Cour 1 : Le monde microbien

Question 1

Nommez les 6 propriétés de la cellule.

Answer 1

1) Métabolisme : Les cellules métabolisent les nutriments provenant de l’environnement et les déchets sont éliminés dans l’environnement. La cellule est donc un système OUVERT! Les nutriments servent à l’énergie ou à la formation d’éléments structuraux.
2) Reproduction : Les éléments chimiques de l’environnement se transforment en de nouvelles cellules sous la régie des cellules déjà existantes.
3) Différentiation : Formation d’une nouvelle structure cellulaire. Certaines bactéries participent à la différentiation des cellules en s’accolant à leur structure.
4) Communication : Les cellules communiquent entre elles via des échanges de molécules chimiques. Par exemple, les bactéries peuvent déterminer combien de cellules se retrouvent dans leur environnement avant de commencer une nouvelle colonisation.
5) Mouvement: Les cellules montrent diverses formes de motilité (déplacement de cellules et/ou mouvements internes).
6) Évolution : Les cellules contiennent des gènes et évoluent, présentant de nouvelles propriétés biologiques.

Question 2

Nommez deux différences entre la structure cellulaire des procaryotes et celles des eucaryotes.

Answer 2

1) Les cellules eucaryotes sont de plus grosses cellules que celles des procaryotes.
2) Le matériel génétique des eucaryotes est protégé dans un organel, le noyau, contrairement aux cellules procaryotes.

Question 3

Quels sont les trois problèmes rencontrés avec le monde microscopique dans la classification des organismes vivants de Carl Von Linné (18e siècle) contenant seulement 2 règnes (animal et végétal) ?

Answer 3

Comme la classification des organismes se limitaient à 2 catégories, soit les plantes (immobiles et photosynthétiques) et les animaux (mobiles et non photosynthétiques), certains problèmes furent rencontrés quant à la classification des algues et des champignons, de l’euglène et des bactéries.

1) Les algues sont photosynthétiques alors que les champignons sont non photosynthétiques, MAIS sont tous les deux classés dans la catégorie Plantes (immobiles et photosynthétiques)
2) L’euglène possède des flagelles et fait de la photosynthèse. Donc, est classé comme ANIMAL par les zoologiste et PLANTE par les botanistes.
3) Les bactéries furent considérés comme des plantes, car elles possèdent une paroi cellulaire rigide.

Question 4

Suite aux problèmes rencontrés avec la classification de Carl Von Linné, le système de classification a donc été développé davantage durant le siècle suivant. Quels sont donc les trois règnes de la classification d’Haeckel développé au 19e siècle ?

Answer 4

1) Plantes (Plantes à graines,fougères…)
2) Animaux ( Vertébrés et invertébrés)
3) Protistes (Algues, champignons, bactéries, protozoaires)

Question 5

Sur quoi était basé cette classification ?

Answer 5

Sur l’organisation biologique :

• unicellulaire
• pluricellulaire
• Différentiation tissulaire

Question 6

De nos jours, combien de règnes la classification moderne compte-elle?

Answer 6

5 règnes

Question 7

Quels sont ces règnes ? Donnez des exemples pour chaque catégorie.

Answer 7

1) Monères (Bactéries = procaryotes)
2) Protistes (Algues, protozoaires)
3) Mycètes (Champignons, levure)
4) Plantes
5) Animaux

Question 8

Sur quels critères(3) est basé la classification de Whittaker (1969), la classification moderne utilisé de nos jours?

Answer 8

• Le type de cellule : procaryote ou eucaryote
• L’organisation biologique : unicellulaire, solitaire et en colonie ou pluricellulaire
• Type de nutrition : autotrophe (source de carbone = C02) OU hétérotrophe (Source de carbone= Prot., lip., gluc.)

Question 9

Où classe-t-on les virus ?

Answer 9

Les virus sont quand même considérés comme des microorganismes même s’ils sont non vivants. Les virus sont encore difficile à classer, car :

• Leur matériel génétique est entouré d’un manteau protéique (capside)
• Parasites intracellulaires obligatoires
• Pas considérés comme des cellules

Question 10

Sur quoi est basé la nouvelle classification au niveau moléculaire (ARN 16s) des espèces vivantes?

