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MCB 1979 MICROBIO > cours 3 : nutrition et croissance des microorganismes > Flashcards

cours 3 : nutrition et croissance des microorganismes Flashcards

1
Q

Définition de la croissance des micororganismes.

A

La croissance est définie par un accroissement du nombre de cellules ou de la masse cellulaire totale.

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Q

Comment finit la croissance des procaryotes?

A

Souvent par la division de la cellules en deux nouvelles cellulaires par la fission binaire (scissiparité).

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3
Q

Qu’est-ce que la courbe de croissance microbienne?

A
  • elle se développe dans un milieu de culture liquide (fermé ou discontinue) qui peut être représentée par le log 10 de la concentration bactérienne en fonction du temps d’incubation.
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4
Q

Quelles sont les 4 phase de croissances observables sur la courbe de croissance microbienne?

A
  • Latence
  • Exponentielle
  • Stationnaire
  • Mortalité
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Q

Explique la phase de latence dans la courbe de croissance microbienne.

A
  • c’est la phase d’adaptation dans laquelle il. n’y a aucune division cellulaire.
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6
Q

Quels facteurs change la durée de la phase de latence dans la courbe de croissance micorbienne?

A
  • l’âge des bactéries

- l’origine (la composition et la température du milieu)

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7
Q

Que ce passe-t-il lors de la phase exponentielle dans la courbe de croissance microbienne?

A
  • la croissance des bactéries accélèrent ainsi que la division cellulaire
  • les microorganismes se développent et se divisent à la vitesse maximale
  • la population est uniforme (propriétés chimiques et physiologiques)
  • la phase de croissance exponentielle est de courbe durée
  • il y a une relation entre la concentration des nutriments et la croissance.
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8
Q

Que ce passe-t-il lors de la phase stationnaire dans la courbe de croissance microbienne?

A

le nombre total de microorganismes viables reste constant (équilibre entre division et mort cellulaire)

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9
Q

Quelles sont les causes de la phase stationnaire dans la courbe de croissance microbienne?

A
  • limitation des nutriments

- accumulation de déchets toxiques, acidité

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10
Q

Que ce passe-t-il lors de la phase de mortalité dans la courbe de croissance microbienne?

A
  • arrêt de la division cellulaire

- le nombre de bactéries viables ou cultivables diminue de façon constante en fonction du temps

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11
Q

Quelles sont les causes de la phase de mortalité dans la courbe de croissance microbienne?

A
  • dommages irréparables conduisant à une perte de viabilité
  • réponse génétique déclenchée (mort cellulaire programmée)
  • formation de cellules viables non cultivables (VNC) (dormance)
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12
Q

Nomme deux méthodes directes pour mesurer la croissance des microorganismes et comment?

A

le décompte total des microorganismes - par appareil spécialisé capable de compter le nombre de bactéries
- par chambre de comptage observé au microscope = très rapide. facile à utiliser et peu coûteux. désavantages = culture dense devient très difficile à compter. Aussi incapable de distinguer entre cellules mortes et vivantes.

décompte des unités viables (capable de se reproduire):

  • par méthode de dilutions en milieu liquide et d’étalement dur gélose
  • par méthode des filtres de cellulose
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13
Q

Nomme deux types de comptage observée au microscope.

A
  • hématocytomètre : les levures et cellules mammifères: utiliser pour les cellules plus larges, pas utiliser pour les bactéries.
  • cellule de Petroff-Hausser: les bactéries: 10 fois plus petits que l’hémocytomètre
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14
Q

Nomme les avantages et désavantages de la méthode de filtre de cellulose.

A

avantages: les colonies proviennent seulement des cellules vivantes capables de se reproduite

désavantages: amas de cellules = 1 colonies. Dans les dilutions trop élevé ont ne voit presque rien.

résultats significatifs entre 30-300 colonies.

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15
Q

Comment fonctionne la méthode des filtres de cellulose?

A

l’échantillon est passé sur un filtre de cellulose dont la porosité retient les microorganismes.

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16
Q

Nomme deux méthodes indirectes pour mesurer la croissance des microorganismes.

