Croissance microbienne Flashcards
un accroissement du nombre de cellules ou de la masse cellulaire totale
croissance des microorganismes
Chez la plupart des procaryotes, la croissance d’une cellule se poursuit jusqu’à sa division en deux nouvelles cellules par _____
fission binaire (scissiparité)
quels sont les 4 phases de croissance microbienne?
-latence,
-exponentielle,
-stationnaire et
-de mortalité
La courbe de croissance des bactéries a quelle forme?
peut être représentée par le log10 de la concentration bactérienne (bact./ml) en fonction du temps d’incubation (heures).
La durée de la phase de latence varie en fonction de quoi?
-‐ de l’âge des bactéries
-‐ de l’origine (composition et température du milieu)
Y a-t-il division cellulaire lors de la phase de latence?
Non
La phase exponentielle du cycle de croissance des bactéries se caractérise par quoi?
–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
Durant la phase stationnaire, que se passe-t-il au niveau des bactéries?
le nombre reste constant (équilibre entre division et mort cellulaire)
Par quoi est causée la phase stationnaire?
Limitation des nutriments
Accumulation de déchets toxiques, acidité
Par quoi se caractérise la phase de mortalité?
Arrêt de la division cellulaire
Le nombre de bactéries viables ou cultivables diminue de façon constante en fonction du temps
Par quoi est causée la phase de mortalité?
-Dommages irréparables conduisant à une perte de viabilité
-Réponse génétique déclenchée (Mort cellulaire programmée)
-Formation de cellules viables non cultivables (VNC) (dormance)
Quels sont les avantages du décompte total des microorganismes?
- facile à utiliser, rapide et peu coûteux
- informations sur la taille/morphologie des microorganismes
Comment faire le décompte total des microorganismes?
Compteur de cellules Coulter et Cytomètre de flux (protistes, levures et cellules mammifères)
Chambre de comptage observée au microscope sont utilisées
Ces machines compte dans un carré combien il y a de bactéries et font une multiplication selon le nombre de carré pour trouver la population bactérienne.
Inconvénients du décompte total de microorgansimes
- 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)
Comment se nomme la machine qui compte le nombre de cellules mammifère?
hémocytomètre
Comment se nomme la machine qui compte le nombre de bactéries?
Cellule de Petroff-Hausser
En quoi consiste le décompte des unités viables?
Méthode qui compte les cellules capables de se reproduire
Quelles sont les deux méthodes de comptage d’unités viables?
Méthode de dilutions en milieu liquide et d’étalement sur gélose
Méthode des filtres de cellulose
Avantages du décompte des unités viables?
- les colonies proviennent seulement des cellules vivantes capables de se reproduire
quels sont les inconvénients du décompte des unités viables?
un amas de cellule donne une colonie mais c’est plusieurs cellules impossible à compter
Comment est utilisée la méthode des filtres de cellulose?
L’échantillon est passé sur un filtre de cellulose dont la porosité retient les micro-organismes viables dont on peut compter
formule pour utiliser l’hémacytomètre
Dimensions: 0.1cm x 0.1cm x 0.01cm = 1/10000 cm3
Cellules/ml: 10000 x cellules comptées x facteur de dilution
Différence entre hémacytomètre et cellule de Petroff-Hausser?
Le Petroff-Hausser est 100 000 x la cellule puisque c’est pour les bactéries (petites) alors que l’hémacytomètre est plus grand (mammifères)donc 10000 x cellule
Comment fonctionne la méthode de dilution en milieu liquide et d’étalement sur gélose?
faire des dilutions dans des tubes de bactéries avec de l’eau salée (10-2 jusqu’à 10-6) puis ensemencer les géloses avec 1 ml de bactéries et compter les bactéries sur les géloses qui sont possibles de compter et utiliser la formule: nombre de colonies x facteur de dilution (ex: 10 -2)=UFC (unité formant colonies)
2 méthodes indirectes de la croissance des microorganismes
mesure de l’activité et mesure de la masse cellulaire
comment fonctionne la mesure de l’activité des microorganismes?
