Examen final Flashcards
Quels sont les facteurs environnementaux chimiques qui influence la croissance des populations microbiennes?
- Carbone
- Azote
- Soufre
- Phosphore
- Oligoéléments
- Oxygène
- Facteurs organiques de croissance
Vrai ou Faux: L’oxygène n’est pas toxique pour les MO.
Faux, à une certaine [oxygène], les bactéries qui font la respiration aérobie doivent dealer avec les formes toxiques de l’oxygène qui peuvent entre autre altérer les acides aminés, les lipides et les acides nucléiques
Qui suis-je? J’utilise principalement le CO2 comme source de carbone.
Autotrophes
Qui suis-je? J’utilise principalement les molécules organiques préformées comme source de carbone.
Hétérotrophes
Qui suis-je? J’utilise principalement la lumière comme source d’énergie.
Phototrophes
Qui suis-je? J’utilise l’oxydation de composés organiques et inorganiques comme source d’énergie.
Chimiotrophes
Qui suis-je? J’utilise des molécules inorganiques comme source d’électrons
Lithotrophes
Qui suis-je? J’utilise des molécules organiques comme source d’électrons
Organotrophes
Où est ce que ls systèmes de transport se situent?
Membrane cytoplasmique
Quels types de transport peuvent être faits par les cellules?
- Transport de composés du cytosol vers le milieu extérieur
- Transport de composés du milieu vers le cytosol
Vrai ou Faux: La couche de peptidoglycane constitue une barrière.
Faux, elle ne constitue pas une barrière, car les composés peuvent passer facilement à travers la couche de peptidoglycane
Quels sont les différents systèmes de transport présent chez les MO?
- Diffusion passive
- Diffusion facilitée
- Transport actif
- Translocation de groupe
Vrai ou Faux: Un MO peut combiner plusieurs systèmes de transport pour transporter un substrat
Vrai
Expliquer le principe de la diffusion passive (aussi appelée simple diffusion).
- Système qui se fait selon les lois de l’osmose en réponse à un gradient de [ ] ou électrochimique
- N’utilise pas d’énergie
- Pas utile pour les grosses molécules
Expliquer le principe de la diffusion facilitée. Donner un exemple de molécule dont on se sert de ce type de système de transport.
Diffusion selon les lois de l’osmose selon un gradient de [ ] facilité par un transporteur qui diffus (perméase) (pas besoin d’énergie)
ex. glycérol
Comment la vitesse de transport en diffusion passive varie en fonction de la concentration?
+ la variation de [ ] est grande, + la vitesse de transport facilité est grande.
Comment la vitesse de transport en diffusion facilitée varie en fonction de la concentration?
+ la variation de [ ] est grande, + la vitesse de transport facilité est grande, mais on atteint un plateau de concentration, car les transporteurs vont être saturés.
Vrai ou Faux: La diffusion passive va + vite que la diffusion facilitée
Vrai
Décrire le principe du transport actif
Utilisation de transporteurs pour faire rentrer les nutriments dans les cellules. Cette méthode fonctionne en ayant une [interne]>[externe] et va contre le gradient de concentration.
Quels sont les types de transport actif que l’on peut avoir chez les procaryotes?
- Transporteurs ABC (ATP-Binding cassette transporters)
- Transport actif secondaire
Comment est ce que les transporteurs ABC fonctionnent pour faire le transport actif?
Des protéines fixatrices de composé qui sont attachées à la membrane vont fixer le composé pour le rentrer dans la cellule
Qu’est ce que le transport actif primaire?
Tout ce qui a rapport à la force proton-motrice (pompage des protons hors de la cellule à cause d’un gradient de concentration)
Qu’est ce que le transport actif secondaire?
Utilisation du gradient de concentration pour rentrer les composés d’intérêt dans la cellule
Quels sont les 3 types de transport actif secondaire?
- Symport
- Antiport
- Uniport actif
Quel est le rôle des pompes à sodium?
Échanger un H+ contre un Na+ pour faire rentrer le composé d’intérêt
Qu’est ce que la translocation de groupe?
