Cours #2 Croissance microbienne Flashcards
Donnez la définition de croissance microbienne.
Accroissement du nb de cellules ou de la masse cellulaire totale.
Comment se nomme le processus par lequel la croissance d’une cellule se poursuit jusqu’à la division en deux nouvelles cellules par fission binaire?
Scissiparité
Énumérez les phases de croissance microbienne.
- Latence
- Exponentielle
- Stationnaire
- Mortalité
Nommez des caractéristiques de chacune des phases de croissance microbienne.
- Latence = ø division cellulaire, adaptation
- Exponentielle = Croissance à vit max, courte durée
- Stationnaire = Équilibre entre division et mort cellulaire
- Mortalité = arrêt division, décroissance, dormance mort
Nommez les mesures directes de la croissance microbienne.
- Décompte total des MO
2. Décompte des unités viables
Nommez les mesures indirectes de la croissance microbienne.
- Mesure de l’activité
2. Mesure de la masse cellulaire
Quels sont les appareils utilisés pour la méthode de décompte total des MO?
Appareils automatisés : Protistes, levures et cellules mammifères
- Compteur de cellule Coulter
- Cytomètre de flux
Appareils non-automatisés : Chambre de comptage observé au microscope
- Hémocytomètre = Levures + Cellules mammifères
- Cellule de Petroff-Hausser = Bactéries
Quels sont les avantages et inconvénients de la méthode de décompte total des MO ?
Avantages:
- Facile à utiliser
- Peu couteux
- Rapide
- Informations sur la taille/morphologie des MO
Désavantages:
- Peu efficace pour une densité microbienne élevée (petit volume)
- Décompte des cellules mortes ET vivantes ….
Quelles sont les deux procédures possibles pour la méthode de décompte des unités viables?
- Méthode de dilution en milieu liquide & d’étalement sur gélose (nb colonies x facteur de dilution)
- Méthode des filtres de cellulose
Quels sont les avantages et inconvénients de la méthode de décompte des unités viables ?
Avantage:
- Décompte uniquement des cellules VIVANTES capables de se reproduire
Désavantages:
- Amas de cellules = 1 colonie
- Résultat signification slm entre 30 et 300 colonies
Quel est le principe derrière la méthode de la mesure de l’activité?
Mesure de la :
- Consommation de substrats (C, N2, O2, facteur de croissance spécifique)
- Concentration des constituants cellulaires (ATP, FAD/FMN, ADN, protéines)
- Excrétion de certains produits (CO2 ou NH3)
= Évaluation de la concentration microbienne d’un échantillon
Quelles sont les deux méthodes utilisés pour la mesure de la masse cellulaire?
- POIDS SEC
- Récolte des MO (filtration sur membrane)
- Lavage et dessiccation
- Pesée (mortes et vivantes)
- Valeur exprimée en g/L
* ** Valeur exprimée en cellules/ml nécessite un décompte cellulaire avant de récolter les bactéries *** - TURBIDITÉ PAR LA DENSITÉ OPTIQUE (DO) = Turbidimétrie
- Évaluation de la concentration cellulaire avec DO selon une certaine longueur d’onde (+ cellules = + Dispersion de la lumière = - lumière détectée)
- DO d’une suspension microbienne est directement proportionnelle à sa concentration cellulaire
* ** Suspension inconnue nécessite d’établir préalablement une courbe de référence pour des concentrations microbiennes à l’aide d’un spectromètre ***
Quels sont les avantages et inconvénients de la méthode de la mesure de la masse cellulaire ?
Poids sec = Technique peu sensible et longue à effectuer
Turbidimétrie = Rapide, utile et précise !!
Quelles sont les expressions mathématiques de la croissance bactérienne ?
