croissance microbienne Flashcards
Qu’est-ce que la croissance microbienne ?
L’augmentation du nombre de cellules ou de la masse cellulaire totale.
Comment se divise une cellule procaryote ?
Par fission binaire (scissiparité).
Quelle est la structure d’une courbe de croissance microbienne en milieu fermé ?
Une courbe en log10 du nombre de bactéries en fonction du temps d’incubation.
Quelles sont les quatre phases de croissance d’une population bactérienne ?
Latence
Exponentielle
Stationnaire
Mortalité
Qu’est-ce que la phase de latence ?
Une phase d’adaptation où il n’y a pas de division cellulaire.
Quels facteurs influencent la durée de la phase de latence ?
Âge des bactéries
Composition et température du milieu
Qu’est-ce que la phase exponentielle de croissance ?
C’est la phase où les bactéries se développent et se divisent à leur vitesse maximale.
Pourquoi la population bactérienne est-elle uniforme en phase exponentielle ?
Car toutes les cellules ont des propriétés chimiques et physiologiques similaires.
Quelle est la relation entre la concentration en nutriments et la croissance bactérienne ?
Plus la concentration en nutriments est élevée, plus la croissance est rapide.
Qu’est-ce que la phase stationnaire ?
Une phase où le nombre total de bactéries viables reste constant (équilibre entre division et mort).
Quelles sont les causes de la phase stationnaire ?
Limitation des nutriments.
Accumulation de déchets toxiques (ex. acidité)
Qu’est-ce que la phase de mortalité ?
Une phase où le nombre de bactéries viables diminue progressivement.
Quelles sont les causes de la phase de mortalité ?
Dommages irréparables entraînant la perte de viabilité.
Mort cellulaire programmée (réponse génétique).
Formation de cellules viables non cultivables (VNC) (état de dormance)
Quelles sont les méthodes directes de mesure de la croissance microbienne ?
- Décompte total des microorganismes (compteur de cellules Coulter, cytométrie de flux)
- Décompte des unités viables
Quels sont les avantages du décompte microscopique des microorganismes ?
Facile à utiliser.
Rapide.
Peu coûteux
Quels sont les inconvénients du décompte microscopique ?
Nécessite une densité microbienne élevée.
Ne distingue pas toujours les cellules mortes et vivantes
Qu’est-ce qu’un hémocytomètre ?
Un dispositif utilisé pour compter les cellules au microscope dans un volume défini.
Qu’est-ce que la cellule de Petroff-Hausser ?
Un dispositif de comptage 10 fois plus petit que l’hémocytomètre, utilisé pour les bactéries.
Pourquoi utilise-t-on un microscope pour compter les bactéries avec ces dispositifs ?
Parce que les bactéries sont trop petites pour être comptées à l’œil nu.
Qu’est-ce qu’une unité formant une colonie (UFC) ?
Une colonie bactérienne visible formée à partir d’une cellule viable.
Quelles sont les deux principales méthodes de décompte des unités viables ?
Dilution et étalement sur gélose.
Filtration sur membrane de cellulose.
Pourquoi utilise-t-on une dilution avant comptage des bactéries ?
Pour obtenir un nombre de colonies comptables sur une boîte de Pétri.
Quels sont les avantages du décompte des unités viables ?
Ne compte que les cellules vivantes capables de se reproduire.
Quel est un inconvénient du décompte des unités viables ?
Un amas de cellules peut être compté comme une seule colonie
Qu’est-ce que la méthode des filtres de cellulose ?
Une technique où l’échantillon est filtré à travers une membrane de cellulose, qui retient les micro-organismes avant incubation et comptage
Pourquoi utilise-t-on la méthode des filtres de cellulose ?
Elle permet de concentrer les bactéries présentes dans de grands volumes de liquide.
Quels sont les deux types de mesures indirectes de la croissance bactérienne ?
Mesure de l’activité métabolique
Mesure de la masse cellulaire
Comment mesure-t-on l’activité métabolique d’une population bactérienne ?
Consommation de substrats (C, N₂, O₂).
Production de métabolites (CO₂, NH₃).
Concentration de constituants cellulaires (ATP, ADN, protéines).