Le composé est modifié chimiquement en même temps qu’il passe dans la membrane plasmique
Pourquoi la translocation de groupe n’est pas un type de transport actif?
On ne va pas contre le gradient de concentration
Pourquoi est ce que la translocation de groupe est économe en énergie?
Peu d’ATP est utilisé et on ajoute un phosphate à 1 glucose pour amorcer la glycolyse
Quelle est l’utilité du système de phosphotranférase chez E.coli?
il permet de transférer des phosphate à partir du phosphoénol pyruvate qui est transféré à des composantes spécifique à un composé en particulier. Cela permet de convertir le glucose en glucose 6-phosphate.
Pourquoi est ce que le transport du fer est important pour la respiration?
Le fer est compris dans le facteur M qui est un cytochrome employé dans la chaîne de transport des électrons des procaryotes
Quel est le rôle des sidérophores dans le transport du fer?
Vaisseaux qui vont capter le fer dans la cellule afin que le MO l’utilise
Qu’est ce que le métabolisme?
Ensemble des réactions chimiques se produisant dans la cellule, peut être divisé en catabolisme et en anabolisme
Vrai ou Faux:La majorité de l’énergie libérée est produite par le mouvement des électrons dans des réactions d’oxydo-réductions
Vrai
Qu’est ce que le catabolisme?
Ensemble des réactions du métabolisme caractérisées par la dégradation de composés complexes en éléments simples, avec libération d’énergie.
Qu’est ce que l’anabolisme?
Ensemble des réactions du métabolisme caractérisée par la synthèse de molécules complexes à partir de molécules simples.
Quelles sont les fonctions principales du catabolisme?
1- Fournir des métabolites et précurseurs
2- Pouvoir réducteur (donner des e-), ce pouvoir fait fonctionner les différentes rx cataboliques
3- Générations de molécules riches en énergie (ex. phosphate pour donner de l’ATP)
Un oxydant oxyde et
lors de cette oxydation il est _____.
réduit
Un réducteur réduit et
lors de cette réduction il est _____.
oxydé
Si un composé réducteur provient d’un couple redox + négatif que celui du composé oxydant , comment la réaction va se faire?
La réaction se fait spontanément
Vrai ou Faux: Les transporteurs d’électron comme le NADH peuvent être recyclés pour faire d’autre réactions métaboliques
Vrai
Quelles sont les 3 manières de produire de l’ATP?
- Phosphorylation au niveau du substrat
- Phosphorylation oxydative
- Photophosphorylation
Nommez les voies d’approvisionnement en énergie possibles chez les procaryotes chimiotrophes ainsi que leur bilan énergétique.
- Respiration aérobie (38 ATP)
- Respiration anaérobie (2 à 38 ATP)
- Fermentation (2 ATP)
Quels sont les deux processus utilisés pour le catabolisme des glucides?
- Respiration
- Fermentation
Quelles sont les principales étapes de la respiration?
1- Glycolyse
2- Cycle de Krebs
3- Chaîne de transport d’électrons
Qu’est ce que la glycolyse fait au niveau de la respiration et de la fermentation?
Dégradation et oxydation du glucose en pyruvate en générant parallèlement un pouvoir réducteur
Quelles voies métaboliques se produisent en parallèle à la glycolyse?
- Voie du KDPG ou Entner-Doudoroff
- Voies des pentoses-phosphates
Quel est le bilan énergétique de la glycolyse?
2 ATP, 2 NADH et 2 pyruvates pour 1 molécule de glucose
Vrai ou Faux: La voie des pentose-phosphates ne fonctionnent pas constamment, elle fonctionne seulement quand la cellule en a de besoin.
Vrai
Quel est le bilan énergétique de la voie du KDPG?
1 ATP +2 NADPH par molécule de glucose
Pourquoi la voie du KDPG est parfois + favorisée que la glycolyse par certains MO?
Certains MO ne sont pas obligés de passer par le glucose, ils peuvent passer par le gluconate pour arriver aux mêmes résultats (glucose 6-phosphate)
Quel est un avantage de la voie du KDPG pour P.aeruginosa?