A
  • mesure de l’activité

- mesure de la masse cellulaire

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17
Q

Explique comment fonctionne la mesure de l’activité pour mesurer indirectement la croissance des microorganismes.

A

en mesurant la consommation de substrat (C, N2, O2 ou d’un facteur spécifique de croissance), la concentration des constituants cellulaires (ATP, FAD ou FMN, ADN, protéines) ou l’excrétion de certains produits (CO2 ou NH3), il est possible d’évaluer la concentration microbienne d’un échantillon.

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18
Q

Explique comment fonctionne la mesure de la masse cellulaire pour mesurer indirectement la croissance des microorganismes.

A

poids sec

  • récolte des microorganismes (filtration sur membrane)
  • lavage + dessiccation (100 à 110°C)
  • pesée (toutes les bactéries, mortes ou vivantes sont pesées).
  • valeurs exprimés en g/L
  • valeurs exprimées en cellules/ml (nécessite un décompte cellulaire avant de récolter les bactéries).

turbidité par la densité optique (D.O.): turbidimétrie

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19
Q

Explique la turbidité.

A

Évaluation de la concentration cellulaire à l’aide de sa densité optique (absorption lumineuse) à une certaine longueur d’onde.
les particules vont faire la diffraction de la lumière = diminution de la lumière capté par les cellules photoélectrique plus loin des particules. Plus il y a des particules, moins il y a de la lumière qui traverse. **permet un comptage rapide des bactérie.

  • Dans une certaine limite, la densité optique d’une suspension microbienne est directement proportionnelle à sa concentration cellulaire. *il faut faire une courbe de référence pour des concentrations microbienne connues.
    limitations: les appareils perdent de précision quand les structures sont trop dense. Quand on dépasse 0.4 unité d’absorbance.
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20
Q

Qu’est-ce que le temps de génération ou de doublement (g)?

A

l’intervalle de temps entre deux divisions cellulaires successives.

L’équation implique le temps (t) et le nombre de générations (n)

g = t/n

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21
Q

Qu’est-ce que le taux de croissance (k)?

A

Le nombre de générations par unité de temps (inverse du temps de génération).

L’équation implique le temps (t) et le nombre de division (n):

k = n/t

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22
Q

Qu’est-ce que le nombre de générations (n)?

A

n = (log Nt - LogNo) / log2

Implique
Nt = le nombre de cellule au temps t

No = Le nombre initial de cellule de la population.

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23
Q

Qu’est-ce qu’implique une culture continue (ouvert) et comment ce fait la réaction de croissance microbienne?

A
  • un apport de nutriment
  • élimination des déchets
  • la phase de croissance exponentielle est maintenue sur une longue période.
  • concentration constante de la biomasse.
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24
Q

Quels sont les 2 types de culture continue (ouvert)?

A

Chémostat: apport constant de nutriments à la même vitesse que le milieu est éliminé. Permet de garder un équilibre pour la composition de notre milieu de culture.

Turbidostat: vitesse de dilution déterminée par la densité.

but = permet de maintenir une certaine densité.

