Cours 3: La vie microbienne: croissance, métabolisme et cycles biogéochimiques

Question 1

Comme se fait la reproduction chez les Procaryotes?

Answer 1

Fission binaire: Cellule fait une copie de son unique chromosome et se divise (croissance exponentielle).

Question 2

Quelles sont les étapes de la fission binaire chez les Procaryotes (5)?

Answer 2

1. Réplication de l’ADN
2. Élongation cellulaire
3. Formation du septum
4. Formation de deux parois distinctes
5. Séparation des deux cellules filles

Question 3

Qu’est-ce que le temps de génération?

Answer 3

Temps que met une cellule à se diviser.

Question 4

Quelles sont les 4 phases fondamentales de la croissance chez les bactéries?

Answer 4

• Latence
• Croissance
• Phase stationnaire
• Déclin (absence d’éléments nutritifs)

Question 5

Quelles sont les caractéristiques de la phase de latence (3)?

Answer 5

• Nombre de cellules varie peu (division pas immédiate)
• Durée variable
• Période d’activité métabolique intense (synthèse ADN et protéines)

Question 6

Quelles sont les caractéristiques de la phase de croissance exponentielle (4)?

Answer 6

• Cellules commencent à se diviser
• Reproduction cellulaire intense
• Temps de génération constant/courte durée
• Activité métabolique la plus intense

Question 7

Quelles sont les caractéristiques de la phase stationnaire (3)?

Answer 7

• Taux de croissance ralentit (nb de cellules qui meurent = nb de nouvelles cellules = stabilisation)
• Activité métabolique diminue
• Due à l’épuisement des nutriments/accumulation des déchets = variations défavorables de pH

Question 8

Quelles sont les caractéristiques de la phase de déclin (2)?

Answer 8

• Nombre de cellules qui meurent dépasse le nombre de nouvelle, jusqu’à ce qu’elles meurent toutes
• Chez certaines espèces, les cellules peuvent survivre indéfiniment

Question 9

Quelles sont les 2 sortes de mesures directes de la croissance microbienne?

Answer 9

• Dénombrement des colonies après culture

- Dénombrement des cellules microbiennes avec microscope

Question 10

Quelles sont les 3 sortes de mesures indirectes de la croissance microbienne?

Answer 10

• Turbidimétrie: Liquide de culture devient de plus en plus opaque (cellules augmentent)
• Activité métabolique: Qté d’un produit donné du métabolisme est proportionnel au nb de cellules présentes
• Biomasse sèche: Souvent proportionnelle au nb de cellules

Question 11

Qu’est-ce qu’une colonie?

Answer 11

Amas renfermant des centaines de milliers (milliards) de cellules, le plus souvent visible à l’œil nu.

Question 12

Quels sont les 4 facteurs physiques essentiels à la croissance microbienne?

Answer 12

• Température
• pH
• Humidité
• Pression osmotique

Question 13

Pour quelle raison les micro-organismes sont particulièrement sensibles à la température dans leur environnement externe?

Answer 13

Ne peuvent pas contrôler leur température interne.

Question 14

Quelles sont les 3 types de conditions de température de croissance de chaque espèce et leur définition?

Answer 14

• Minimale: Plus basse à laquelle une espèce peut se développer (ralentit les réactions enzymatiques et solidifie la membrane plasmique).
• Optimale: Où une espèce croît le plus rapidement.
• Maximale: Plus élevée à laquelle une espèce peut se développer (dénature les protéines et nuit à l’intégrité de la membrane plasmique)

Question 15

Quels sont les 3 grands groupes de micro-organismes classés selon l’intervalle de T où leur croissance est optimale et leur habitat?

Answer 15

• Psychrophiles: 15C; Grands fonds marins/régions polaires
• Mésophiles: 25-40C; Comprend beaucoup de bactéries pathogènes de l’homme (37C)
• Thermophiles: 50-60C; Sol exposé au Soleil/eaux thermales d’une source chaude

Question 16

Que sont les hyper-thermophiles?

Answer 16

Catégorie de thermophiles dont la T optimale de croissance est de 80C (max 121C); vivant au niveau des sources hydrothermales.

Question 17

Qu’est-ce que le pH et lequel est optimal pour la majorité des micro-organismes?

Answer 17

Indique l’acidité ou l’alcalinité d’une solution (0 à 14); Optimale entre 6.5 et 7.5

Question 18

Quels sont les 2 sortes de micro-organismes vivant dans des milieux dont le pH n’est pas neutre et leur habitat?

Answer 18

• Acidophile: pH < 4; Lacs acides/environnements géothermiques avec S/aliments acides
• Alcalophile: pH > 9; Lacs naturels de soude/effluents de cimenterie

Question 19

Pour quelles raisons les micro-organismes ont-ils besoin d’eau (3)?

Answer 19

• Constituant important des cellules
• Essentiel pour dissoudre nutriments
• Permet un métabolisme cellulaire actif

Question 20

Qu’est-ce que l’osmose?

Answer 20

Diffusion de solutés entre 2 milieux dont les concentrations sont différentes, séparées par une membrane semi-perméable. Eau transférée du milieu le moins concentré vers le plus concentrée jusqu’à l’équilibre.

Question 21

Qu’est-ce qu’un stress hyper-osmotique?

Answer 21

Lorsque les cellules sont confrontées à des milieux à fortes concentrations en soluté et que l’eau fuit de l’intérieur des cellules vers l’extérieur.

Question 22

Quelles sont les conséquences d’un stress hyper-osmotique (3)?