A. Temps de génération ou de doublement (g): Intervalle de temps (t) entre deux divisions cellulaires successives
g = t/n où n: nb générations
B. Taux de croissance (k): Nb de générations par unité de temps (inverse du temps de génération)
k = n/t où n: nb divisions
C. Nombre de générations (n)
n = (logNt - logNo)/log2
où Nt : nb cellules au temps t
No : nb initial de cellules de la population
Qu’est-ce qu’un système de culture continue (ouvert)?
Techniques moléculaires permettant de détecter et de dénombrer des cellules viables, mais non-cultivables.
- Apport constant en nutriments + Élimination des déchets à un rythme constant
- Phase de croissance exponentielle est maintenue sur une longue période de temps
Quels sont les 2 types d’appareil de système de culture continue?
- Chémostat (vitesses de dilution détermine le taux de croissance)
- Turbidostat (densité cellulaire voulue détermine la vitesse de dilution)
Quels sont les types de milieux de culture selon leur classification ?
- Classés selon la COMPOSITION
- Synthétique
- Empirique - Classés selon l’USAGE
- Sélectif
- Différentiel
- Les deux
Qu’est-ce qu’un milieu synthétique?
Synonyme = Milieu DÉFINI
Milieu de culture dont la composition est ENTIÈREMENT CONNUE, qualitativement et quantitativement.
Milieu PAUVRE permettant la croissance de certains MO seulement.
Qu’est-ce qu’un milieu empirique?
Synonyme = Complexe
Milieu de culture dont la composition chimique est INDÉTERMINÉE.
Milieu RICHE permettant la croissance d’une grande variété de MO
Le milieu complexe comprend quels types de milieu?
Milieux ENRICHIS
- Ajout de certains additifs
- Favorise la croissance de certains MO exigeants
Qu’est-ce qu’un milieu de base (ou de propagation) ?
Milieu permettant la croissance de la plupart des MO.
Ex. Bouillon nutritif
Qu’est-ce qu’un milieu sélectif ?
Milieu contenant des composés qui INHIBENT de façon SÉLECTIVE la croissance de certains MO sans en affecter d’autres.
Ex. Gélose MacConkey contient des sels biliaires et du cristal violet qui inhibent la croissance des bactéries Gram + (donc favorise Gram -). <3
Qu’est-ce qu’un milieu différentiel ?
Milieu contenant des substrats permettant de distinguer différentes bactéries par la couleur de leurs colonies.
Ex. Gélose MacConkey contient du lactose et du rouge neutre (indicateur de pH). La fermentation du lactose acidifie le milieu et produit des colonies roses-rouges. <3
Combien d’éléments sont nécessaires en grande quantité (macroéléments) pour la synthèse de macromolécules?
10 éléments
Quels sont ces éléments nécessaires à la croissance microbienne?
C HOPK’NS où ‘ = Ca, Fe, Mg
Trois “sources” sont nécessaires à tous les êtres vivants pour subsister. Quelles sont-elles?
- Source de CARBONE (unité structurale de toutes les molécules organiques)
- Source d’ÉNERGIE
- Source d’ÉLECTRONS
Quelle est la différence entre autotrophes et hétérotrophes?
Autotrophes = CO2 est la seule (ou principale) source de C Hétérotrophes = C tiré de molécules organiques préformées (glucides, lipides, acides organiques, polyalcools)
Quelle est la différence entre phototrophes et chimiotrophes?
Phototrophes = Lumière représente seule source d'énergie Chimiotrophes = Source d'énergie tirée de l'oxydation des composés organiques (glucose) ou inorganiques (H2S, NH+, Fe2+, ...)
Quelle est la différence entre lithotrophes et organotrophes?
Lithotrophes = La source d'électrons provient de molécules inorganiques réduites (H2S, NH+, Fe2+, ...) Organotrophes = La source d'électrons provient de molécules organiques réduites (glucose)
De quel type nutritionnel font partie les MO pathogènes généralement ?
Hétérotrophes chimioorganotrophes (chimio-organohétérotrophe)
Quelles sont les principales exigences nutritionnelles des MO?
