Cours 3 - Nutrition et croissance des microorganismes Flashcards

Question 1

Q

Définir la croissance des microorganismes

Answer

A

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

Chez la plupart des procaryotes, la croissance d’une cellule se poursuit jusqu’à sa division en deux nouvelles cellules par fission binaire (scissiparité)

Question 2

Q

Définir la courbe de croissance microbienne

Answer

A

La courbe de croissance d’une population bactérienne se développant dans un milieu de culture liquide (système fermé; en ‘batch’ ou discontinue) peut être représentée par le log 10 de la concentration bactérienne (bact./ml) en fonction du temps d’incubation (heures).

Question 3

Q

Quelles sont les 4 phases de croissance illustrée sur la courbe de croissance microbienne?

Answer

A

-latence, -exponentielle, -stationnaire et -de mortalité

VOIR diapo 3

Question 4

Q

Expliquez la phase de latence

Answer

A

-Phase d’adaptation dans laquelle il n’y a aucune division cellulaire

Question 5

Q

La durée de la phase de latence vaire en fonction de quoi? (2)

Answer

A

de l’âge des bactéries

- de l’origine (composition, température du milieu)

Question 6

Q

Expliquez la phase exponentielle (log) (4)

Answer

A

Accélération de la croissance des bactéries ainsi que de 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 courte durée…
Relation entre la concentration des nutriments et la croissance

Question 7

Q

Expliquez la phase stationnaire

Answer

A

Le nombre total de microorganismes viables reste constant (Équilibre entre division et mort cellulaire) (109 cellules/ml)

Question 8

Q

Nommez 2 causes possibles de la phase stationnaire

Answer

A

Causes: -Limitation des nutriments

-Accumulation de déchets toxiques, acidité

Question 9

Q

Expliquez la phase de mortalité

Answer

A

Arrêt de la division cellulaire

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

Question 10

Q

Nommez 3 causes possible de la phase de mortalité

Answer

A

Dommages irréparables conduisant à une perte de viabilité
Réponse génétique déclenchée (Mort cellulaire programmée)
Formation de cellules viables non cultivables (VNC) (dormance)

Question 11

Q

Comment peut-on mesurer la croissance des microorganismes?

Answer

A

1- Méthodes directes

2- Méthodes indirectes

Question 12

Q

Nommez les 2 mesures directes utilisées pour mesurer la croissance des microorganismes

Answer

A

A)Décompte total des microorganismes (dépend de la taille)

B) Décompte des unités viables (capables de se reproduire)

Question 13

Q

Nommez les 2 mesures indirectes utilisées pour mesurer la croissance des microorganismes

Answer

A

A)Mesure de l’activité

B)Mesure de la masse cellulaire

Question 14

Q

Expliquez le décompte total des microorganismes (dépend de la taille) - méthode directe (mesure de la croissance des microorganismes) + Avantages et inconvénients

Answer

A

-Compteur de cellules Coulter et Cytomètre de flux (protistes, levures et cellules mammifères)
- Chambre de comptage observée au microscope
• Hémocytomètre: Les levures et cellules mammifères
• Cellule de Petroff-Hausser: Les bactéries
Avantages: - facile à utiliser, rapide et peu coûteux
- informations sur la taille/morphologie des microorganismes
Inconvénients: - densité microbienne élevée (petit volume) - décompte des cellules mortes et vivantes
*Il existe maintenant des kits commerciaux permettant de distinguer les cellules mortes et vivantes (Live/Dead BacLight Bacterial Viability Kit)

Question 15

Q

Expliquez le décompte des unités viables (méthode directe - mesure croissance microbienne) + Avantages et inconvénients

Answer

A

-Méthode de dilutions en milieu liquide et d’étalement sur gélose - Méthode des filtres de cellulose
Avantages: - les colonies proviennent seulement des cellules vivantes capables de se reproduire
Inconvénients: -Amas de cellules = 1 colonie
Unités Formant des Colonies (UFC)
- cellules Viables Non Cultivables (VNC)
*Résultat significatif entre 30-300 colonies
►Méthode des filtres de cellulose
L’échantillon est passé sur un filtre de cellulose dont la porosité retient les micro-organismes

Question 16

Q

Expliquez la mesure de l’activité (méthode indirecte mesure croissance microbienne)

Answer

A

-En mesurant la consommation de substrats (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

Question 17

Q

Expliquez la mesure de la masse cellulaire (méthode indirecte mesure croissance microbienne)

Answer

A

Poids sec
• Récolte des micro-organismes (filtration sur membrane)
• Lavage + dessiccation (100 à 110oC)
• Pesée (toutes les bactéries, mortes ou vivantes sont pesées)
• Valeurs exprimées 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 (voir page suivante)