Elle permet la transformation du glucose extérieur directement en gluconate qui va ensuite être assimilable par la cellule pour produire du mucus dans les voies respiratoires
Vrai ou Faux: La voie du KDPG fonctionne en même temps que la glycolyse.
Faux
Vrai ou Faux: La respiration requiert un membrane et ceci inclut une chaîne de transport d’électrons.
Vrai
Expliquer le mécanisme de la respiration aérobie.
1- Glycolyse
2-Cycle de Krebs
3- Chaîne de transfert d’électrons
Qu’est ce que le cycle de Krebs?
Voie métabolique dans laquelle les composés à 2 carbones sont convertis en CO2 (Pyruvate=>CO2)
Quelle est l’importance du cycle de Krebs?
Le cycle de Krebs génère des squelettes carbonés précurseurs de différentes rx anaboliques
Qu’est ce que la chaîne de transfert d’e-?
Séquence des transporteurs moléculaires capables d’effectuer des réactions redox, synthétisant ainsi l’ATP par phosphorylation oxydative.
Pourquoi est ce que l’oxygène est le meilleur accepteur d’e-?
1- Couple redox O2/H2O a un grand potentiel rédox
2- Très facile à faire rentrer dans les cellules (autant O2 (oxydée) que H2O(réduite)), diffusion libre dans la membrane
3- Le couple O2 et H2O= non toxique
4- O2 a une biodisponibilité élevée
Quels sont les différents transporteurs d’e- utilisés dans la chaîne de transfert d’e-?
- NADH déshydrogénase
- Flavoprotéines
- Cytochromes
- Protéines Fe/S non héminiques
- Coenzyme Q ou quinone
Quel est le rôle des quinones dans la chaîne de transfert d’e-?
Les quinones font le liens entre les différentes molécules de la chaîne de transport d’e-
Vrai ou Faux: Une bactérie peut adapter sa chaîne de transport d’e- selon les stades de croissance afin de tirer le + d’avantages possibles du milieu environnant
Vrai
Qu’est ce que l’on veut dire lorsque la chaîne de transfert d’e- est branchée?
Il existe 2 conditions différentes en aérobiose
1- Oxygène abondant
2- Oxygène limitant
Qu’est ce qui se passe lorsque l’on a beaucoup d’oxygène disponible à la bactérie pour solliciter la chaîne de transfert d’e-?
- Utilisation des cytochromes B et O
- Phase exponentielle de croissance
Qu’est ce qui se passe lorsque l’on a peu d’oxygène disponible à la bactérie pour solliciter la chaîne de transfert d’e-?
- Utilisation des cytochromes B et D
- Phase stationnaire de croissance
Quel est l’avantage du cytochrome D dans le mode d’oxygène limitant dans la chaîne de transfert d’e-?
Cytochrome D capte fortement l’oxygène, car il a une grande affinité pour l’oxygène et même si on ne rejette pas de H+ hors de la cellule
Comment est ce que la chaîne de transfert d’e- est régulée chez les chimiolithotrophes?
Se fait directement en se faisant donner des e- par des composés inorganiques. On ne passe pas par le cycle de Krebs et la glycolyse
Comment est ce que la chaîne de transfert d’e- est régulée chez les chimioautotrophes qui oxydent le dihydrogène?
On a 2 hydrogénases qui vont être responsables de réguler le potentiel électrochimique externe et interne en fixant également le NADPH et en formant des composés pour des rx anaboliques.
Est ce qu’il est possible de générer quand même du NADH pour les chimiolithotrophes?
Oui et ce même si on a seulement la chaîne de transfert d’e-
Quand est ce que les bactéries vont avoir besoin d’utiliser le flux inversé d’e-?
Les bactéries doivent utiliser de l’ATP pour renverser le flux des électrons dans les chaînes de transport et pouvoir ainsi réduire le NADP+.
La respiration anaérobie fonctionne-t-elle d’une manière similaire à la respiration aérobie?
