Cours 3: Nutrition et croissance microorganisme Flashcards
Chez les procaryotes la croissance d’une cellule se poursuit jusqu’à quoi
sa division en deux nouvelles
cellules par fission binaire
Comment on construit la courbe de croissance microbienne ( avec un syst. fermé )
le log 10 de la
concentration bactérienne (bact./ml) en fonction du temps
d’incubation (heures)
Quelle sont les 4 phases de croissance ( courbe de croissance )
-latence,
-exponentielle,
-stationnaire
-de mortalité
Qu’est ce que la phase de latence
Phase d’adaptation dans laquelle il n’y a aucune division cellulaire
La durée de la phase de latence varie en fct de quoi
-de l’âge des bactéries
-de l’origine (composition, température du milieu)
Que ce passe t’il lors de la phase exponentielle
-Accélération de la croissance des bactéries ainsi que de la division
cellulaire
- Les microorganismes se développent et se divisent à la vitesse maximale
- Viabilité maximum
- La population est uniforme (propriétés chimiques et physiologiques)
- de courte durée
- Relation entre la concentration des nutriments et la croissance
Qu’est ce que la phase stationnaire
- Le nombre total de microorganismes viables reste constant (Équilibre entre division et mort cellulaire) (109 cellules/ml)
Qu’est ce qui cause la phase stationnaire
-Limitation des nutriments
-Accumulation de déchets toxiques, acidité
Qu’est ce que la phase de mortalité
-Arrêt de la division cellulaire
-Le nombre de bactéries viables ou cultivables diminue de façon constante en fonction du temps
Quelles sont les causes de la phase de la mortalité
- Dommages irréparables conduisant à une perte deviabilité
- Réponse génétique déclenchée (Mort cellulaire programmée)
- Formation de cellules viables non cultivables (VNC) (dormance)
Qu’est ce que les méthodes directes pour les mesure de la croissance des micro-organisme
A) Décompte total des microorganismes (dépend de la taille)
B) Décompte des unités viables
Quels sont les outils utilisé lors du décompte total des microorganisme ( méthodes directes )
-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
- Comptage automatisé
Compteur de cellules Coulter : Mesure les changements de résistance électrique pour compter et déterminer la taille des cellules (utilisé pour protistes, levures et cellules mammifères).
Cytomètre de flux : Utilise des faisceaux laser pour analyser et compter les cellules en suspension, souvent couplé à des marqueurs fluorescents (utilisé pour protistes, levures et cellules mammifères). - Comptage manuel au microscope
Hémocytomètre : Une lame spéciale utilisée pour compter les levures et cellules mammifères.
Cellule de Petroff-Hausser : compter les bactéries
Quels sont les avantage du décompte total des microorganisme ( méthodes directes )
- facile à utiliser, rapide et peu coûteux
- informations sur la taille/morphologie des microorganismes
Quels sont les inconvénients du décompte total des microorganisme ( méthodes directes )
- densité microbienne élevée (petit volume)
- décompte des cellules mortes et vivantes
=> il existe des kits mtn pour distinguer les cell. morte et vivante
Quel sont les méthodes pour le décompte des unités viables ( méthodes directe )
-Méthode de dilutions en milieu
liquide et d’étalement sur gélose
-Méthode des filtres de cellulose
Qu’est ce que la méthode de dilution en milieu liquide ( décompte unités viables )
Quel sont les avantages de la méthode de dilution en milieu liquide ( décompte unités viables )
-les colonies proviennent
seulement des cellules vivantes capables de se reproduire
Quels sont les inconvénient de la méthode de dilution en milieu liquide ( décompte unités viables )
-Amas de cellules = 1
colonie
Que veut dire UFC et VNC
- Unités Formant des Colonies(UFC)
-cellules Viables Non Cultivables(VNC)
Qu’est ce que la méthode des filtres de cellulose ( Décompte des unités viables )
L’échantillon est passé sur un filtre de cellulose dont la
porosité retient les micro-organismes
Qu’est ce que les méthodes indirectes de la mesure de la croissance des microorganismes
A)Mesure de l’activité
B)Mesure de la masse cellulaire
Comment est ce qu’on fait une mesure de l’activité ( méthode indirectes )
-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
Qu’est ce que les mesures de la masse cellulaire
- 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.)
