Cours 3

Question 1

Comment définit-on la croissance microbienne ? Quelles sont les différentes phases d’une courbe de croissance ?

Answer 1

Croissance = accroissement du nombre de cellules ou de la masse cellulaire totale - croissance jusqu’à division par fission binaire (scissiparité)

1) Phase de latence
- Phase d’adaptation - aucune division cellulaire
- Durée varie selon age bactérie et origine

2)Croissance exponentielle
- accélération croissance et division ¢ - développement vitesse max
- Population uniforme
- Courte durée — dépend des éléments nutritifs

3)Stationnaire
- nombre de MO viables est constant (équilibre division et mort)
- Causes; limitation nutriments et accumulation déchets

4) Mortalité
- Arrêt division cellulaire => bactérie viables diminue façon constante
- Cause; dommage irréparable, réponse génétique , formation cellules non cultivable (dormance)

Question 2

Quelles sont les méthodes directes de mesure de la croissance des MO ?

Answer 2

A) Décompte des MO
- Compteur cellules Coulter et cytomère de flux (protistes , levure , mammifère)
- Chambre de comptage au microscope ; Hémocytomètre (levure , mammifère) ou Cellule de Petroff-Hausser (bactéries)

Avantage : facile, rapide, peu coûteux, information taille et morphologie
Inconvénients : densité. Microbienne élevée , décompte des cellules mortes et vivante

B) Décompte unités viables (capable reproduction)
- Méthode de dilution en milieu liquide et étalement sur gélose
- Méthode des filtres de cellulose (filtre dont porosité retient MO)

Avantage : colonies = slm cellules vivantes
Inconvénient : Amas de cellules = 1 colonies , unité formant des colonies, cellules viables non cultivable (VNC)

Question 3

Quelles sont les méthodes indirectes pour mesurer la croissance des MO ?

Answer 3

A) Mesure de l’activité
- Mesure consommation substrats, concentration des constituants cellulaires ou excrétion produits

B) Mesure de la masse cellulaire
- Poids sec : récolte MO (filtration), Lavage + dessiccation, en g/L ou cellules/mL
- Turbidité par densité optique via
Turbidimétrie : évaluation concentration cellulaire via DO
- DO d’une suspension microbienne = proportionnelle à concentration cellulaire
- Courbe de référence avk spectrophotomètre avant
- Ne distingue pas bactéries vivantes ou non

Question 4

Qu’est ce qu’une culture continue ?(ouvert)

Answer 4

• Apport en nutriment et élimination des déchets
• Phase de croissance exponentielle maintenue sur longue période
• concentration de la biomasse

Chémostat ; apport constant de nutriments à même vitesse que milieu est éliminé

Turbidostat Vitesse de dilution déterminée par densité

Question 5

Qu’est ce qu’un milieu de culture ? Quels sont les 2 types de milieux de culture et leur caractéristiques ?(phases)

Answer 5

Préparation utilisée pour faire croître, transporter ou conserver MO : composition dépend espèce à cultiver (exigences nutritives des MO)

Liquide : bouillon de culture = suspension microbienne

Solide : même compo que bouillon mais avec agar à 1-2%
Agar = polysaccharide d’algue rouge utilisé comme agent solidifiant non métabolisable

Question 6

Quels sont les différentes types de milieux de culture ?

Answer 6

• Selon la composition*

1- Synthétique ou définis : composition chimique entièrement connue /milieu minimale (pauvre)

2- Empirique ou complexe : composition chimique indéterminée / milieu riche = croissance ++ variété MO

• Selon l’usage*

A) Milieux de base ou de propagation : croissance plupart MO

B) Sélectif : contient composé qui inhibe sélectivement croissance de certains MO sans affecter les autres

C) Différentiels : contient subs qui permet distinguer différentes bactéries par couleur de leurs colonies

Question 7

Quelles distinctions peut-on faire entre les besoins nutritifs des MO ? Que représentent les nutriments pour les MO ? Lesquels sont-ils ?