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
Comment fonctionne la mesure de la masse cellulaire avec 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)
On enlève le poids du filtre et on trouve le poids de la colonie
À quoi sert la turbidimétrie?
Évaluation de la concentration cellulaire à l’aide de sa densité optique (absorption lumineuse) à une certaine longueur d’onde (Ex 600 nm)
La densité optique est directement proportionnelle a quoi?
sa concentration cellulaire
(si la lumière captée est élevée, il y a moins de bactérie pour l’absorber alors que si il y a beaucoup de bactéries, il y a moins de lumière projetée l’autre coté de la gélose)
Comment 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
Comment se nomme l’Intervalle de temps entre deux divisions cellulaires successives?
Temps de génération ou de doublement (g)
Formule du temps de génération ou doublement?
g = t/n
(t = Temps, n=nbre de générations)
Quel est le 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)
formule du nombre de génération?
n = (LogNt – LogNo)/log2
Nt: nombre de cellule au temps t
No: nombre initial de cellule de la population
2 types de culture continue?
Chémostat et turbidostat
En quoi consiste le chémostat?
Apport constant de nutriments à la même vitesse que le milieu est éliminé
En quoi consiste le turbidostat?
vitesse de dilution déterminée par la densité
Quelles sont les conditions de culture continue?
Conditions constantes:
Apport de nutriments
Élimination des déchets
La phase de croissance exponentielle est maintenue sur une longue période
Concentration constante de la biomasse
Les milieux de culture sont utilisés pour quelles raisons?
Préparations utilisées pour réaliser la croissance, le transport ou la conservation des microorganismes
Comment se nomme un milieu de culture liquide?
un bouillon de culture qui produit une suspension microbienne
Les milieux de culture solides sont composés de quoi?
- Même composition que les bouillons, sauf qu’on ajoute de l’agar à 1-2% (produisent des colonies microbiennes)
Qu’est-ce que l’agar?
Polysaccharide extrait d’une algue rouge et utilisé comme agent gélifiant (non métabolisé par les microorganismes)
2 types de milieux de culture selon la composition
synthétique et empirique
3 types de milieu de culture selon l’usage
sélectif ou différentiel (ou les deux) ou milieu de base
À quoi servent les milieux enrichis?
Milieux complexes enrichis de certains additifs
(Ex: Sang, sérum,…)
► Favorisent la croissance de certains micro organismes exigeants tel que les hétérotrophes fastidieux
Qu’est-ce qu’un milieu synthétique?
Entièrement des produits chimiques dont on connait la source
Qu’est-ce qu’un milieu de culture empirique?
contient des sources biologiques (pas chimiques) dont on ne connait pas entièrement (peptone, extrait de levure)
les milieux de culture synthétique sont riches ou pauvres?
Milieux pauvres permettent la croissance de seulement certains microorganismes (source de C, N, S etc… )
Les milieux de culture empiriques sont riches ou pauvres?
Milieux riches permettent la croissance d’une grande variété de microorganismes
Par quoi se caractérise un milieu de base?
Permettent la croissance de la plupart des microorganismes
Par quoi se caractérise un milieu sélectif?
Contiennent des composés qui inhibent de façon sélective la croissance de certains micro organismes sans en affecter d’autres
Par quoi se caractérise les milieux différentiels?
Contiennent des substrats spécifiques permettant de distinguer différentes bactéries par la couleur de leurs colonies
Quels sont les macroéléments dont les microorganismes ont besoin?
H, O, (eau) C, N, P, S, (molécules organiques), k, Mg, Ca, fe (ions)
Quels sont les microéléments dont les microorganismes ont besoin?
Mn, Co, Cu, Zn, (éléments traces)
Les nutriments servent à quoi dans la croissance bactérienne?
Substances utilisées pour la biosynthèse et la conversion de l’énergie
Quels sont les facteurs de croissance des bactéries?