Question 18

Q

Expliquez la turbidimétrie

Answer

A

►Évaluation de la concentration cellulaire à l’aide de sa densité optique [D.O.] (absorption lumineuse) à une certaine longueur d’onde (Ex 600 nm)
• Dans une certaine limite (106/ml < [ ] < 108/ml), la D.O. d’une suspension microbienne est directement proportionnelle à sa concentration cellulaire
• Pour évaluer la concentration microbienne d’une suspension inconnue, on doit préalablement établir à l’aide d’un spectrophotomètre une courbe de référence pour des concentrations microbiennes connues

Question 19

Q

Quelles sont les 3 expressions mathématiques de la croissance bactérienne + ce qu’ils quantifient

Answer

A

A) Temps de génération ou de doublement (g)
-Intervalle de temps entre deux divisions cellulaires
successives: g = t/n
(t = Temps, n=nbre de générations)
Ex: Escherichia coli (20 min)
Mycobacterium tuberculosis (800 min)

B) Taux de croissance (k)
- Nombre de générations par unité de temps (inverse du temps de génération)
k = n/t (t = Temps, n=nbre de divisions) Ex: Escherichia coli (3/h)
Mycobacterium tuberculosis (0,075/h)

C) Nombre de générations (n) n = (LogNt – LogNo)/log2
Nt: nombre de cellule au temps t
No: nombre initial de cellule de la population
g = t/n

Question 20

Q

Donnez les 4 caractéristiques de la culture continue (ouvert)

Answer

A

Apport de nutriments
Élimination des déchets
La phase de croissance exponentielle est maintenue sur une longue période
Concentration constante de la biomasse

Question 21

Q

Nommez les 2 types de culture continue (ouvert)

Answer

A

– Chémostat : Apport constant de nutriments à la même
vitesse que le milieu est éliminé
– Turbidostat: vitesse de dilution déterminée par la densité

Question 22

Q

Qu’est-ce qu’un milieux de culture et quelles sont les 3 caractéristiques

Answer

A

Préparations utilisées pour réaliser la croissance, le transport ou la conservation des microorganismes
• Leurs compositions varient à l’infini
• Doivent respecter les exigences nutritives des micro-organismes
• La composition précise d’un milieu de culture dépend de l’espèce à
cultiver

Question 23

Q

Il existe 2 types de milieux de culture, lesquels?

Answer

A

1) Liquides: bouillons de culture (produisent une suspension microbienne)
2) Solides:
- Même composition que les bouillons, sauf qu’on ajoute de l’agar à 1-2% (produisent des colonies microbiennes)

Question 24

Q

Définir l’agar

Answer

A

Agar: Polysaccharide extrait d’une algue rouge et utilisé comme agent gélifiant (non métabolisé par les microorganismes)

Question 25

Q

Comment sont classés les types de milieux de cultures

Answer

A

1) Classés selon la composition -synthétique ou empirique
2) Classés selon l’usage
- sélectif ou différentiel (ou les deux)

Question 26

Q

Décrire les milieux de cultures synthétiques ou définis

Answer

A

1) Synthétiques ou définis: composition chimique entièrement connue-
- Milieux pauvres permettent la croissance de seulement certains microogranismes (source de C, N, S, etc…)

Question 27

Q

Décrire les milieux de cultures empiriques ou complexes

Answer

A

2) Empiriques ou complexes: composition chimique indéterminée (peptone, extrait de levure)
- Milieux riches permettent la croissance d’une grande variété de microorganismes

Question 28

Q

Quels sont les 3 milieux de culture selon l’usage?

Answer

A

A) Milieux de base ou de propagation
Permettent la croissance de la plupart des microorganismes Ex: boullion nutritif
B) Milieux sélectifs
Contiennent des composés qui inhibe de façon sélective la croissance de certaines microorganismes sans en affecter d’autres. Ex: la milieu MacConkey contient des sels biliaires et du violet de cristal qui inhibe la croissance des bactéries Gram+
A) Milieux différentiels
Contiennent de substances spécifiques permettant de distinguer différentes bactéries par la couleur de leur colonies
ex: la gélose MacConkey contient du lactose et le rouge neutre (indicateur de pH). La fermentation du lactose acidifie le milieu et produit des colonies rouges.
Lac+ colonie rouge: E.coli
Lac- colonie incolore: Pseudomonas

Question 29

Q

Quelles sont les besoins nutritifs des microorganismes?