- Carbone
- Azote
- Phosphore
- Soufre
- Ions inorganiques
- Facteurs de croissance
- Eau
- Oxygène
Qu’est-ce qui détermine qu’une substance soit NON-biodégradable?
La substance est déclarée non-biodégradable lorsqu’aucun CHIMIOHÉTÉROTROPHE ne peut la dégrader!
N.B. Presque toutes les substances carbonées peuvent être dégradées.
Quels sont les composés azotés utilisés dans la biosynthèse des macromolécules?
Acides aminés (protéines)
Bases azotées (pyrine, pyrimidine)
Certains glucides/lipides
Cofacteurs enzymatiques
Quelles sont les formes inorganiques (et leurs usages) de l’azote?
- Azote atmosphérique (N2) = FIXATION du N2 par certaines bactéries slm
- Ammoniaque (NH3) = NITROSATION = Oxydation du NH3 en nitrites
- Nitrites (NO2) = NITRATION = Oxydation des nitrites en nitrates
- Sels d’ammonium (NH4+) = Plusieurs espèces l’utilisent
N.B. Les formes inorganiques d’N sont utilisées par certains MO seulement, contrairement à la forme organique utilisée par un grand nombre de MO.
Qu’est-ce que la nitrification ?
Nitrosation + Nitration
Sous quelle forme est absorbé le phosphore par les MO ?
Sous forme inorganique (PO4^2-)
Quels sont les composés dérivés du phosphore lors de la biosynthèse des macromolécules?
- Acides nucléiques
- Phospholipides
- Nombreux coenzymes
- ATP
Quels sont les AA formés avec du soufre?
Cystéine
Méthionine
Sous quelle forme est absorbé le soufre par les MO ?
Principalement sous forme de sulfate (SO4^2-) ou de composés soufrés organiques (cystéine)
Pourquoi les ions inorganiques sont-ils essentiels aux cellules?
Pour l’équilibre physico-chimique de la cellule, car ils sont des constituants pour les enzymes, coenzymes, structures cellulaires, cofacteurs enzymatiques
Nommez les ions inorganiques essentiels.
Na+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Co2+ Cu2+ Mn2+ K2+
Définissez “facteurs de croissance”.
Composés organiques essentiels à la croissance que la bactérie ne peut pas synthétiser elle-même.
Quels sont les trois types de facteurs de croissance?
Acides aminées
Vitamines
Bases azotés (purines, pyrimidines)
Qu’est-ce qu’un PROTOtrophe?
MO de type sauvage du point de vue nutritionnel
Autonome, pouvant croître sur un milieu minimal
Qu’est-ce qu’un AUXOtrophe?
MO ayant perdu la capacité à synthétiser certains métabolites essentiels (p/r type sauvage)
Incapable de croître sur un milieu minimal (nécessaire d’enrichir le milieu avec la.es substance.s)
Quel est le principal constituant cellulaire des MO?
EAU !
Pourquoi l’eau est-elle indispensable à la cellule?
Agit comme solvant et dans les réactions biochimiques
Vrai ou Faux.
Seule l’eau liée du milieu est disponible pour les MO.
FAUX ! Seule l’eau LIBRE (ø liée à surface hydrophile et libre de ses mvts) est disponible pour les MO.
Qu’est-ce que l’activité de l’eau représente?
C’est un indice de la disponibilité de l’eau pour les MO.
L’activité de l’eau est inversement proportionnelle à la pression osmotique, donc plus la concentration en solutés du milieu est élevée, plus la valeur de l’Aw sera faible.
N.B. La plupart des MO exige une grande qté d’eau libre pour leur croissance.
Déterminez le rôle de l’oxygène pour les organismes aérobiques et anaérobiques.
Organismes AÉROBIQUES : Oxygène = Accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire
Organismes ANAÉROBIQUES : Oxygène = Toxique !