Qu’est-ce que la mesure de la masse cellulaire par le poids sec ?
Filtration des micro-organismes sur membrane.
Lavage et dessiccation à 100-110 °C.
Pesée (incluant bactéries vivantes et mortes).
Comment exprime-t-on la concentration bactérienne dans la mesure de la masse cellulaire ?
En g/L (poids sec).
En cellules/ml (après un décompte préalable).
Qu’est-ce que la turbidimétrie ?
Une méthode qui mesure la densité optique (D.O.) d’une culture microbienne pour estimer la concentration cellulaire
Quelle est la relation entre la D.O. et la concentration cellulaire ?
Dans une plage limitée (10⁶ - 10⁸ cellules/ml), la D.O. est proportionnelle à la concentration.
Pourquoi doit-on établir une courbe de référence en turbidimétrie ?
Pour corréler la D.O. mesurée avec des concentrations cellulaires connues.
Qu’est-ce que le temps de génération (g) ?
L’intervalle de temps entre deux divisions cellulaires successives.
Quelle est la formule du temps de génération ?
g = t / n (où t = temps total, n = nombre de générations).
Qu’est-ce que le taux de croissance (k) ?
Le nombre de générations par unité de temps (inverse du temps de génération)
Comment calculer le nombre total de générations (n) ?
n = (LogN - LogNo) / log2
(N = nombre de cellules au temps t, No = nombre initial de cellules).
Qu’est-ce qu’une culture continue ?
Un système où des nutriments sont ajoutés et des déchets éliminés en continu.
Pourquoi la phase de croissance exponentielle est-elle maintenue en culture continue ?
Parce que les nutriments sont constamment renouvelés, empêchant l’épuisement.
Quels sont les deux types de culture continue ?
Chémostat : Apport de nutriments à la même vitesse que l’élimination du milieu.
Turbidostat : La vitesse de dilution dépend de la densité cellulaire
Pourquoi utilise-t-on un chémostat ?
Pour maintenir une concentration constante de bactéries en contrôlant l’apport en nutriments
Pourquoi utilise-t-on des milieux de culture en microbiologie ?
Pour la croissance, le transport et la conservation des micro-organismes.
Quelles sont les caractéristiques essentielles des milieux de culture ?
Leur composition varie selon l’espèce à cultiver.
Ils doivent respecter les exigences nutritives des micro-organismes.
Quels sont les deux types de milieux de culture selon leur consistance ?
Liquides (bouillons de culture)
Solides (avec ajout d’agar)
Qu’est-ce que l’agar ?
Un polysaccharide extrait d’algues rouges, utilisé comme agent gélifiant non métabolisé par les micro-organismes.
Quels sont les deux types de milieux de culture selon leur composition ?
Synthétiques (ou définis) : Composition chimique entièrement connue.
Empiriques (ou complexes) : Composition indéterminée (ex. peptone, extrait de levure).
Quelle est la différence entre un milieu synthétique et un milieu empirique ?
Synthétique : Milieu pauvre, ne permet la croissance que de certaines bactéries.
Empirique : Milieu riche, permet la croissance d’un grand nombre de micro-organismes.
Qu’est-ce qu’un milieu enrichi ?
Un milieu empirique contenant des additifs spécifiques (ex. sang, sérum) pour favoriser la croissance des microorganismes exigeants.
Quels sont les deux types de milieux de culture selon leur usage ?
Sélectifs : Favorisent la croissance d’un type de micro-organisme en inhibant les autres.
Différentiels : Permettent de distinguer différentes espèces sur la même plaque.
Qu’est-ce qu’un milieu de base (ou de propagation) ?
Un milieu permettant la croissance de la plupart des micro-organismes
Qu’est-ce qu’un milieu sélectif ?
Un milieu contenant des composés qui inhibent certains micro-organismes tout en favorisant d’autres
Qu’est-ce qu’un milieu différentiel ?
Un milieu contenant un substrat spécifique permettant de différencier les bactéries selon la couleur de leurs colonies
Quels sont les macronutriments essentiels pour les micro-organismes ?
H, O, C, N, P, S (éléments majeurs).