Answer

A

1) MACROÉLÉMENTS:
- H, O –> EAU
- C, H, O, N, P, S –> Molécules organiques (glucides, lipides, protéines, acides nucléiques)
- K, Mg, Ca, Fe –> Ions (cofacteurs d’enzymes)

2) MICROÉLÉMENTS:
- Mn, Co, Cu, Zn –> Éléments traces

3) BESOINS SPÉCIAUX:
- B, Al, V, Mo, I –> Éléments restreints

Question 30

Q

V ou F?

a) Nutriments: Substances utilisées pour la biosynthèse et la conversion de l’énergie, et donc requises pour la croissance microbienne

b) 10 éléments nécessaires en grande quantité (macroéléments) pour la synthèse de macromolécules :
-C : nécessité d’une source de carbone
-H et O (hydrogène et oxygène)
H2O (eau: indispensable)
pH (sensible à la concentration en H+) O2 (indispensable à toxique)
-Facteurs de croissance (acides aminés, vitamines et bases azotées)

Question 31

Q

Tous les êtres vivants ont besoin pour subsister de 3 éléments, lesquelles?

Answer

A

Source de carbone
Source d’énergie
Source d’électrons

Question 32

Q

Quels microorganismes peut ont classifier lorsqu’on parle de “source d’énergie” comme besoin nutritifs?

Answer

A

Chimiotrophes: Oxydation des composés organiques (Ex. glucose) et inorganiques
Phototrophes: Lumière

Question 33

Q

Quels microorganismes peut ont classifier lorsqu’on parle de “source de carbone” comme besoin nutritifs?

Answer

A

Autotrophes: CO2 seul ou principale source

* Hétérotrophes: Molécules organiques préformées (Ex. glucides, lipides…)

Question 34

Q

Quels microorganismes peut ont classifier lorsqu’on parle de “source d’électrons” comme besoin nutritifs?

Answer

A

•Lithotrophes: Molécules inorganiques réduites (H2S, NH +, Fe2+,…)
•Organotrophes: Molécules organiques réduites (Ex.
glucose)

Question 35

Q

Quelles sont les sources d’énergie, électrons et de carbone d’un microorganisme Autotrophes photolithotrophes
(Photolithoautotrophie) ?

Answer

A

Énergie lumineuse; donneur inorganique (H/e-); CO2 comme source de carbone

Algues, bactéries sulfureuses pourpres et vertes, cyanobactéries

Question 36

Q

Quelles sont les sources d’énergie, électrons et de carbone d’un microorganisme Hétérotrophes photoorganotrophes (Photo-organohétérotrophie) ?

Answer

A

Énergie lumineuse; donneur organique d’H/e-; source organique de carbone (CO2 peut aussi être utilisé)

Bactéries non-sulfureuses pourpres, bactéries non- sulfureuse vertes

Question 37

Q

Quelles sont les sources d’énergie, électrons et de carbone d’un microorganisme Autotrophes chimiolithotrophes (Chimiolithoautotrophie)
?

Answer

A

Source chimique d’énergie (inorganique); donneur inorganique d’H/e-; CO2 comme source de carbone

Bactéries oxydant le soufre, le fer, ou l’hydrogène, bactéries nitrifiantes

Question 38

Q

Quelles sont les sources d’énergie, électrons et de carbone d’un microorganisme Hétérotrophes chimioorganotrophes (Chimio-organohétérotrophie) ?

Answer

A

Source chimique d’énergie (organique); donneur organique d’H/e-; source organique de carbone

Protozoaires, mycètes, la plupart des bactéries non-photosynthétiques; donc la plupart des microorganismes pathogènes

Question 39

Q

Expliquez :

a) Source de carbone inorganique pour les autotrophes
b) Source de carbone organique pour les hétérotrophes

Answer

A

a) -‐Les chimioautotrophes et les photoautotrophes peuvent utiliser le CO2 comme
seule source de carbone pour la biosynthèse de leurs macromolécules

b) -‐Substances hydrocarburées (glucides, protides, lipides, hydrocarbures,
acides organiques, polyalcools,…)
-‐Presque toutes les substances carbonées peuvent être dégradées
-‐Lorsqu’aucun chimiohétérotrophe ne peut dégrader une substance, cette dernière est considérée NON-‐BIODÉGRADABLE

Question 40

Q

Expliquez l’exigence en azote et donnez:

a) Forme inorganique pour certains microorganismes
b) Forme organique utilisée par un grand nombre de microorganismes