Answer 10

Cette nouvelle classification est basé sur le séquençage de l’ADN. Si des espèces sont plus rapprochées, leurs séquences ribosomal vont être similaires, ce qui permettra d’établir des relations entre les espèces et de les classifier.

Question 11

Quelles sont les relations phylogénétiques suggérer par cette nouvelle classification (4)?

Answer 11

1) Tous les organismes seraient issus d’un ANCÊTRE COMMUN = PROGÉNOTE
2) On pourrait classer tous les organismes vivants en trois catégories : bactéries (Bacteria), archéobactéries (Archaea) et les eucaryotes (Eucarya)
3) Les mitochondries et les chloroplastes proviendraient respectivement des bactéries aérobies et photosynthétiques par endosymbiose
4) Les Archaea seraient phylogénétiquement plus proches des Eucarya que des Bacteria

Question 12

Les chercheurs ont longtemps crus que la génération spontanée, en ce qui concerne les microorganismes, étaient due à la présence d’oxygène. Que vient expliquer la réfutation de Pasteur à ce sujet?

Answer 12

Les expériences de Pasteur utilisant les flacons à col de cygne permettaient à l’oxygène d’entrer en contact avec le liquide stérile tout en emprisonnant les micro-organismes dans la courbure du flacon. De cette façon, Pasteur a pu démontrer que la croissance des micro-organismes sur la matière non-vivante n’étaient pas due à l’oxygène, mais plutôt à la présence de bactéries dans l’air.

Question 13

Dans quel règne se situe les bactéries?

Answer 13

Dans le règne des monères.

Question 14

Nommez 4 caractéristiques générales de la structure bactérienne.

Answer 14

1) Petites cellules (1-10micromètres)
2) Paroi bactérienne = protection et forme de la cellule
3) Peu d’organelles = très peu de structure spécilisée
4) petit génome

Question 15

Nommez 4 caractéristiques générales concernant l’activité bactérienne.

Answer 15

1) S’adaptent facilement (se retrouvent dans pratiquement n’importe quel environnement) - colonisent donc toutes sortes d’environnement;
2) Dominent en nombre et par leur activité métabolique la biosphère - passent inaperçues malgré tout;
3) La grande majorité est inoffensive (certaines bactéries peuvent même être bénéfiques - ex. : probitotiques);
4) Décomposent les organismes morts et recyclent ainsi les éléments chimiques vitaux.

Question 16

Vrai ou faux. Les eucaryotes ont besoin des procaryotes pour vivre de même que les procaryotes ont nécessairement besoin des eucaryotes pour vivre.

Answer 16

Faux, les eucaryotes ont besoin des procaryotes pour vivre, mais le contraire n’est pas nécessairement vrai.

Question 17

Nommez les 5 formes (morphologies principales des bactéries.

Answer 17

1) Sphériques ou ovoïdes (coques; du latin coccus/cocci)
2) Bâtonnets(bacilles)
3) Hélice ou spirale
4) Bactéries bourgeonnantes et appendiculées
5) Bactéries filamenteuses (hypes)

Question 18

Nommez les différents types d’arrangement (5) que peuvent adopter les bactéries sphériques ou ovoïdes.

Answer 18

1) Diplocoques;
2) Longues chaînes;
3) Grappes de raisins;
4) Tétrades carrées de 4 cellules;
5) Cubes de 8 cellules.

Question 19

Nommez trois caractéristiques des bactéries de morphologie bâtonnets.

Answer 19

1) Très court et très larges
2) Solitaires ou attachés ensemble après la division cellulaire (en paires, en chaînes)
3) Certaines sont incurvés comme une parenthèse.

Question 20

Quels sont les deux types d’arrangement que peuvent prendre les bactéries de morphologie hélice ou spirale?