Facteurs de croissance (acides aminés, vitamines et bases azotées)
Quels sont les 3 sources importantes à la vie des êtres vivants?
source de carbone, d’énergie, d’électrons
différence entre hétérotrophe et autotrophe
*Autotrophes: utiliser le CO2 comme seule source de carbone pour la biosynthèse de leurs macromolécules (inorganiques)
*Hétérotrophes: Le co2 provient de molécules organiques préformées (Ex. glucides, lipides …)=substances hydrocarburées ex: comme les humains
2 types de microorganismes selon la source d’énergie utilisée
*Phototrophes: Lumière
*Chimiotrophes: Oxydation des composés organiques (Ex. glucose) et inorganiques (Ex. H2S, NH +, Fe2+,…)
2 types de microorganismes au niveau de la source d’électrons
*Lithotrophes: Molécules inorganiques réduites (H2S, NH +, Fe2+,…)
4
*Organotrophes: Molécules organiques réduites (Ex. glucose)
ex: humains
Comment se nomme un microorganisme qui prend un composé inorganique réduit et le transforme en composé inorganique oxydé?
chimiolithotrophe
type de microorganisme qui utilise le Co2 et l’énergie lumineuse (Algues, bactéries sulfureuses pourpres et vertes, cyanobactéries)
Autotrophes photolithotrophes
type de microorganisme qui utilise le Co2 comme source organique et l’énergie lumineuse et donneur organique d’H+ (Bactéries non-sulfureuses pourpres, bactéries non- sulfureuse vertes)
Hétérotrophes photoorganotrophes
Type de microorganisme qui utilise comme 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)
Autotrophes chimiolithotrophes
Type de microorganisme qui utilise comme 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)
Hétérotrophes chimioorganotrophe
8 exigences nutritionnelles des microorganismes
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
Lorsqu’aucun chimiohétérotrophe ne peut dégrader une substance, cette dernière est considérée comment?
non-biodégradable
Vrai ou faux, Presque toutes les substances carbonées peuvent être dégradées
Vrai
À quoi sert l’azote chez les microorganismes?
Synthèse des acides aminées (protéines), bases azotées (purines, pyrimidines), certains glucides/lipides, cofacteurs enzymatiques,…
4 types d’azote de forme inorganique
azote atmosphérique (N2), ammoniaque (NH3), nitrite (NO2), sel d’ammonium (NH4)
Comment les microorganismes peuvent utiliser l’azote de forme organique?
sous forme de composés azotés tels que les acides aminées, les bases azotés, phospholipides,…
En quoi le phosphore est utile aux m-o?
Élément essentiel des acides nucléiques, phospholipides, de nombreux coenzymes et de l’ATP
Le phosphore est absorbé sous quelle forme?
inorganique (PO4)
En quoi le soufre est important pour les M-o?
Élément essentiel de certains acides aminés (cystéine, méthionine)
Le soufre est principalement absorbé sous quelle forme
SO4 et composés soufrés organiques
nitrosation+nitration=?
nitrification
En quoi les ions inorganiques sont importants pour les m-o?
Essentiels pour l’équilibre physicochimique de la cellule (constituants des enzymes et des coenzymes, constituants des structures cellulaires, cofacteurs enzymatiques
trois types de facteurs de croissance
acides aminés
vitamines
bases azotées (purines/pyrimidines)
En quoi les facteurs de croissance sont importants pour les m-o?
Composés organiques essentiels à la croissance
que la bactérie ne peut synthétiser elle-même (doivent être préformés)
microorganisme de type sauvage du point de vue nutritionnel; autonome, pouvant croître sur un milieu minimal
prototrophe
Type de m-o
-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)
auxotrophe
En quoi l’eau est importante pour les m-o?