Oui
Quelles sont les étapes de la respiration anaérobie avec des composés organiques comme donneurs d’e-?
1- Oxydation de composés organiques
2- Cycle de Krebs
3- Chaîne de transfert d’e-
Vrai ou Faux: En respiration anaérobie, on ne peut pas utiliser le MetOH
Faux, le MetOH peut agir comme source de carbone pour la respiration
Quelles sont les étapes de la respiration anaérobie avec des composés inorganiques comme donneurs d’e-?
Chaîne de transfert d’e- seulement (pas de glycolyse ni cycle de Krebs)
Qu’est ce que la fermentation apporte?
- Production d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat
- Regénération de NAD+
- Substrat non totalement oxydé comme accepteur final d’e-
- Pas de chaîne de transfert d’e-
Qu’est ce qui peut être utilisé comme réservoirs d’énergie pour les bactéries?
- Molécules riches en énergie comme l’ATP
- Molécules ayant un pouvoir réducteur comme le NADPH
- Force proton-motrice
Où et comment la chaîne de transfert d’e- peut se faire chez les procaryotes?
- Où? Membrane plasmique
- Comment? Avec des cytochromes (transporteurs d’e- et translocateurs de p+)
Vrai ou Faux: La force proton-motrice est utilisée directement dans les phénomène de transport et de déplacement.
Vrai
Est ce que les bactéries qui fermentent ont des ATPases? Si oui, comment elles font?
Oui, elles ne génèrent pas de potentiel de membrane, mais les phénomènes de déplacement et de transport et vont faire fonctionner l’ATPase dans le sens inverse afin d’en générer un peu pour faciliter ces phénomènes et ainsi faire rentrer des nutriments essentiels aux cellules
Expliquer le contexte socio-historique relié à la fermentation et aux différentes tendances alimentaires.
- Industrialisation
- Mode de vie actif
- Consommation d’aliments biologiques et fermentés en plus grande quantité
- Augmentation de maladies chroniques reliées à l’alimentation
Quels sont les avantages que la fermentation a eu au cours des premiers temps de l’humanité?
- Facilite la conservation des aliments depuis les temps des Romains
- Utilisation de la choucroute a permis de sauver l’équipage de Cook au XVIII siècle
Vrai ou Faux: La fermentation constitue une Hurdle Technology.
Vrai
Quelles sont les principales barrières qui peuvent être utilisées en fermentation?
- Température
- L’eau disponible pour la croissance (aw)
- Le pH du milieu ou de l’aliment
- Le potentiel d’oxydo-réduction (Eh)
- La flore de compétition (LAB)
- Les conservateurs ou agents antimicrobiens (nitrites, sulfites, etc…, bactériophages)
Comment est ce que la fermentation peut détruire les substances qui nuisent à la dégradation et/ou l’assimilation d’un produit?
- Décomposition de substances anti-nutritives: Trypsine, hémaglutinines, saponines.
- Décomposition des oligosaccharides
- Réduction du contenu en acide phytique (déminéralisation)
- Destruction du glucoside cyanogénique
- Réduction des nitrites et des nitrosamines
Comment est ce que la fermentation permet une pré-digestion de l’amidon, des glucides et des protéines?
- La dégradation de l’amidon en glucose et en maltose augmente le goût sucré de certains aliments.
- La consommation du glucose et du fructose amène la production d’éthanol et d’acides.
- Les protéines sont en partie décomposées ce qui libère les acides aminés et les rends plus assimilables.
Comment est ce que la fermentation peut amener la synthèse de certaines vitamines ou la conservation des vitamines déjà présentes?
- Les microorganismes des fermentations produisent les vitamines du groupe B et parfois la vitamine C.
- Entre autre, on retrouve les vitamines B1, B2, B12, PP et l’acide folique. Dans certains cas, ces vitamines sont présentes mais leur concentration augmente jusqu’à 10 fois!!!
- Pour la vitamine C on constate davantage une protection qu’une production.
Qu’est ce qu’un aliment fonctionnel?