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25
Qu'est-ce qu'un milieu de culture?
Une préparation utilisées pour réaliser la croissance, le transport ou la conservation des microorganismes.
26
Règles pour préparer un milieu de culture?
- doivent respecter les exigences nutritives des microorganismes - la composition doit être précise et dépend de l'espèce à cultiver
27
Deux types de milieu de culture.
- liquide : bouillon de culture (produisent une suspension microbienne) **mesurer par spectrophotométrie** - solide : même composition que les bouillons, sauf qu'on ajoute de l'agar à 1-2% (produisent des colonies microbiennes).
28
Définition de la composition de l'agar.
composé de polysaccharide extrait d'une algue rouge et utilisé comme agent gélifiant (non métabolisé par les microorganismes)
29
Deux types de milieu classé selon la composition (pas liquide et solide) et explique.
- synthétique ou définis: composition chimique entièrement connue: les milieux pauvres permettent la croissance de seulement certains microorganismes (source de C, N, S, etc). - empiriques ou complexes: composition chimique indéterminée (peptone, extrait de levure): les milieux riches permettent la croissance d'une grande variété de microorganisme.
30
3 types de milieux de culture selon l'usage.
- milieux de base ou de propagation: permettent la croissance de la plupart des microorganismes ex: BN - milieux sélectifs: contiennent des composés qui inhibe de façon sélective la croissance de certains microorganismes sans en affecter d'autres. ex: milieu MacConkey contient des sels biliaires et du violet de cristal qui inhibe la croissance des bactéries Gram +. - milieux différentiels: contiennent des substances spécifiques permettant de distinguer différentes bactéries par la couleur de leurs colonies. ex: gélose MacConkey qui différencie selon la fermentation de lactose.
31
Quels sont les besoins nutritifs des microorgansimes?
macroéléments: - eau - molécules organiques - ions microéléments: - éléments traces besoins spéciaux: - éléments restreints
32
Pourquoi les organismes ont besoins de nutriments?
substances utilisées pour la biosynthèse et la conversion de l'énergie, et donc requises pour la croissance microbienne.
33
À quoi servent les macroéléments et combien y en a-t-il?
10 éléments nécessaire en grande quantité pour la synthèse de macromolécules CHOPK'NS Ca Fe Mg Le H et le O sont nécessaire pour: - le H2O - il change le pH ([H+]) dont les microorganisme sont très sensible. - O2 = indispensable ou toxique.
34
Autotrophe
a uniquement ou principalement le CO2 comme source de carbone
35
Hétérotrophe
utilise les molécules organiques préformées (glucides et lipides) comme source de carbone
36
phototrophes
source d'énergie est la lumière
37
chimiotrophes
source d'énergie = oxydation des composés organiques (ex: glucose) et inorganiques (ex: H2S, HN4+, Fe2+, etc)
38
Lithotrophes
source d'électrons = molécules inorganiques réduites (H2S, NH4+, Fe2+)
39
Organotrophes
source d'électrons = molécules organiques réduites (ex: glucose).
40
Les chimiotrophes se divisent en deux catégories, lesquels?
- chimioorganotrophie: utilise des composés organiques | - chimiolithotrophie: utilise des composés inorganiques.
41
Comment est la source de carbone pour les autotrophes et les types d'autotrophes?
Inorganique - les chimioautotrophes et les photoautotrophes utilise le CO2 comme seule source de carbone pour la biosynthèse de leur macromolécules.
42
Comment est la source de carbone organique pour les hétérotrophes?
- des substances hydrocarburées (glucides, protides, lipides, hydrocarbures, acides organiques, polyalcools) - presque toutes les substances carbonées peuvent être dégradées.
43
Quel est le nom d'un chimiohétérotrophe n'étant pas capable de dégrader une substance organique?
un composé non-biodégradable.
44
À quoi sert l'azote?
synthèse des acides aminées (protéines), bases azotées (purines, pyrimidines), certains glucides-lipides, cofacteurs enzymatiques.
45
D'où vient la source inorganique d'azote (moins utilisé que organique)?