- Principal constituant cellulaire des microorganismes
- Indispensable comme solvant et dans les réactions biochimiques
2 états de l’eau
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
Quel type d’eau est disponible pour les m-o?
eau libre
déf: indice de la disponibilité de l’eau pour les microorganismes
activité de l’eau libre: indice de la disponibilité de l’eau pour les microorganismes
l’oxygène est essentiel à la survie de quel type de m-o?
aérobiques
pour les procaryotes, l’oxygène est-elle essentielle?
L’oxygène est soit nécessaire, toléré ou toxique
pour les eucaryotes, l’oxygène est-elle essentielle?
presque toujours essentiel, sauf pour certaines levures (fermentation)
5 groupes de bactéries selon leur réponse à l’égard de l’oxygène
aérobies stricts
microaérophiles
anaérobies stricts
anaérobie facultatif
anaérobies aérotolérants
qu’est-ce qu’un aérobie strict?
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 qu’une bactérie microaérophile?
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 qu’une bactérie anaérobie stricte?
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
L’accepteur final doit être comment pour qu’on parle de fermentation dans le cas d’une bactérie anaérobie stricte?
un composé organique
Qu’est-ce qu’une bactérie anaérobie facultatif?
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)
Qu’est-ce qu’une bactérie anaérobie aérotolérants?
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.
Comment l’oxygène peut être toxique?
Il est toutefois potentiellement toxique, car la réduction de l’oxygène (gain d’électrons) produit une série de radicaux libres.
3 types de méthodes pour faire croitre les anaérobiques?
bouillon de thioglycolate, système Gaspak (jarre sans oxygène) et chambre de travail anaérobie
Quel processus implique de l’oxygène et provoque une série de radicaux libre toxiques
la réduction de l’oxygène (gain d’électron)
le processus de réduction de l’oxygène est accéléré par 2 enzymes, lesquelles?
SOD:dismutation et
catalase: transforme le peroxyde en eau et en oxygène
3 facteurs physiques influencent la croissance des m-o?
température, acidité et pression osmotique
Température la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître
température minimale
Température idéale permettant aux microorganismes un taux de croissance maximal
température optimale
Température la plus élevée à laquelle un microorganisme peut croître
température maximale
Quelles sont les 5 classes de microorganismes selon la température?
psychrophile:< 10 °C
psychrotrophe (frigo):20 -‐ 30 °C (corps humain)
mésophile: 20 -‐ 45 °C
thermophile: 55 -‐ 65 °C (pasteurisation)
hyperthermophile: 80 -‐ 133
En milieu acide ou en milieu alcalin, les enzymes sont normalement ______?
inactivées
valeur de pH la plus basse à laquelle un microorganisme peut croître
pH minimal
valeur de pH idéale permettant aux microorganismes un taux de croissance maximal
pH optimal
Quels sont les pH idéaux pour les bactéries et les mycètes?
Les bactéries préfèrent un milieu à pH 6-7 tandis que les mycètes préfèrent un pH à ~5-6
types de microorganismes selon le pH optimal (acidophile, neutrophile, alcalophile)
Acidophiles : pH 0-5.5
Neutrophiles : pH 5.5-8.0
Alcalophiles : pH 8.5-11,5
Vrai ou faux: 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
Vrai
Lorsque les bactéries sont placées en milieu hypo ou hyper tonique, l’eau entre dans la cellule mais la paroi oppose une certaine résistance mécanique à la pression osmotique
hypotonique
Qu’arrive-t-il lorsqu’une bactérie est placée 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
type de m-o selon leur réponse à la pression osmotique
Osmotolérants: tolèrent une pression osmotique élevée
Osmophiles: nécessitent une pression osmotique élevée pour croître (milieux hypertoniques)
Halophiles: nécessitent une concentration en NaCl > 0.2M (élevée)
Lorsque l’on sel un aliment, les bactéries meurent et cela stérilise l’aliment?
Non, certaines aiment le sel (halophiles)
Comment se nomme les substances qui Permettent d’ajuster l’activité de l’eau du cytoplasme sans nuire aux réactions biochimiques des cellules?
Composés osmocompatibles ou osmorégulateurs: Glycine, bétaïne, glycérol