Answer 20

1) Spirilles (rigides ayant une certain degré de courbature)

2) Spirochètes( flexibles)

Question 21

De quoi est composé la structure de base de la membrane plasmique des bactéries?

Answer 21

La membrane plasmique des bactéries est composés d’une bicouche de phospholipide associés à d’autres molécules.

Question 22

Vrai ou faux.

La membrane plasmique des bactéries ne contient pas de cholestérol.

Answer 22

Vrai

Question 23

Nommez les structures associés à la membrane plasmique des bactéries (3).

Answer 23

1) Hopanoïdes (stabilité de la membrane)- ressemble au stérol
2) Glucides - Oligosaccharides
3) Protéines membranaires (intramembranaires et périphériques); plus abondantes chez les eucaryotes - transport de substances

Question 24

Quelles sont les fonctions de la membrane plasmique des bactéries?

Answer 24

1) Limite le cytoplasme
2) Sert de barrière de perméabilité sélective (certaines substances ne peuvent pénétrer qu’avec l’aide d’un transporteur protéique)
3) Synthèse de lipide et de constituant de la paroi
4) Respiration, photosynthèse (bactéries photosynthétiques seulement)
5) Récepteurs pour répondre aux substances chimiques (chimiotactisme)

Question 25

À quoi sert l’invagination des membranes internes présente chez quelques bactéries tels que les cyanobactéries, les bactéries pourpres, ou encore les bactéries ayant une activité respiratoire intense (nitrifiante)?

Answer 25

L’invagination sert à la captation de plus de lumière et d’oxygène.

Question 26

Qu’est-ce qu’une inclusion cytoplasmique?

Answer 26

Une inclusion cytoplasmique est un granule composé de matière organique ou inorganiques. Il est possible d’observé les inclusions cytoplasmiques au microscope optique/électronique.

Question 27

Vrai ou faux.

Les inclusions cytoplasmiques sont toujours entourés d’une membrane d’un seul feuillet.

Answer 27

Faux. Certaines inclusions sont entourés d’une membrane alors que d’autres non.

Question 28

Quel est la cause de ces inclusions cytoplasmiques?

Answer 28

Les inclusions cytoplasmiques se retrouvent dans les cellules en excès d’éléments nutritifs, soit la matière organique ou inorganique.

Question 29

Donnez trois exemples d’inclusions organiques .

Answer 29

1) Glycogène: source de carbone et d’énergie
2) Polyhydroxybutyrate (PHB) : réserve de carbone et d’énergie(lipide)
3) Vacuoles gazeuses ; permet aux bactéries aquatiques de flotter et donc, de capter plus de lumière

Question 30

Donnez trois exemples d’inclusions inorganiques.

Answer 30

1) Réserve de phosphate : Granule de volutine ou polyphosphate
2) Réserve de souffre: agit comme donneur d’électron (H2S) pour les bactéries photosynthétiques pourpres
3) Inclusion de fer (magnétites): Permet à certaines bactéries de s’orienter avec le champ magnétique.

Question 31

Que contient le nucléoïde (corps nucléaire) d’une bactérie? (5)

Answer 31

1) ADN double brin en boucle (60%)
2) ARN (30%)
3) Peu de protéines (10%) = enzymes nécessaire à la réplication, transcription, réparation d’ADN
4) Un seul chromosome (haploïde)
5) Environ 3000 gènes, environ 4,6 milion de paires de base (E.coli)

Question 32

Que sont les plasmides présents chez CERTAINES bactéries?

Answer 32

Il s’agit de molécules d’ADN circulaire indépendant de l’ADN chromosomique (extrachromosomique) circulant librement dans le cytoplasme. Les plasmides sont des molécules de petite taille et sont plus petits que le chromosome (2000-100 000 paires de base seulement et peu de gène).

Question 33

Quel est la fonction des plasmides présents chez ces bactéries?

Answer 33

Ces molécules d’ADN bicaténaires extrachromosomiques confèrent des propriétés spécifiques à la cellule procaryote. Par exemple, elle peut augmenter la résistance des bactéries aux antibiotiques, ou provoquer la production de toxines ou encore initier un phénomène de conjugaison entre deux bactéries(échange de plasmides).