K, Mg, Ca, Fe (cofacteurs enzymatiques).
Quels sont les micronutriments essentiels ?
Mn, Co, Cu, Zn (éléments traces).
B, Al, V, Mo, I (éléments restreints).
Quels sont les trois éléments les plus indispensables pour la croissance bactérienne ?
Carbone (C) : Source de matière organique.
Eau (H₂O) : Indispensable, influence le pH.
Oxygène (O₂) : Indispensable pour les aérobies, toxique pour les anaérobies.
Quels sont les facteurs de croissance essentiels ?
Acides aminés.
Vitamines.
Bases azotées
Quels sont les trois besoins fondamentaux des micro-organismes ?
Source de carbone
Source d’énergie
Source d’électrons (H/e⁻)
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Quels sont les deux types de micro-organismes selon leur source d’énergie ?
Phototrophes : Utilisent la lumière
Chimiotrophes : Oxydent des composés chimiques (organiques ou inorganiques)
Quelle est la différence entre chimioorganotrophes et chimiolithotrophes ?
Chimioorganotrophes : Oxydent des composés organiques (ex. glucose)
Chimiolithotrophes : Oxydent des composés inorganiques (ex. H₂S, Fe²⁺)
Quels sont les deux types de micro-organismes selon leur source d’électrons ?
Lithotrophes : Utilisent des molécules inorganiques réduites (ex. H₂S, NH₄⁺, Fe²⁺)
Organotrophes : Utilisent des molécules organiques réduites (ex. glucose)
Quel est le rôle du phosphore (P) dans la cellule ?
Il est essentiel aux acides nucléiques, phospholipides, coenzymes et ATP.
Sous quelle forme le phosphore est-il absorbé ?
Sous forme de phosphate inorganique (PO₄²⁻).
Pourquoi le soufre (S) est-il important pour les micro-organismes ?
Il est un élément essentiel des acides aminés comme la cystéine et la méthionine.
Sous quelle forme le soufre est-il absorbé ?
Principalement sous forme de sulfate (SO₄²⁻) ou de composés soufrés organiques (ex. cystéine).
Quels sont les ions inorganiques essentiels aux micro-organismes ?
Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Ca²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺.
Pourquoi les ions inorganiques sont-ils importants ?
Ils interviennent dans :
- L’équilibre physicochimique de la cellule
- La structure des enzymes et coenzymes
- Le métabolisme cellulaire
Qu’est-ce qu’un facteur de croissance ?
Un composé organique essentiel que la bactérie ne peut pas synthétiser et qu’elle doit obtenir de son environnement
Quels sont les trois principaux types de facteurs de croissance ?
Acides aminés.
Vitamines.
Bases azotées (purines/pyrimidines).
Quelle est la différence entre un prototrophe et un auxotrophe ?
Prototrophe : Peut croître sur un milieu minimal (autonome).
Auxotrophe : A perdu la capacité de synthétiser un métabolite essentiel et doit le trouver dans son milieu.
Pourquoi l’eau est-elle essentielle aux micro-organismes ?
Elle est le principal constituant cellulaire et joue un rôle de solvant et de réactif biochimique.
Quels sont les deux états de l’eau ?
Eau liée : Fixée aux macromolécules ou surfaces hydrophiles.
Eau libre : Disponible pour les réactions biochimiques et le métabolisme
Quelle est l’eau disponible pour les micro-organismes ?
Seule l’eau libre est disponible pour la croissance microbienne.
Qu’est-ce que l’activité de l’eau (Aw) ?
L’indice de disponibilité de l’eau pour les micro-organismes, défini par la pression partielle de vapeur d’eau d’une solution
Quel est le rôle de l’oxygène dans la respiration cellulaire ?
Il est l’accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire des organismes aérobiques.
Pourquoi l’oxygène est-il toxique pour certaines bactéries ?
Car il peut produire des espèces réactives de l’oxygène (radicaux libres) qui endommagent les cellules.
Quelle est la différence entre procaryotes et eucaryotes concernant l’oxygène ?
Procaryotes : L’oxygène peut être nécessaire, toléré ou toxique.