Aliment qui procure des bienfaits physiologiques et réduit le risque de maladies chroniques au-delà des fonctions nutritionnelles de bas (composés bioactifs, élimination de substances néfastes)
Qu’est ce que des psychobiotiques?
Bactéries qui ont un effet sur le comportement des humains
Vrai ou Faux: La fermentation ne peut pas être utilisée comme une méthode de décontamination.
Faux
Vrai ou Faux: L’humain serait un consortium de microbes!
Vrai
Qui sont les principaux acteurs dans la fermentation et une utilité en industrie alimentaire?
- Bactéries=> fermentation acétique
- Levures=> fermentation alcoolique
- Moisissures=> fabrication fromages
Quelles sont les principaux types de bactéries utilisées lors de la fermentation lactique?
- Flore commensale: bactéries à Gram - et Gram+
- Homofermentaire: Lactobacillus et Pediococcus qui fermentent les pentose via la glycolyse
- Hétérofermentaire: Leuconostoc
Quelles sont les 4 phases de la fermentation spontanée des légumes? Qu’est ce qui se passe durant ces 4 phases?
1- Pré-traitement: Libération du suc tissulaire sous l’action du sel et du coupage avec formation du milieu de culture= Milieu anaérobe avec pot. redox bas.
2- Phase hétérofermentaire: Élimination de la flore aérobie par la flore anaérobie facultative micro-aérophile et productrice d’acide lactique.Production d’arômes par Leuconostoc.
3- Phase homofermentaire: Multiplication des bactéries lactiques homofermentaires (Lactobacillus plantarum et Pediococcus acidilactici) => baisse du pH
4- Maturation: Absence d’activité biologique mais stabilisation chimique, changement des saveurs
Quelle phase est facultative en fermentation spontanée des légumes? Qu’est ce qui se passe durant cette phase?
- Fermentation secondaire: Si tous les sucres fermentescibles n’ont pas été utilisés, apparaît une fermentation secondaire par des levures acido-résistantes et productrices de gaz…
Qu’est ce qui se passe principalement lors de la fermentation lactique?
- Fermentation des sucres
- Production d’acides organiques
- Production de CO2
Qu’est ce qui fait varier la qualité d’une fermentation?(7)
- Qualité de la matière première
- Conditions climatiques (sols, irrigation, etc.)
- Procédé de production
- Entreposage
- Concentration en sel (salage à sec ou saumure)
- Température de fermentation (10-35oC): les basses T favorisent les hétérofermentaires alors que les T + élevées favorisent les homofermentaires
- Microflore: fermentation spontanée vs ferments lactiques mixtes
Quels facteurs sont principalement importants lors de la fermentation des légumes?
- Concentration en sel (salage à sec ou saumure)
- Température de fermentation (10 à 35°C)
- Microflore
Quelles sont les différentes technologies qui peuvent être utilisées pour avoir une meilleure fermentation des légumes?
- Ferments lactiques mixtes pour légumes
- Ferments lactiques/fongiques
- Conservation aux acides organiques combinés aux températures
- Levures Killer
- Oligomères de chitosane stabilisateurs
- Ferments probiotiques
- Procédés de fermentation contrôlée
Quels sont les avantages d’utiliser des ferments lactiques mixtes?
- Synthétisé par sélection des meilleures souches indigènes aux légumes.
- Acidification plus rapide.
- pH final plus bas.
- Contrôle des proportions des acides organiques par proportion des souches acidifiantes.
- Niveau de sucres fermentescibles résiduels plus bas
Quelle est l’utilité de la technique de combinaisons d’acides organiques?
Lorsqu’on combine différentes concentrations d’acide acétique à l’acide lactique dans un produits qui est incubé à 20C, la mortalité des levures est accélérée.
D’où vient la technologie des levures Killer?
- Ferment lactique additionné d’une levure est efficace dans la réduction du taux de sucres.
- Levures Killers efficaces pour contrer les levures responsables de fermentations secondaires.
Quel est le problème des levures Killer au niveau de la fermentation lactique des légumes?