Qu’est ce que la turbidimétrie
Évaluation de la concentration cellulaire à l’aide de sa densité optique [D.O.] (absorption lumineuse) à une certaine longueur d’onde
=> D.O. proportionnelle à sa concentration cellulaire
=> Courbe de référence pour des concentrations microbiennes connues
Qu’est ce qu’un temps de génération , un taux de croissance
Temps de génération ou de doublement (g)
-Intervalle de temps entre deux divisions cellulaires successives
Taux de croissance (k)- Nombre de générations par unité de temps (inverse du temps de génération)
Qu’est ce que la culture continue ouvert
- Apport de nutriments
- Élimination des déchets
- La phase de croissance exponentielle est maintenue
sur une longue période - Concentration constante de la biomasse
Quels sont les deux types de culture continue ouverte
– Chémostat : Apport constant de nutriments à la même vitesse que le milieu est éliminé
– Turbidostat: vitesse de dilution déterminée par la densité
Qu’est ce qu’un chémostat
- Le débit d’apport de nutriments est constant et limite la croissance des microorganismes.
- La concentration en substrat (nutriments) est maintenue à un niveau fixe, et le taux de dilution contrôle le taux de croissance.
- Cela permet d’étudier l’effet de la limitation des nutriments sur
les microorganismes
Qu’est ce qu’un turbidostat
Le système ajuste automatiquement le débit d’apport en fonction de la turbidité (densité optique) de la culture. Cela maintient une densité cellulaire constante et permet aux microorganismes de croître à leur taux maximal, sans limitation de nutriments.
Quelle est la différence entre un chémostat et un turbidostat
turbi syst. ouvert ou on mesure la D.O de notre culture pour maintenir une densité des cellules
Chém , mesure pas la D.O. on ajoute le même type de culture sous certaine condition ( nourriture limitant )
Qu’est ce qu’un milieu de culture
Préparations utilisées pour réaliser la croissance, le transport ou la conservation des microorganismes
Donne deux types de milieu de culture
1) Liquides: bouillons de culture (produisent une suspension microbienne)
2) Solides: Même composition que les bouillons, sauf qu’on ajoute de l’agar (produisent des colonies microbiennes)
Donnez un exemple d’agent utiliser pour créer un milieu de culture solide
Agar: Polysaccharide extrait d’une algue rouge et utilisé comme agent gélifiant (non métabolisé par les microorganismes)
Quelles sont les deux classification des types de milieux de culture
1) Classés selon la composition-synthétique ou empirique
2) Classés selon l’usage-sélectif ou différentiel (ou les deux)
Qu’est ce que les milieu de culture synthétiques ou définis
composition chimique entièrement connue
- Milieux pauvres permettent la croissance de seulement certains microorganismes (source de C, N, S, etc…)
Qu’est ce que les milieu empiriques ou complexes
composition chimique indéterminée (peptone, extrait de levure)
-Milieux riches permettent la croissance d’une grande variété de microorganismes
Qu’est ce qu’un milieu de base / propagation
Permettent la croissance de la plupart des microorganismes
Ex: bouillon nutritif
Qu’est ce qu’un milieu sélectifs
Contiennent des composés qui inhibe de façon sélective la croissance de certains 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+
Qu’est ce qu’un milieu différentiels
Contiennent de substances spécifiques permettant de distinguer différentes bactéries par la couleur de leurs colonies
Donnez un exemple de milieu différentiels
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
Quels sont les macroéléments ( disponible en grande quantité ) / les microéléments et les besoin spéciaux dans le milieu nutritif
Qu’est ce que les nutriments
Substances utilisées pour la biosynthèse et la conversion de l’énergie, et donc requises pour la croissance microbienne
Nommez les 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)
Nommez des facteurs de croissance
acides aminés, vitamines et bases
azotées
Quels sont les groupe d’être vivent qui varie selon leur source de carbone
*Autotrophes: CO2 seul ou principale source
*Hétérotrophes: Molécules organiques préformées (Ex. glucides, lipides…)
Quels sont les groupe d’être vivent qui varie selon leur source d’énergie
*Phototrophes: Lumière
*Chimiotrophes: Oxydation des composés organiques (Ex.