Question 34

De quoi sont composés les ribosomes ?

Answer 34

Les ribosomes sont des particules composées d’ARNs et de protéines.

Question 35

Quelle est la fonction des ribosomes cytoplasmiques?

Answer 35

Synthétiser les protéines intracellulaires.

Question 36

Quelle est la fonction des ribosomes liés à la membrane plasmique?

Answer 36

Synthétiser les protéines exportés (peptide signal).

Question 37

Vrai ou faux.

Toutes les bactéries ont une paroi cellulaire.

Answer 37

Faux, la très grande majorité ont une paroi cellulaires, mais il arrive que certaines bactéries n’en ait pas.

Question 38

Quels sont les principales fonctions de la paroi bactérienne?

Answer 38

La paroi des bactéries protège conte le surplus d’eau dans le cas où la bactérie se retrouve dans un milieu hypotonique. Cependant, elle ne protège pas contre un milieu hypertonique.
De plus, la paroi est responsable de la morphologie des bactéries, c’est-à-dire la forme de la cellule.

Question 39

Qu’est-ce qui donne à la paroi des bactéries sa rigidité?

Answer 39

Il s’agit du peptidoglycane, un polymère de glucides ramifiés reliés par de courts peptides.

Question 40

Il existe 2 types de paroi chez le eubactéries, les parois des bactéries de type Gram+ et Gram-. Qu’est-ce qui distingue ces deux types de paroi?

Answer 40

Ces parois se distinguent surtout par le type de pontage ainsi que la quantité de peptidoglycanes.

Question 41

Nommez la différence entre le pontage des bactéries de type Gram négative et celui des bactéries Gram positive

Answer 41

Le pontage reliant les courts peptides des polymères de glucides ramifiés est direct dans le cas des bactéries Gram négatif.
En revanche, le pontage des bactéries Gram positive se fait via un pont interpeptidique, c’est-à-dire un pont de pentaglycine.

Question 42

Nommez 3 caractéristiques propres à la paroi des bactéries Gram +.

Answer 42

1) Le peptidoglycane des Gram + est plus épais que chez les Gram -. La paroi est donc constitué d’une couche importante et compact de peptidoglycane.
2) Elle se distingue des Gram- par la présence d’acides téichoïques et lipotéichoïques
3) L’espace périplasmique (périplasme) est peu abondant ou inexistant.

Question 43

Nommez les différences entre les procaryotes et les eucaryotes au niveau de la taille des cellules, des organelles et au niveau de l’ADN.

Answer 43

Taille : Procaryote beaucoup plus petit que Eucaryote
Organelles : Procaryotes ont peu d'organelles comparativement aux Eucaryotes. 
Les eucaryotes ont un Noyau, mitochondries, RE, golgi, lysosomes, mais ce n'est pas le cas des procaryotes
ADN :
 Les procaryotes:
- noyau circulaire dans le nucléoide
- plasmides
-génome PETIT
- pas d'intron 
- généralement 1 seul chromosome
Eucaryotes : 
- ADN linéaire et très long
-Introns (beaucoup de région codant pour aucun ARN)
-Limité par enveloppe nucléaire
-Organisé en chromosomeS
-Génome important

Question 44

Nommes 4 différences entre les archéobactéries et les bactéries

Answer 44

1) Les archéobactéries peuvent survivre dans des conditions extrêmes (pH, hyper-tonicité, température) comparativement aux bactéries
2) Les archéobactéries ont des introns
3) Archaea sont phylogénétiquemnet plus près des Eucarya que les Bacteria
4) Les Bacteria peuvent avoir des Phili, mais pas les Archaea

Question 45

Nommez 4 caractéristiques qui distinguent la paroi des bactéries Gram- de celle des bactéries Gram +.

Answer 45

1) Peu de peptidoglycanes
2) Absence d’acide teichoiques et lipoteichoiques
3) Espace périplasmique important
4) Présence d’une membrane externe avec des lipopolysaccharides