Answer

A

Azote : Synthèse des acides aminées (protéines), bases azotées (purines, pyrimidines), certains glucides/lipides, cofacteurs enzymatiques,…

a) - Azote atmosphérique (N2):Fixation de l’azote atmosphérique (besoin de nitrogénases) certaines bactéries seulement (Ex: Rhizobium, Azotobacter)
- Ammoniaque (NH3):Oxydation de l’ammoniaque en nitrites (nitrosation) Ex: Nitrosomas

Nitrites (NO2):Oxydation des nitrites en nitrates (NO3) (nitration) Ex: Nitrobacter
(Nitrification = nitrosation + nitration)
Sels d’ammonium (NH4+):Plusieurs espèces Ex: E. coli, Pseudomonas aeruginosa
b) - Composés azotés tels les acides aminées, les bases azotés, phospholipides,…

Question 41

Q

Décrire l’exigence nutritionnelle du phosphore

Answer

A

Élément essentiel des acides nucléiques, phospholipides, de nombreux coenzymes et de l’ATP
- Absorbé sous forme inorganique (PO4 2- )

Question 42

Q

Décrire l’exigence nutritionnelle du soufre

Answer

A

Élément essentiel de certains acides aminés (cystéine, méthionine)
-Principalement absorbé sous forme de sulfate (SO4 2- )
ou de composés soufrés organiques (cystéine)

Question 43

Q

Décrire l’exigence nutritionnelle des ions inorganiques

Answer

A

(Na+, K+, Mg2+, Fe2+, Ca2+, Co2+, Cu2+, Mn2+, Zn2+) : Essentiels pour l’équilibre physicochimique de la cellule (constituants des enzymes et des coenzymes, constituants des structures cellulaires, cofacteurs enzymatiques

Question 44

Q

Qu’est-ce qu’un facteur de croissance ?

Answer

A

Composés organiques essentiels à la croissance que la bactérie ne peut synthétiser elle-même (doivent être préformés)

Question 45

Q

Quels sont les 3 types de facteurs de croissances?

Answer

A

1) acides aminés
2) vitamines
3) bases azotées (purines/pyrimidines)

Question 46

Q

Expliquez les exigences nutritionnelles des facteurs de croissance pour:

a) Prototrophe
b) Auxotrophe

Answer

A

a) Prototrophe: microorganisme de type sauvage du point de vue nutritionnel; autonome, pouvant croître sur un milieu minimal

b) 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)

Question 47

Q

V ou F?

L’eau est :

a) Le Principal constituant cellulaire des microorganismes
b) Indispensable comme solvant et dans les réactions biochimiques

Answer

A

a) et b) sont vrais

Question 48

Q

Nommez et décrire les 2 état de l’eau

Answer

A

Eau liée: liée aux macromolécules, ions ou toute surface hydrophile

Eau libre: suffisamment éloignée d’une surface et libre de ses mouvements, propriétés physico-chimiques normales

Question 49

Q

V ou F?

a) Seule l’eau liée du milieu est disponible pour les microorganismes
b) La plupart des microorganismes exigent une grande quantité d’eau libre pour leur croissance

Answer

A

a) FAUX

Seule l’eau libre du milieu est disponible pour les microorganismes

b) Vrai

Question 50

Q

Expliquez l’activité de l’eau libre

Answer

A

Activité de l’eau libre: indice de la disponibilité de l’eau pour les microorganismes
Aw(Activity of water): Pression partielle de vapeur d’eau d’une solution Pression partielle de vapeur de l’eau pure

Question 51

Q

Quelles sont les exigences en oxygènes pour:

a) organismes aérobiques
b) organismes anaérobiques
c) procaryotes
d) eucaryotes

Answer

A

a) Accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire des organismes AÉROBIQUES
b) Toxique pour les bactéries ANAÉROBIQUES
c) Procaryotes : L’oxygène est soit nécessaire, toléré ou toxique

d) Eucaryotes : L’oxygène est presque toujours essentiel
Certaines levures peuvent croître en absence d’oxygène (fermentation)

Question 52

Q

On distingue 5 groupes de bactéries selon leur réponse à l’égard de l’oxygène, lesquels?

Answer

A

1) Aérobies stricts
2) Microaérophiles
3) Anaérobies stricts ou obligatoires
4) Anaérobies facultatifs (aéro-anaérobies)
5) Anaérobies aérotolérants

Question 53

Q

Donnez les 2 caractéristiques pour les organismes aérobies stricts

Answer

A

Bactéries qui exigent obligatoirement l’oxygène libre pour se multiplier
L’oxygène libre est utilisé comme accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire.