Answer 7

Macroéléments : eau /molécules organiques (glucides, lipides, protéines, acides nucléiques) /ions

Microéléments : éléments traces

Nutriments : subs utilisées pour la biosynthèse et la conversion de l’énergie

Éléments nécessaires = macroélément —>C, H, O, H2O, pH, O2 + facteurs de croissance (acide aminés, vitamines et bases azotées)

Question 8

Comment classifie-t-on les MO selon leurs besoins nutritifs ?

Answer 8

Source de Carbone :
Autotrophe ; CO2 principale source
Hétérotrophe ; molécule organique préformées

Énergie
Phototrophe ; lumière
Chimiotrophe ; oxydation composés organiques et inorganiques

Source d’électrons
Lithotrophe ; molécules inorganiques réduites
Organotrophe ; molécules organiques réduites ex. Glucose

Question 9

Définit les termes suivants ? Photolithoautotrophe, Photo-organohétérotrophe, Chimiolithoautotrophe, Chimio-organohétérotrophe

Answer 9

Photolithoautotrophes ; Énergie lumineuse, donneur inorganique, CO2 = source carbone

Photoorganohétérotrophe ; Énergie lumineuse, donneur organique, source organique de carbone

Chimiolithoautrotrophe ; source chimique d’énergie, donneur inorganique, CO2 source carbone

Chimio-organohétérotrophe ; source chimique d’énergie, donneur organique , source organique carbone

Question 10

Quelles sont les exigences nutritionnelles en Carbone ?

Answer 10

Carbone = unité structurale de base

A) source de carbone pour autotrophes : chimioautotrophe et photoautotrophe utilise CO2 comme seule source de Carbone
B) Source de carbone pour hétérotrophe : Substance hydrocarburées

Presque toutes les substances carbonnées peuvent êtres dégradées

Quand un chimiohétérotrophe ne peut dégrader subs = non biodégradable

Question 11

Quelles sont les exigences en Azote ?

Answer 11

Azote = synthèse acides aminé, bases azotées, glucide, lipides, enzymes

A) Forme inorganique pour certains MO
- Azote atmosphérique ; fixation azote (nitrogénase)
- Ammoniaque ; oxydation ammoniaque en nitrite (nitrosation)
- Nitrites ; oxidation nitrite en nitrates (nitration)
- Sels d’ammonium

B) Forme organique
- composées azotés comme a.a, bases azotée..

Question 12

Quelles sont les exigences en Phosphore, soufre et en ions inorganiques ?

Answer 12

Phosphore : essentiel pour acide nucléique, phospholipide, enzyme et ATP
- Absorbé sous forme inorganique

Soufre : Acides aminés
- Absorbé sour forme de sulfate ou composés soufrés organique

Ions inorganiques : essentiels pour équilibre physicochimique, enzymes, coenzymes, constituants structures cellulaires

Question 13

Quelles sont les exigences nutritionnelles des facteurs de croissance ?

Answer 13

Facteurs de croissance : croissance bactérie (ne peut pas les synthétiser elle même)
- 3 types ; acides aminées, vitamine, bases azotées

A) Prototrophe : MO type sauvage , autonome, croître sur milieu minimal
B) Auxotrophe: Perte capacité à synthétiser métabolites essentiels - besoin facteurs de croissance
- incapable de croître sur milieu minimal

Question 14

Quelles sont les exigences nutritionnelles en eau ?

Answer 14

Eau = principal constituant cellulaire MO /indispensable comme solvant et dans rct biochimique

Eau liée; liée aux macromolécules, ions ou surface hydrophile
Eau libre ; éloignée de surface et libre de mouvement, propriétés physicochimiques normales

[Seule eau libre du milieu est dispo pour MO]

Question 15

Quelles sont les exigences en oxygène atmosphérique ?