glucose) et inorganique
Quels sont les groupe d’être vivent qui varie selon leur source d’électrons
*Lithotrophes: Molécules inorganiques réduites (H2S, NH +,
Fe2+,…)
*Organotrophes: Molécules organiques réduites (Ex. glucose)
Donnez les types nutritionnels qui jumelle les sources d’énergie , d’électrons et le carbone
Nommez les huit exigences nutritionnelles des bactéries
1) Carbone (C)
2) Azote (N)
3) Phosphore (P)
4) Soufre (S)
5) Ions inorganiques (Na+, K+, Mg2+, Fe2+, Ca2+, Co2+, Cu2+, Mn2+, Zn2+)
6) Facteurs de croissance
7) Eau
8) Oxygène
Quelle est la source de carbone pour les autotrophes
Source de carbone inorganique
-Les chimioautotrophes et les photoautotrophes peuvent utiliser le CO2 comme seule source de carbone pour la biosynthèse de leurs macromolécules
Quelle est la source de carbone pour les hétérotrophes
Source de carbone organique: Substances hydrocarburées (glucides, protides, lipides, hydrocarbures, acides organiques, polyalcools,…)
Lorsqu’aucun chimiohétérotrophe ne peut dégrader une substance, cette dernière est considérée comme quoi
NON-‐BIODÉGRADABLE
L’azote est utilisé où dans le corps
Synthèse des acides aminées (protéines), bases azotées (purines,
pyrimidines), certains glucides/lipides, cofacteurs enzymatiques,
Nommez les formes d’azote inorganique utilisé par certains microorganisme
- Azote atmosphérique(N2): fixation
- Ammoniaque(NH3): Oxydation de l’ammoniaque en nitrites (nitrosation)
- Nitrites (NO2): Oxydation des nitrites en nitrates
- Sels d’ammonium (NH4+)
Quels sont les forme organique de l’azote utilisé par un grand nbre de microorganisme
Composés azotés tels les acides aminées, les bases azotés, phospholipides
Le phosphore est utilisé où dans le corps
Élément essentiel des acides nucléiques, phospholipides, de nombreux coenzymes et de l’ATP
Le phosphore est absorbé sous quels forme
Inorganique ( PO4 )
Le soufre ( dans les a.a. ) est absorbé sous quelle forme
Principalement absorbé sous forme de sulfate (SO4 2) ou de composés soufrés organiques (cystéine)
Les ions inorganiques sont pour quoi chez les microorganisme
Essentiels pour l’équilibre physicochimique de la cellule (constituants des enzymes et des coenzymes, constituants des structures cellulaires, cofacteurs enzymatique )
Qu’est ce qu’un facteur de croissance
Composés organiques essentiels à la croissance que la bactérie ne peut synthétiser elle-même (doivent être préformés)
Donnez trois types de facteurs de croissance
1) acides aminés
2) vitamines
3) bases azotées (purines/pyrimidines)
Qu’est ce que les deux types de bactéries selon les nutriment
Prototrophe : microorganisme de type sauvage du point de vue
nutritionnel; autonome, pouvant croître sur un milieu minimal
Auxotrophe:
- Perte de capacité à synthétiser certains métabolites essentiels
- Incapable de croître sur un milieu minimal (il faut l’enrichir avec la
substance)
Quel est le rapport à l’eau des microorganisme
- Principal constituant cellulaire des microorganismes
- Indispensable comme solvant et dans les réactions biochimiques
Qu’est ce que les états de l’eau en tant que nutriments
- 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
Quels est le type d’eau que les microorganisme peuvent utilisé
Eau libre
V/F : La plupart des microorganismes exigent une grande quantité d’eau lié pour leur croissance
faux , eau libre
Expliquez le rôle de l’oxygène dans les bactéries anaérobique vs aérobiques
- Accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire des organismes AÉROBIQUES
- Toxique pour les bactéries ANAÉROBIQUES
Expliquez le rapport à l’oxygène dans les procaryotes vs eucaryotes
Procaryotes: L’oxygène est soit nécessaire, toléré ou toxique
Eucaryotes: L’oxygène est presque toujours essentiel
Qu’est ce que les 5 groupe de bactéries selon l’oxygène
1) aérobique strictes
2) Microaérophiles
3) anaérobique strictes
4) anaérobique facultatifs
5 ) anaérobique aérotolérants
Qu’est ce que les bactéries aérobies strictes
- Bactéries qui exigent obligatoirement l’oxygène libre pour se multiplier
- L’oxygène libre est utilisé comme accepteur final d’électrons dans la
chaîne respiratoire.