- azote atmosphérique (N2): fixation de l'azote atmosphérique (besoin de nitrogénases) par certaines bactéries seulement. - ammoniaque (NH3) : oxydation de l'ammoniaque en nitrites (nitrosation) - nitrite (NO2): oxydation des nitrites en nitrates (NO3) (Nitration) - sels d'ammonium (NH4+)
46
À quoi sert la source de phosphore (P) et sous quelle forme est-il absorbé?
élément essentiel des acides nucléiques, phospholipides, de nombreux coenzymes et de l'ATP. - absorbé sous forme inorganique (PO42-)
47
À quoi sert la source de souffre et sous quelle forme est-il absorbé (S)?
élément essentiel de certains acides aminés (cystéine, méthionine) - principalement absorbé sous forme de sulfate (SO42-) ou de composés de soufres organiques (cystéine)
48
Quels sont les ions inorganiques et à quoi ils servent
(Na+, K+, Mg2+, fe2+, Ca2+, Co2+, Cu2+, Mn2+, Zn2+) essentiels pour l'équilibre physiochimique de la cellule (constituants des enzymes et des coenzymes, constituants des structures cellulaires, cofacteurs enzymatiques,).
49
À quoi servent les facteurs de croissance et nomme 2 types?
composés organiques essentiels à la croissance que la bactérie ne peut synthétiser elle-même (doivent être préformés): - acides aminés - vitamines - bases azotées (purine/pyrimidine)
50
Qu'est-ce qu'un prototrophe?
Un microorganisme de type sauvage du point de vue nutritionnel; autonome, pouvant croître sur un milieu minimal.
51
Qu'est-ce qu'un auxotrophe?
- perte de capacité à synthétiser certains métabolites essentiels (comparé au type sauvage) - incapable de croître sur un milieu minimal (il faut l'enrichir avec la substance).
52
À quoi sert l'eau pour la croissance des microorganismes?
- principal constituant cellulaire des microorganismes | - indispensable comme solvant et dans les réactions biochimiques
53
2 états de l'eau
- eau liée: liée aux macromolécules, ions ou toute surface hydrophile - eau libre: suffisament éloignée d'une surface et libre de ses mouvements, propriétés physico-chimiques normales **seule l'eau libre est disponible pour les microorganismes**
54
Qu'est-ce que nous indique l'activité de l'eau libre?
indice de la disponibilité de l'eau pour les microorganismes.
55
Qu'est-ce que l'activité de l'eau?
la pression partielle de vapeur d'eau d'une solution. vs pression de vapeur de l'eau pure.
56
L'oxygène est important pour quels bactéries et pourquoi?
presque toujours essentiel pour les eucaryotes pour les bactéries: - aérobie stricte: oxygène essentiel - microaérophiles: bactéries se développant seulement en présence d'une faible pression d'oxygène libre = inférieur à la pression atmosphérique (21%). besoin d'une pression libre de 2 à 10%.
57
bactéries qui veulent pas d'oxygène?
- anaérobies stricts ou obligatoires: toxique d'avoir oxygène libre. - anaérobies facultatifs: capable de croître en présence ou en absence totale d'oxygène. - anaérobies aérotolérants: bactéries anaérobies mais la présence d'oxygène ne les tue pas.
58
Comment fonctionne les bactéries anaérobies stricts ou obligatoire?
elles utilisent d'autres substances oxydatrices comme des nitrates, des sulfates ou des carbonates comme accepteur final d'électrons = respiration anaérobie ** si l'accepteur final est un composé organique, on parle alors de fermentation.
59
Comment fonctionne l'anaérobies facultatifs?
Les bactéries peuvent utiliser soit la respiration aérobie, soit la fermentation (anaérobie). *la très grande majorité des espèces bactériennes.
60
Comment fonctionne l'anaérobies aérotolérants?
en présence d'oxygène, leur croissance est plus faible que celle des anaérobies facultatifs car elles n'utilisent pas l'oxygène.
61
Pourquoi l'oxygène est toxique pour certaines bactéries?
``` Parce que la réduction de l'oxygène (gain d'électrons) produit une série de radicaux libres. ex: anion superoxyde (O2-) peroxyde d'hydrogène (H2O2) radical hydroxyde (H2O + OH) eau (H2O) ```
62
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.
63
Quelles sont les 2 méthodes utilisés pour faire croître les anaérobies?
1- Bouillon au thioglycolate | 2- système 'GasPak'
64
Comment fonctionne le bouillon au thioglycolate?
on peut contrôler la qté d'oxygène pour l'éliminer entièrement.
65
Comment fonctionne le 'GasPack'?