Ex.: Nitrobacter, Nitrosomonas, la plupart des Pseudomomas,…

Question 54

Q

Donnez les 2 caractéristiques pour les organismes microaérophiles

Answer

A

Bactéries qui ne se développent qu’en présence d’une faible pression d’oxygène libre, inférieure à celle de l’atmosphère (21%)
Pression d’oxygène libre de 2 à 10 %

Ex.: Azotobacter, Hydrogenomonas, Campylobacter

Question 55

Q

Donnez les 3 caractéristiques pour les organismes anaérobies stricts ou obligatoires

Answer

A

Bactéries qui ne peuvent se multiplier qu’en absence totale d’oxygène libre
L’oxygène libre ne peut être utilisé comme accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire

•Elles utilisent d’autres substances oxydatrices comme des nitrates, des sulfates ou des carbonates comme accepteur final d’électrons; c’est
la respiration anaérobie

Ex.: Clostridium, Veillonella, Desulfovibrio, Bacteroides,…

**Si l’accepteur final est un composé organique on parle alors de fermentation

Question 56

Q

Donnez les 2 caractéristiques pour les organismes anaérobies facultatifs (aéro-anaérobies)

Answer

A

• Bactéries capables de croître en présence ou en absence totale
d’oxygène libre

• Ces bactéries peuvent utiliser soit la respiration (aérobie), soit la fermentation (anaérobie)

Ex.: la très grande majorité des espèces bactériennes

Question 57

Q

Donnez les 2 caractéristiques pour les organismes anaérobies aérotolérants

Answer

A

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.

Ex.: Enterococcus faecalis

Question 58

Q

L’oxygène est vital pour la très grande majorité des organismes vivants. Il est toutefois potentiellement toxique, pourquoi?

Answer

A

car la réduction de l’oxygène (gain d’électrons) produit une série de radicaux libres

**VOIR DIAPO 38

Question 59

Q

Nommez 3 méthodes pour faire croître les anaérobies?

Answer

A

1) Bouillon au thioglycolate
2) Système ‘GasPak’
3) Chambre de travail anaérobie

Question 60

Q

Quels sont les 3 facteurs physiques influençant la croissance des microorganismes?

Answer

A

1) La température
2) L’acidité (pH)
3) La pression osmotique

Question 61

Q

La température est un facteur très important dans la croissance des microorganismes, pourquoi? + nommez les 3 types de températures

Answer

A

CAR: Elle affecte directement les réactions enzymatiques (métabolisme) des microorganismes

1) Température minimale: Température la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître
2) Température optimale: Température idéale permettantaux microorganismes un taux de croissance maximal
3) Température maximale: Température la plus élevée à laquelle un microorganisme peut croître

Question 62

Q

Comment nomme-t-on les microorganismes qui peuvent croître à des températures de:

a) < 10°C
b) 20-30 °C
c) 20-45 °C
d) 55-65 °C
e) 80-133 °C

Answer

A

a) psychrophile
b) psychrotrophe
c) mésophile
d) thermophile
e) hyperthermophile

Question 63

Q

L’activité enzymatique des microorganismes est directement influencée par le pH. Comment?

Answer

A

En milieu acide ou en milieu alcalin, les enzymes sont normalement inactivées.

Question 64

Q

Nommez et expliquez les types de pH

Answer

A

1) pH minimal: valeur de pH la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître

2) pH optimal: valeur de pH idéale permettant aux microorganismes un taux de
croissance maximal

3) pH maximal: valeur de pH la plus élevée à laquelle un microorganisme peut croître

Answer 64

A

a) Acidophiles
b) Neutrophiles
c) Alcalophiles

Answer 65

A

a) bactéries

b) mycètes

Answer 66

A

La présence d’une membrane plasmique à perméabilité sélective fait en sorte que les microorganismes sont affectés par des modifications de la concentration en solutés (concentration osmotique) de leur milieu

Answer 67

A

a) L’eau entre dans la cellule mais la paroi oppose une certaine résistance mécanique à la pression osmotique

b) L’eau quitte la cellule au profit du milieu ambiant (déshydratation)
- Plasmolyse (la membrane se rétracte de la paroi)
- Faible disponibilité en eau libre

Answer 68

A

1) Osmotolérants: tolèrent une pression osmotique élevée Ex: - Champignons (sucre: confitures)
- Staphylococcus (tolère de 5-20% NaCl)

2) Osmophiles: nécessitent une pression osmotique élevée pour croître
(milieux hypertoniques)

3) Halophiles: nécessitent une concentration en NaCl > 0.2M
Ex: - Pseudomonas, Vibrio vulnificus (3.5% NaCl)
- Halobacterium, Vibrio costicolus (20-30% NaCl)
(bactéries des saumures)

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