Déterminez les besoins en oxygène des procaryotes.
L’oxygène est soit :
- Nécessaire
- Toléré
- Toxique
Déterminez les besoins en oxygène des eucaryotes.
L’oxygène est presque toujours ESSENTIELLE.
Exception: Certaines levures peuvent croître en absence d’oxygène (fermentation).
Nommes les 5 groupes de bactéries classées selon leur réponse à l’égard de l’oxygène.
- Aérobie strict
- Microaérophile
- Anaérobie strict (ou obligatoire)
- Anaérobie facultatif
- Anaérobie aérotolérant
Aérobie strict… ?
Bactéries qui exigent obligatoirement l’oxygène libre pour se multiplier.
Oxygène libre utilisé comme accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire
Microaérophile… ?
Bactéries qui ne se développent qu’en présence d’une faible pression d’oxygène libre.
Anaérobie strict… ?
Bactéries qui ne peuvent se multiplier qu’en absence totale d’oxygène libre.
Elles utilisent d’autres substances oxydatrices comme des: - nitrates
- sulfates
- carbonates
comme accepteur final d’électrons.
N.B. Si l’accepteur final est un composé organique on parle alors de fermentation.
Anaérobie facultatif… ?
Bactéries capables de croître en présence ou en absence totale d’oxygène libre.
Elles utilisent soit la respiration (aérobie) ou la fermentation (anaérobie)
Anaérobie aérotolérant… ?
Bactéries anaérobies mais la présence d’oxygène ne les tue pas
En présence d’oxygène, leur croissance est plus faible que celle des anaérobies facultatifs car elles n’utilisent pas l’oxygène.
Le processus de réduction de l’oxygène est accéléré grâce à 2 enzymes. Lesquelles?
- Superoxyde dismutase (SOD) : Dismutation
- Catalase : transforme le peroxyde en eau et en oxygène
Les AÉROBIES produisent ces enzymes de “protection”.
Quels sont les trois moyens pour faire croître les anaérobies ?
- Système GasPak
- Bouillon nutritif au thioglycolate (agent réducteur)
- Chambre de travail anaérobie
Nommez les trois facteurs physiques qui influencent la croissance microbienne.
- T°
- Acidité (pH)
- Pression osmotique
Quelles sont les catégories de T° de croissance?
La température affecte directement les réactions enzymatiques (métabolisme) des MO.
- T° minimale
- T° optimale
- T° maximale
Quels sont les classes de MO selon leur T° optimale de croissance ?
Psychrophiles < 10°C Psychrotropes 20-30°C Mésophiles 20-45°C Thermophiles 55-65°C Hyperthermophiles 80-133°C
Quelles sont les catégories de pH de croissance?
L’activité enzymatique des MO est directement influencée par le pH.
En milieu acide ou en milieu alcalin, les enzymes sont normalement inactivées, ce qui détermine un pH:
- Minimal
- Optimal
- Maximal
Quels sont les classes de MO selon leur pH optimal de croissance ?
Acidophiles : 0 - 5.5
Neutrophiles : 5.5 - 8.0
Alcalophiles : 8.5 - 11.5
Quelle est la valeur de pH du milieu préférée des bactéries?
pH 6-7
Quelle est la valeur de pH du milieu préférée des mycètes?
pH 5-6
Quels sont les types de MO selon leur réponse à la pression osmotique ?
Osmotolérants : Tolèrent une pression osmotique élevée
Osmophiles : Nécessitent une pression osmotique élevée pour croître (milieux hypertoniques)
Halophiles : Nécessitent une concentration en NaCl > 0.2 M
Qu’est-ce que des composés osmocompatibles ou osmorégulateurs ? Donnez des exemples.
Composés qui permettent d’ajuster l’activité de l’eau du cytoplasme sans nuire aux réactions biochimiques des cellules.
Ex. Glycine, Glycérol, Bétaïne