Complexité de trouver une levure killer efficace durant la fermentation des légumes
Comment est ce que le fructose, le glucose et le mannose sont métabolisés par la cellule?
Phosphorylation grâce à l’ATP et entrent dans les voies glycolytiques
Comment est ce que le galactose est métabolisé par la cellule?
1- Phosphorylation via l’ATP
2- Conversion en UDP-galactose
3- Transformation en glucose 6-phosphate
4- Entrée dans la glycolyse
Comment est ce que les disaccharides sont métabolisés par la cellule?
- Directement à l’aide d’enzymes spécifiques (hydrolases)
- Attaque phosphate sur la liaison entre les 2 sucres (phosphorylases)
Comment est ce que les polysaccharides sont métabolisés par la cellule?
- Clivage via une hydrolyse et phosphorolyse jusqu’à ce qu’elle peuvent rentrer dans la cellule. Le processus se fait hors cellule (enzymes extracellulaires)
Quels types de polymèes de réserve peuvent remplacés les polysaccharides?
- Amidon
- Glycogène
- PHB
Qu’est ce que la néoglucogénèse?
Synthèse de glucose à partir d’intermédiaires non-glucosidiques
Comment les triglycérides sont métabolisés par les procaryotes?
Hydrolyse en glycérol et autres a.g. par des lipases. Le glycérol peut aussi être phosphorylé et oxydé pour entrer dans la glycolyse
Par quelle voie les a.g. peuvent être oxydés après avoir été convertis en esters de la coenzyme A?
Via la voie de la B-oxydation
Comment l’anabolisme des triglycérides peut être fait?
Via l’addition de 2 C à la fois avec la protéine transporteuse de groupement Acyle (ACP)
Comment est ce que les protéines sont dégradés par la cellule?
Dégradation des protéines par des protéases qui les hydrolysent en a.a.
Comment est ce que la désamination est faite?
Par transamination
Comment est ce que les a.a. sont synthétisés par la cellule?
À partir des intermédiaires de la glycolyse et du cycle de Krebs
Qu’est ce qu’une réaction anaplérotique?
Réaction qui remplace les intermédiaires du cycle de Krebs
À quoi servent les réaction anaplérotiques?
Fournir des intermédiaires réactionnels du cycle de Krebs en tout temps pour entre autre faire la synthèse des différents a.a.
Dans quel cycle la plupart des réactions anaplérotiques se retrouvent?
Le cycle du Glyoxylate
Quel est le but du cycle du Glyoxylate?
Permettre la conversion de l’oxaloacétate sans perte de carbone de l’Acétyl-CoA sous forme de CO2 et contourner les dernières décarboxylations du cycle de Krebs
Qu’est ce que des métabolites précurseurs?
Squelettes carbonés qui servent de substrats de départ pour la synthèse de monomères et autres éléments de base nécessaires à la synthèse des macromolécules. Ce sont des molécules dépourvues de groupement ou parties fonctionnelles
Nommez 5 voies différentes d’assimilation du CO2 par les chimioautotrophes et photoautotrophes.
–Cycle de Calvin avec la RuBisCO
–Cycle de l’oxaloacétate ou des carboxylations réductrices (cycle réducteur des ATC)
–La synthèse de l’acétyl-coenzyme A
–Avec la CO -deshydrogénase
–Voie du 3-hydroxyprorionate (glyoxylate)
Quelles sont les voies d’assimilation de l’azote possibles par les procaryotes?
- Voie enzymatique utilisant la glutamate déshydrogénase
- Voie enzymatique utilisant la glutamine synthétase et la glutamate synthétase
Quand est ce que l’azote est assimilé via l’utilisation de la glutamate déshydrogénase?
- Forte [NH4]
- Utilisation d’agent réducteur comme le NADPH
Quand est ce que l’azote est assimilé via l’utilisation de la glutamine synthase et la glutamate synthase?
- Faible [NH4]
- Consommation d’ATP
- Utilisation d’agent réducteur comme le NADPH
Sous quelles formes l’azote peut être introduit dans la cellules?
- Minérale (NH4)
- