Cours 06 - Révisions pratique et questions types d'examen corrigées Flashcards
Mise en situation en photo (Énoncé 1).
Question 1: Commenter les résultats obtenus en fonction de vos connaissances théoriques.
Réponse 1:
NE PAS comparer avec les données marines, qui est un environnement salin!
-> Composition: La rivière Kavik contient majoritairement des Actinobacteria. Cependant, les courants d’eau douce sont
généralement plus riches en Proteobacteria (plus de 60%) et contiennent peu d’Actinobacteria . La proportion des
alpha et Betaproteobacteries est conservée mais celle des Gammaprotéobactéries est beaucoup plus faible dans la
rivière Kavik que dans la majorité des cours d’eau douce. Inversement, les Actinobacteria sont en quantité plus
importante dans cette rivière.
-> Profondeur: Pas de différence majeure entre eaux de surface et de profondeur dans la rivière Kavik.
Mise en situation en photo (Énoncé 1).
Question 2: Compte tenu des caractéristiques physico-chimiques de cet environnement, quel type d’extrémophile peut-ont y retrouver?
Réponse 2:
La rivière Kavik est composée d’eau douce donc à faible pression osmotique = pas d’halophiles. Le pH est proche de la neutralité = neutrophiles. Cependant, la température de l’eau est froide (inférieure à 5C), ce qui favorise la croissance des micro-organismes psychrophiles. Ceux-ci étant retrouvés dans toutes les branches de l’arbre de la vie, il ne s’agirait donc pas seulement de bactéries, mais aussi d’archées et d’eucaryotes.
Pas des barophiles (retrouvées en dessous de 1500m de profondeur).
Mise en situation en photo (Énoncé 1).
Question 3: Décrire l’un des principaux challenge pour ce type d’extrêmophile?
Réponse 3:
-> Le maintien de la fluidité membranaire: la membrane est principalement composé de lipides. Avec ;la baisse de température, elle va se gélifier et devenir moins fluide et moins propice aux échanges essentiels entre le milieu intra et extracellulaire. La respiration prenant également lieu dans la membrane pourrait également être affectée.
-> La limitation de la congélation du milieu intracellulaire: À très faible température (proche du point de congélation), l’eau intracellulaire a tendance è former des cristaux qui vont interférer avec l’ ensemble
des procédés essentiels à la surive bactérienne (synthèse protéique, métabolisme, réplication, etc.)
Mise en situation en photo (Énoncé 1).
Question 4: Présenter deux caractéristiques qui permettent à ces extrêmophiles de survivre dans ces conditions
et expliquer le mécanisme?
Réponse 4:
Les principales caractéristiques des psychrophiles:
- Production d’EPS et de tréhalose
- insertion de contraintes stériques dans la membrane pour limiter la viscosité
- Accumulation d’une ARN hélicase pour limiter la formation de structure secondaires d’ARN défavorables
- Des protéines d’acclimatation au froid
- Des protéines antigel pour limiter la formation de cristaux de glace dans le cytoplasme
- Des enzymes adaptées au froid, labiles à 20C résultant d’un manque de pression sélective pour leur stabilité couplé avec une forte efficacité à froid
Mise en situation en photo (Énoncé 2).
Q1: Donner le principe de chacune des méthodes utilisées dans cette étude
-> Culturomique: méthode classique qui se base sur la capacité des bactéries à pousser sur des milieux sélectifs ou non. Le choix et la complémentarité des milieux de culture sont essentiels afin d’assurer une meilleure représentativité des espèces bactériennes présentes,
-> Extraction d’ADN: cette technique permet de séparer l’ADN des autres composants cellulaires (glucides, lipides et protéines) afin d’effectuer des analyses moléculaires sur cet ADN. Celle-ci peut être réalisée in situ ou sur des isolats, ce qui est le cas ici puisque les bactéries ont d’abord été isolées sur boîte.
-> Séquençage de l’ARN16S: technique moléculaire qui permet d’obtenir la séquence exacte d’un gène (ici l’ARN16S). L’ARN 16S est l’horloge moléculaire de l’évolution et permet donc de déterminer la phylogénie des bactéries, soit le lien évolutif entre elles. Les régions conservées permettent de déterminer les relations distantes et les régions variables, les relations proches.
Mise en situation en photo (Énoncé 2).
Q2: Donner une description succincte chiffrée des résultats
-> Plus de 55% sont des Actino et Arthrobacter représente la vaste majorité de cux-ci (près de 50% des bactéries totales identifiées)
-> 35% sont des protéobactéria. Pseudomonas est majoritaire (19% du total)
-> Environ 6% de Bacteroidetes
-> 0.2% de firmicutes
-> Autres 3,31%
Mise en situation en photo (Énoncé 2).
Q3: Comparer ces résultats avec vos connaissances théoriques et proposer une explication pour les différences observées.
Comparaision :
1) Actino et Proteo majoritaires mais ratio inversé (habituellement proteo plus abondant que actino).
2) Les bactéries majoritaires des phyla de Proteo et d’Actino ne sont pas habituellement
Pseudomonas et Arthrobacter.
3) Absence de certains phyla habituellement majoritaires dont Acido (possiblement classifiées dans « autres”).
Explications possibles :
1) méthode : cultivables vs totales, choix du milieu de culture, possibles erreurs lors du regroupement des colonies selon leur morphologie. Acido très peu cultivables donc absentes de
l’analyse. Actino : généralement 40% des cultivables mais pas Arthrobacter.
2) Les conditions physico-chimiques du sol : le pH est également un facteur important pour la diversité des micro-organismes telluriques
3) La présence d’Arthroacter et de Pseudomonas suggère un sol pollué aux hydrocarbures.
Conclusion : la méthode utilisée biaise grandement l’analyse en se penchant uniquement sur les bactéries cultivables. Cependant, compte-tenu des résultats obtenus, il est possible que l’échantillon
ait été prélevé dans un environnement pollué aux hydrocarbures.
Mise en situation en photo (Énoncé 3).
Q1: Compte tenu des caractéristiques de cette cheminée, quels types de bactéries peut-on y retrouver? Justifiez votre réponse (100 mots maximum) (5 points)
Vous avez différents paramètres physico-chimiques à analyser:
- Température : bactéries psychrophiles, mésophiles ou thermophiles?
- pH : acidophiles, basophiles ou neutrophiles?
- Salinité : halophiles ou non-halophiles?
- Disponibilité en oxygène : anaérobies stricts ou facultatifs, microaérophiles, aérobies stricts ou
facultatifs…
- Présence de souffre ou de fer : suivant la forme sous laquelle ces composés étaient présents : sulfatoréducteurs, bactéries sulfureuse+autotrophes et phototrophes, ou bactéries capables de réduction dissimilatoire du fer ou de respiration anaérobie sur le fer
- Pression : barophile?
Mise en situation en photo (Énoncé 3).
Q2: Décrire les caractéristiques qui permettent aux extrêmophiles colonisant potentiellement cet environnement de survivre dans ces conditions? (150 mots maximum) (5 points)
Il s’agit de décrire les caractéristiques et pas seulement de les lister. Par exemple pour les acidophiles :
- Limiter l’influx de protons au niveau membranaire : Liaisons éthers plus imperméables aux protons et diminution du diamètre des pores
- Maintien de la concentration intracellulaire en protons : dégradation des acides organiques afin d’empêcher la relâche d’un proton dans la cellule et l’effet découplant sur la chaine respiratoire, création d’un potentiel de Donnan pour échanger les ions H+ contre des ions Na+, efflux de proton par des systèmes de transport des molécules utilisant des pompes à protons
- Réparation des dommages: de nombreux systèmes de réparation de l’ADN et des chaperonnes.
Mise en situation en photo (Énoncé 4).
Identifier les différents types d’extrêmophiles représentées sur cette
figure (A à E)
- A:
- B :
- C :
- D :
- E :
(Énoncé 5) Vous travaillez dans une entreprise spécialisée dans les probiotiques environnementaux. Votre mandat est de développer un cocktail de 3 micro-organismes à utiliser dans la culture de légumineuses. Ce cocktail devra favoriser la croissance et la nutrition des légumineuses et participer à la protection des cultures contre les pathogènes.
Question 5 : Quels types de micro-organismes proposeriez-vous? Justifiez votre réponse.
-> Pour l’amélioration de la nutrition et de la croissance des plantes:
- Microorganismes symbiotiques fixateurs d’azote nodulaires (Rhizobia) ou libres
- Bactéries solubilisatrices de phosphate (Bacillus, Pseudomonas, etc.)
-> Pour favoriser la croissance de la plante:
- Bactéries capables d’atténuation de la voie hormonale éthylène afin de favoriser la croissance des racines
- Bactéries capables de sécréter des molécules homologues aux phytohormones pour stimuler la croissance de la plante
-> Pour limiter le développement des pathogènes
- Le mycoparasite Trichoderma (lyse des champignons, prod antibiotiques, compétition rhizosphère et stimulation immunitaire)
Mise en situation en photo (Énoncé 6).
Q1: selon de digramme ci-dessous, de quel type d’environnement s’agit-il?
Q2: Quelles sont les principales bactéries de chacun des 3 phyla majoritaires?
Réponse 1: Eau salée de surface : majorité de cyanobacteries et d’alphaprotébactéries, mpoins de gamma que dans les eaux plus profondes
Réponse 2:
-> Cyanobactéries: Prochlococcus et Synechococcus
-> Alphaprotéo: Pelagibacterales et Roseobacteriaceae
-> Gammaprotéo: Alteromonaldales, Oceanospirillales, Pseudomonadales et Vibrionales