Answer 22

• Altération de la membrane plasmique
• Déshydratation de l’intérieur de la cellule (encombrement moléculaire)
• Augmentation des concentrations en ions dans la cellule (peuvent être toxiques)

Question 23

Que sont les halophiles et où vivent-ils?

Answer 23

Micro-organismes adaptés à des concentrations externes élevées en sel; Bassins sous-marins hyper-salés/Mer Morte.

Question 24

Qu’est-ce qu’un macroélément?

Answer 24

Facteur chimique indispensable à la croissance microbienne devant être présent en grande quantité.

Question 25

Quels sont les principaux macroéléments et leur rôle?

Answer 25

- C: Squelette structural de la matière vivante - H: Présent dans l'eau/biomolécules - S et N: Synthétiser la matière cellulaire - P: Élément essentiel de l'ATP

Question 26

Qu'est-ce qu'un oligoélément?

Answer 26

Minéraux dont les micro-organismes ont besoin en petites quantités mais essentiels au bon fonctionnement de certaines enzymes (pont entre enzyme et substrat).

Question 27

Quelles réactions propres aux Procaryotes leurs permettent d'accomplir des choses dont nous sommes incapables (3)?

Answer 27

- Se nourrir de cellulose/pétrole - Recyclage d'éléments utilisés/rejetés - Consommation de substances inorganiques

Question 28

Qu'est-ce que le métabolisme?

Answer 28

Somme des réactions chimiques qui se déroulent dans un organisme vivant visant à maintenir un équilibre énergétique dans la cellule (Catabolisme + Anabolisme = Métabolisme).

Question 29

Qu'est-ce que le catabolisme?

Answer 29

Dégradation de composés organiques complexes en substances plus simples, catalysée par les enzyme et libérant de l'énergie (source d'énergie pour anabolisme).

Question 30

Qu'est-ce que l'anabolisme?

Answer 30

Production de molécules organiques complexes à partir de composants plus simples, nécessaires à la croissance cellulaire et nécessitant de l'énergie.

Question 31

Qu'est-ce que l'Adénosine Triphosphate (ATP)?

Answer 31

Molécule emmagasinant l'énergie des réactions cataboliques et la libère pour alimenter les réactions anaboliques ("intermédiaire").

Question 32

Que sont les enzymes?

Answer 32

Catalyseurs permettant d'accélérer les réactions chimiques, sans être modifier de façon permanente. Chacune agit sur une substance déterminée appelée substrat.

Question 33

Quels facteurs ont une influence sur l'efficacité de l'activité des enzymes (3)?

Answer 33

- Température - pH - Concentration de substrats

Question 34

Quels sont les 2 processus auxquelles font appel les micro-organismes pour produire de l'énergie à partir du glucose?

Answer 34

- Respiration cellulaire | - Fermentation

Question 35

Quel est le principal moyen d'obtenir de l'énergie chez les micro-organismes?

Answer 35

Dégradation des glucides (glucose).

Question 36

Quelles sont les 3 étapes de la respiration cellulaire?

Answer 36

1. Glycolyse (glucose à pyruvate = - e-): 2x ATP 2. Pyruvate active cycle de Krebs (- e-): 2x ATP 3. Chaîne de transport des électrons (accepteur terminal d'e-): 32x ATP

Question 37

Quelles sont les 2 sorte de respiration cellulaire et leur définition?

Answer 37

- Aérobie: Quand O2 est l'accepteur terminal d'e- | - Anaérobie: Quand l'accepteur terminal d'e- n'est pas O2

Question 38

Quelles sont les 2 étapes de la fermentation?

Answer 38

1. Glycolyse (glucose à pyruvate): 2x ATP | 2. Formation de produits organiques

Question 39

Quelles sont les caractéristiques de la fermentation (3)?

Answer 39

- Pas besoin d'O2 - Produit une faible quantité d'ATP - Importance écologique pour la décomposition des substances organiques en milieux anaérobie

Question 40

Quels sont les produits finaux de la fermentation (3)?

Answer 40

- Acide lactique - Éthanol - CO2

Question 41

Quelle est la différence entre la respiration cellulaire/fermentation et la photosynthèse?

Answer 41

Énergie est obtenue par la conversion d'énergie lumineuse en ATP lors de réactions photochimiques vs catabolisme. Énergie lumineuse absorbée par molécules de chlorophylle et libère e-.

Question 42

Quels éléments essentiels doit-on prendre en compte pour définir un type de métabolisme (2)?

Answer 42

- Source d'énergie | - Source de C

Question 43

Quels sont les 2 classes d'organismes selon leur source d'énergie?

Answer 43

- Chimiotrophe: Chimique | - Phototrophe: Lumière

Question 44

Quelle est la différence entre un autotrophe et hétérotrophe avant et après l'anabolisme (2 chaque)?

Answer 44

- Hétérotrophe: Source de C = composés organiques; rejette CO2 - Autotrophe: Source de C = CO2; rejette Composés organiques

Question 45

Qu'est-ce que le cycle biogéochimique?

Answer 45

Recyclage des éléments essentiels impliquant les organismes vivants et leur environnement abiotique.

Question 46

Quels sont les 3 cycles d'échange sur Terre et leur définition?

Answer 46

- Carbone: Échange entre hétérotrophes/autotrophes à l'intérieur/entre écosystèmes via CO2 - Azote: Utilisation du N2 atmosphérique et transformation en NH3 pour l'utilisation des organismes - Souffre: Molécules soufrées comme source d'électrons (énergie); lié aux protéines/vitamines