Answer 15

O2= accepteur final électrons dans chaîne respiratoire pour org aérobique
TOXIQUE pour anaérobique

Procaryote : oxygène est nécessaire, tolérée ou toxique
Eucaryptes: oxygène presque toujours essentielle

Certaines levures peuvent croître en absence d’O2 (fermentation)

Question 16

Quels sont les 5 groupes de bactéries selon leur réponse à l’oxygène ?

Answer 16

Aérobie strictes : oxygène obligatoire pour multiplication - utilisé comme accepteur final

Microaérophile : développement en présences d’une faible pression d’oxygène libre - 2 à 10%

Anaérobie strictes ou obligatoire : multiplication en absence totale d’oxygène - autres substances oxydatrices (nitrate, sulfate, carbonate) pour accepteur final = respiration anaérobie
- si accepteur = composé organique —>fermentation

Anaérobie facultative: croit en présence ou absence totale d’oxygène libre - utilise soit respiration ou fermentation

Anaérobie aérotolérante : anaérobie mais présence d’oxygène ne les tue pas - croissance plus faible dans oxygène

Question 17

Pourquoi est ce que l’oxygène peut être toxique pour les MO ? Comment les MO échappe à la formation de cette toxicité ? comment faire croître les anaérobie ?

Answer 17

Réduction de l’oxygène (gain d’électron) produit série de radicaux libres toxiques

1) Superoxyde dismutase (SOD) ; dismutation

2) Catalase ; transformer peroxyde en eau et en oxygène

Pour faire croître les anaérobie : Bouillon au thioglycolate ou système Gaspak ou chambre de travail anaérobie

Question 18

Pourquoi est-ce que la température est un facteur important pour la croissance des MO ? Quels sont les types de MO selon leur tolérance ?

Answer 18

T affecté directement rct enzymatiques (métabolisme) des MO

T minimale ; T + basse qu’un MO peut croître
T optimale ; taux croissance maximal
T maximale ; T + élevé

**Psychrophile <10
Psychrotrophe 20-30
Mésophile 20-45
Thermophile 55-65
Hyperthermophile 80-133

Question 19

Pourquoi l’acidité affecte l’activité des MO ? Quels sont les différents types de MO selon leur tolérance ?

Answer 19

En milieu acide ou alcalin, les enzymes sont inactivées

pH minimal : pH le plus bas croissance
PH optimal : taux croissance max
PH maximal : pH max croissance

1) Acidophile pH 0-5,5
2)Neutrophile pH 5,5-8
3) Alcalophile pH8,5-11,5

Bactéries préfèrent pH 6-7 et mycètes préfèrent pH 5-6

Question 20

Quelle est l’importance de la pression osmotique ? Quels sont les types de MO selon leur tolérance ?

Answer 20

Présence d’une membrane plasmique à perméabilité sélective affecte le MO par les modifications de la concentration en soluté (concentration osmotique)

Milieu hypotonique ; eau entre, paroi oppose une résistance à la pression osmotique
Milieu hypertonique ; eau quitte, déshydratation = plasmolyse (peu eau libre)

Osmotolérants : tolèrent pression osmotique élevée (sel)

Osmophile : nécessitent pression osmotique élevée pour croître (hypertonique)

Halophile : nécessite concentration NaCl +++

Composés osmocompatible ou osmorégulateurs : permettent d’ajuster l’activité de l’eau du cytoplasme sans nuire aux rct biochimique des cellules

Question 21

Qu’est ce qu’une VNC ?

Answer 21

Cellule viable non cultivable - elle ne se divise plus (en dormance)

(Souvent les cellules deviennent des VNC avant la mort cellulaire)

Question 22

Quelle est la différence entre le taux de génération et le taux de croissance ?

Answer 22

Taux de génération = intervalle de temps entre 2 divisions cellulaires

Taux de croissance = nb de générations par unité de temps (inverse du temps de génération)