C'est un contenant qui peut contenir des géloses, on ferme hermétiquement le contenant. L'air attraper dans le GasPack subit des réactions dont la conversion de l'oxygène en eau par le palladium. On sait qu'il n'y a plus d'oxygène quand le papier indicateur (bleu de méthylène) devient incolore. Contient une enveloppe génératrice de gaz: de l'eau est ajoutée aux produits chimiques présents dans l'enveloppe pour générer de l'H2 et du CO2, L'anhydride carbonique permet une croissance plus rapide des micro-organismes.
66
Dans les bouillons nutritifs, dans quelles zones (zone oxique et zone anoxique) retrouve-t-on les différents types de bactérie?
- aérobie strict: uniquement dans la zone oxique. - anaérobie strict: uniquement dans la zone anoxique. - anaérobie facultatif: dispersé dans les deux zones mais majoritairement dans la zone oxique. - microaérophile: petite section entre les deux zones. - anaérobies aérotolétant: assez dispersé dans les deux zones, mais la croissance est plus lente dans la zone oxique.
67
Quels sont les 3 facteurs physiques influençant la croissance des microorganismes?
1- la température 2- l'acidité (pH) 3- la pression osmotique
68
Décrit le facteur chimique - la température.
- la température affecte directement les réactions enzymatiques (métabolisme) des microorganismes. - température minimale: température la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître. - température optimale: température idéale permettant aux microorganismes un taux de croissance maximal. - température maximale: température la plus élevée à laquelle un microorganisme peut croître.
69
Qu'elle est la température caractéristique de la croissance des psychrophiles?
< 10°C
70
Qu'elle est la température caractéristique de la croissance des psychrotrophes?
20 - 30°C
71
Qu'elle est la température caractéristique de la croissance des mésophiles?
20 - 45°C
72
Qu'elle est la température caractéristique de la croissance des thermophiles?
55 - 65°C
73
Qu'elle est la température caractéristique de la croissance des hyperthermophiles?
80 - 144°C
74
Quelle est la température de la réfrigération?
4°C
75
Quelle est la température du corps humain?
37°C
76
Quelle est la température de la pasteurisation?
66 -71°C
77
Pourquoi l'acidité est-elle un facteur physique important?
en milieu acide ou en milieu alcalin, les enzymes sont normalement inactivées.
78
Qu'est-ce que le pH minimal?
la valeur de pH la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître.
79
Qu'est-ce que le pH optimal?
la valeur de pH idéale permettant aux microorganismes un taux de croissance maximal.
80
Qu'est-ce que le pH maximal?
la valeur de pH la plus élevée à laquelle un microorganisme peut croître.
81
3 types de microorganismes selon leur pH optimal.
1- Acidophiles: pH 0 - 5.5 2- Neutrophiles: pH 5.5 - 8.0 3. Alcalophiles: pH 8.5 - 11.5
82
Les bactéries et les mycètes préfèrent un milieu avec quel pH?
bactérie: 6 - 7 | mycète: 5 - 6
83
la pression osmotique est quel type de facteur?
psychochimique
84
Pourquoi la pression osmotique est-elle un facteur modifiant la croissance microbienne?
La membrane plasmique a perméabilité sélective fait en sorte que les microorganismes sont affectés par des modifications de la concentration en solutés (concentration osmotique) de leur milieu.
85
Que ce passe-t-il lorsque les bactéries sont placées en milieu hypotonique?
L'eau entre dans la cellule mais la paroi oppose une certaine résistance mécanique à la pression osmotique. pas de rupture
86
Que ce passe-t-il lorsque les bactéries sont placées en milieu hypertonique?
l'eau quitte la cellule au profit du milieu ambiant (déshydratation) = plasmolyse (la membrane se rétracte de la paroi) - faible disponibilité en eau libre = affecte la concentration cellulaire.
87
3 types de microorganismes selon leur réponse è la pression osmotique.
1- osmotolérants: tolèrent une pression osmotique élevée: ex: champignons (sucres: confitures) 2 - osmophiles: nécessitent une pression osmotique élevée pour croître (milieux hypertoniques) 3- Halophiles: nécessitent une concentration NaCl > 0.2 M.
88
Quels sont les composés osmocompatibles ou osmorégulateurs?
Glycine, bétaïne, glycérol... permettent d'ajuster l'activité de l'eau du cytoplasme sans nuire aux réactions biochimiques des cellules.

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