Dispersion due à 2 processus : érosion/abrasion et mue
- Colonisation d'autres milieux.
169
Quels sont les 2 raisons pour lesquelles les biofilms subissent une dispersion dans l'étape d'essaimage?
1. Érosion/abrasion: du à un bris mécanique
| 2. Mue : processus biologique : portion du biofilm se détache pour ensemencer un autre environnement
170
Les essaimeurs s'agissent de quel type de cellules?
Ce sont des cellules planctoniques qui sortent du biofilm et vont aller reformer des flagelles par exemple. Cellules unique (planctoniques) pour ensuite se coloniser ailleurs et reformer un biofilm.
171
Quelles sont les conséquences de la présence de biofilms? (2)
1. protection des microorganismes (vont résister le système immunitaire ou les antibiotiques par ex.)
2. Conséquences industrielles (dans les aqueducs, diminuer le débit des liquides)
172
Décrire la conséquence de la présence de biofilms par la protection des microorganismes. Donner exemples (4)
Protection des microorganismes
- résistent le système immunitaire et les antibiotiques (il faut 10^4 fois plus d'antibiotiques pour contrer un biofilm mais cette quantité d'antibiotiques est toxique pour la santé de l'organisme)
ex. 1 : Pseudomonas aeruginosa-fibrose kystique (diminue la capacité de traitement pour la fibrose kystique, ne laisse pas diffuser les nutriments)
ex 2 : Maladie parodontales (tissu de soutien des dents, biofilm produit des toxines)
ex.3 : Infections d'implants/prothèses/cathéters : biofilm empêche le système immunitaire à combattre maladies.
ex 4 : Lentilles cornéennes, biofilm se crée sur les lentilles. Pour enlever les microorganismes qui y sont attachés, il faut les laver souvent.
173
Décrire la conséquence de la présence de biofilms au niveau industriel. (3)
1. Diminution des débits liquides dans les aqueducs ou oléoducs.
2. Augmentation de la corrosion des structures (ex. conduites d'eau galvanisées Zn, plateformes pétrolières, cathédrales)
3. Utilisation de biocides (produits chimiques lutant contre les organismes nuisibles mais qui sont nuisibles pour les humains buvant l'eau)
174
Est-ce qu'un biofilm peut se développer à la surface d'un tube de rayon UV utilisé pour réduire la population microbienne dans un système de traitement d'eaux usées?
Oui mais pas n'importe ou. Il peut se développer aux endroits ou il y a le moins d'UV au commencement et continuera à croître là ou il y a le plus d'UV puisqu'il aura acquis une certaine résistance. Il ne se développera cependant pas là ou le UV est plus présent.
175
Donner un exemple d'inhibiteur de biofilms et deux caractéristiques.
Delisea pulchra : inhibiteur de senseurs de masse critique (quorum sensing)
- Inhibe la formation des biofilms en inhibant le quorum sensing.
- Toxique chez les mammifères, donc application clinique chez mammifères limitée.
176
Quel est un exemple de Delisea pulchra utilisé par la marine militaire étatsunienne?
Le CIBA : qui permet la protection des structures immergées contre les biofilms, enlève biofilms à l'extérieur des navires.
177
Est-il possible d'éliminer les biofilms?
Non il est impossible de tout les éliminer car certaines inhibiteurs sont toxiques pour les mammifères. Nous essayons plutôt de les contrôler.