Eucaryotes : L’oxygène est presque toujours essentiel
Quels sont les 5 groupes de bactéries selon leur besoin en oxygène ?
Aérobies stricts
Microaérophiles
Anaérobies stricts
Anaérobies facultatifs
Aérotolérants
Qu’est-ce qu’un aérobie strict ?
Une bactérie qui exige obligatoirement de l’oxygène libre pour survivre.
Pourquoi les aérobies stricts ont-ils besoin d’oxygène ?
L’oxygène est utilisé comme accepteur final d’électrons dans la respiration.
Qu’est-ce qu’un microaérophile ?
Une bactérie qui ne se développe qu’en faible pression d’oxygène (2-10 %).
Pourquoi les microaérophiles ne tolèrent-ils pas de fortes concentrations en oxygène ?
Car l’oxygène en excès génère des radicaux libres toxiques.
Qu’est-ce qu’un anaérobie strict ?
Une bactérie qui ne peut pas survivre en présence d’oxygène.
Pourquoi l’oxygène est-il toxique pour les anaérobies stricts ?
Car elles ne possèdent pas d’enzymes pour neutraliser les radicaux oxygénés.
Quels accepteurs d’électrons utilisent les anaérobies stricts ?
Des nitrates, sulfates ou carbonates dans la respiration anaérobie.
Que se passe-t-il si l’accepteur final est un composé organique ?
La bactérie effectue une fermentation au lieu de la respiration.
Donne un exemple d’anaérobie strict.
Clostridium, Bacteroides, Desulfovibrio, Veillonella
Qu’est-ce qu’un anaérobie facultatif ?
Une bactérie qui peut croître en présence ou en absence d’oxygène libre.
Quels métabolismes peut utiliser un anaérobie facultatif ?
La respiration aérobie ou la fermentation anaérobie.
Qu’est-ce qu’un anaérobie aérotolérant ?
Qu’est-ce qu’un anaérobie aérotolérant ?
Pourquoi les anaérobies aérotolérants ont-ils une croissance plus faible en présence d’oxygène ?
Parce qu’ils n’utilisent pas l’oxygène pour leur métabolisme.
Pourquoi l’oxygène peut-il être toxique ?
Parce que sa réduction produit des radicaux libres toxiques.
Quels sont les principaux radicaux libres produits par la réduction de l’oxygène ?
O₂⁻· (anion superoxyde)
H₂O₂ (peroxyde d’hydrogène)
HO· (radical hydroxyle)
Quelles enzymes protègent les cellules contre la toxicité de l’oxygène ?
Superoxyde dismutase (SOD) → Convertit O₂⁻· en H₂O₂ et O₂.
Catalase → Transforme H₂O₂ en H₂O et O₂.
Quels sont deux moyens de cultiver des bactéries anaérobies ?
Bouillon au thioglycolate
Système GasPak
Comment fonctionne le système GasPak ?
Il élimine l’oxygène en le combinant avec l’hydrogène pour former de l’eau, grâce à un catalyseur au palladium.
Quel est le rôle du papier indicateur d’anaérobiose dans le système GasPak ?
Il change de couleur en fonction de la présence d’oxygène pour vérifier l’efficacité du système.
Quels sont les types de bactéries selon leurs besoins en oxygène ?
Aérobie stricte : croissance uniquement en présence d’oxygène.
Anaérobie stricte : croissance uniquement en absence totale d’oxygène.
Anaérobie facultatif : peut croître avec ou sans oxygène.
Microaérophile : nécessite de faibles concentrations d’oxygène.
Anaérobie aérotolérant : ne dépend pas de l’oxygène mais n’est pas inhibé par lui.
Comment observe-t-on la répartition des bactéries selon leur tolérance à l’oxygène ?
Dans un bouillon nutritif au thioglycolate, qui crée un gradient d’oxygène :
- Aérobie stricte : en surface.
- Anaérobie stricte : au fond du tube.
- Anaérobie facultatif : partout, mais plus dense en haut.
- Microaérophile : juste sous la surface.
- Anaérobie aérotolérant : réparti uniformément
Quels sont les moyens de culture pour les bactéries anaérobies ?