Qu’est ce que les bactéries microaérophiles
- 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 %
Qu’est ce que les bactéries anaérobies strictes
*Bactéries qui ne peuvent se multiplier qu’en absence totale d’oxygène libre ( meurt en présence de O )
*L’oxygène libre ne peut être utilisé comme accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire
Les bactéries anaérobiques strictes utilise quoi comme accepteur final
*Elles utilisent d’autres substances oxydatrices comme des nitrates, des sulfates ou des carbonates comme accepteur final d’électrons; c’est la respiration anaérobie
=> Si l’accepteur final est un composé organique on parle alors
de fermentation
Qu’est ce que les bactéries anaérobies facultatifs
- 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)
=> préfère oxygène
Qu’est ce que anaérobies aérotolérante
- Bactéries anaérobies mais la présence d’oxygène ne les tuepas
- En présence d’oxygène, leur croissance est plus faible que celle
des anaérobies facultatifs car elles n’utilisent pas l’oxygène
Pourquoi l’oxygène peut être toxique
la réduction de l’oxygène (gain
d’électrons) produit une série de radicaux libres
EX : radical hydroxyle *
Le processus de réduction est accéléré grâce à quelle 2 enzymes
1) Superoxyde dismutase (SOD) : Dismutation
2) Catalase : transforme le peroxyde en eau et enoxygène
=> empêche l’oxygène d’être toxique
V/F : les bactéries anaérobique possède la catalase et la dismutase
Faux : c’est pk l’oxygène est toxique
Comment faire croître les anaérobies
1) Bouillon au thioglycolate
2) Système ‘GasPak
3) chambre de travail anaérobique
Qu’est ce qu’un gaspak
=> permet de générer un envirronement sans oxygène
comment fonctionne les Bouillon au thioglycolate
La concentration d’oxygène à un niveau donné est indiquée par un colorant sensible au redox tel que la résazurine qui devient rose en présence d’oxygène
Indiquez quels types de bactéries se retrouve tout et pourquoi
Quels sont les facteurs physiques qui influence la croissance bactérienne
1) La température
2) L’acidité (pH)
3) La pression osmotique
La température affecte quoi sur les microorganisme
les réactions enzymatiques (métabolisme) des microorganismes
Qu’est ce que la température minimale, optimale , maximale
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 croîtr
Quelle sont les classe de microorganisme selon leur température de prolifération
Le pH affecte quoi chez les microorganisme
les enzymes
Qu’est ce que le pH minimal , optimale et maximal
pH minimal: valeur de pH la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître
pH optimal: valeur de pH idéale permettant aux microorganismes un taux de croissance maximal
pH maximal: valeur de pH la plus élevée à laquelle un microorganisme peut croître
Comment on classe les microorganisme selon le pH de prolifération
1)Acidophiles : pH0-5.5
2)Neutrophiles : pH5.5-8.0
3)Alcalophiles : pH8.5-11,5
La pression osmotique affecte quoi chez les microorganisme
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
Que ce passe t’il lorsque les bactéries sont dans un milieu hypotonique
l’eau entre dans la cellule
mais la paroi oppose une certaine résistance mécanique à la pression osmotique
Que ce passe t’il lorsque les bactéries sont dans un 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
Nommez les types de microorganismes selon leur réponse à la pression
osmotique
1) Osmotolérants: tolèrent
une pression osmotique élevée
2) Osmophiles: nécessitent une pression osmotique élevée pour croître (milieux hypertoniques)
3) Halophiles: nécessitent une concentration en NaCl > 0.2M
Les composé osmocompatibles ou osmorégulateurs sert à quoi
Glycine, bétaïne, glycérol,…
* Permettent d’ajuster l’activité de l’eau du cytoplasme sans nuire aux réactions biochimiques des cellules