Bouillon au thioglycolate.
Système GasPak.
Chambre de travail anaérobie
Qu’est-ce qu’une chambre de travail anaérobie ?
Qu’est-ce qu’une chambre de travail anaérobie ?
Quels sont les facteurs physiques influençant la croissance des micro-organismes ?
La température.
L’acidité (pH).
La pression osmotique
Pourquoi la température influence-t-elle la croissance microbienne ?
Pourquoi la température influence-t-elle la croissance microbienne ?
Quelles sont les trois températures caractéristiques de la croissance microbienne ?
Température minimale : la plus basse permettant la croissance.
Température optimale : celle où la croissance est la plus rapide.
Température maximale : la plus élevée supportée avant inhibition.
Quels sont les micro-organismes qui croissent sous 10 °C ?
Les psychrophiles.
Quels sont les micro-organismes qui croissent entre 20 et 30 °C ?
Les psychrotrophes.
Quels sont les micro-organismes qui croissent entre 20 et 45 °C ?
Les mésophiles.
Quels sont les micro-organismes qui croissent entre 55 et 65 °C ?
Les thermophiles.
Quels sont les micro-organismes qui croissent entre 80 et 133 °C ?
Les hyperthermophiles.
Où trouve-t-on des psychrophiles ?
Dans les glaciers et eaux profondes.
Où trouve-t-on des psychrotrophes ?
Dans les aliments réfrigérés.
Où trouve-t-on des mésophiles ?
Dans le corps humain.
Où trouve-t-on des thermophiles ?
Dans les sources chaudes.
Où trouve-t-on des hyperthermophiles ?
Dans les geysers et fonds volcaniques.
Quelle est la température de pasteurisation?
66 – 71 °C
Pourquoi le pH influence-t-il la croissance des micro-organismes ?
Il affecte l’activité enzymatique.
Qu’est-ce que le pH maximal ?
Le plus élevé où un micro-organisme peut survivre.
Qu’est-ce que le pH optimal ?
Le pH où la croissance est maximale.
Qu’est-ce que le pH minimal ?
Le plus bas où un micro-organisme peut croître.
Quels micro-organismes préfèrent un pH de 0 à 5,5 ?
Les acidophiles.
Quels micro-organismes préfèrent un pH de 5,5 à 8 ?
Les neutrophiles.
Quels micro-organismes préfèrent un pH de 8,5 à 11,5 ?
Les alcalophiles.
Quel est le pH optimal des bactéries ?
Entre 6 et 7.
Quel est le pH optimal des mycètes ?
Environ 5 à 6
Pourquoi la pression osmotique influence-t-elle les micro-organismes ?
Elle modifie la concentration en solutés du milieu.
Que se passe-t-il en milieu hypotonique ?
L’eau entre dans la cellule.
Que se passe-t-il en milieu hypertonique ?
L’eau sort, causant une plasmolyse.
Quels micro-organismes tolèrent une pression osmotique élevée ?
Les osmotolérants (Staphylococcus, champignons).
Quels micro-organismes nécessitent une pression osmotique élevée ?
Les osmophiles (milieux hypertoniques).
Quels micro-organismes nécessitent du sel pour croître ?
Les halophiles (Pseudomonas, Halobacterium).
Quels composés aident à réguler la pression osmotique interne ?
Glycine, bétaïne, glycérol
Pourquoi l’azote est-il essentiel aux microorganismes ?
Il est nécessaire pour la synthèse des acides aminés (protéines), bases azotées (purines, pyrimidines), certains glucides/lipides et cofacteurs enzymatiques.
Quelle enzyme est nécessaire pour la fixation de l’azote atmosphérique (N₂) ?
La nitrogénase.
Quel est le produit de l’oxydation de l’ammoniaque (NH₃) ?
Les nitrites (NO₂⁻).
Qu’est-ce que la nitrification ?
Processus en deux étapes : nitrosation (NH₃ → NO₂⁻) + nitration (NO₂⁻ → NO₃⁻).
Sous quelle forme organique l’azote est-il utilisé par de nombreux microorganismes?
Sous forme de composés azotés tels que les acides aminés, bases azotées et phospholipides.
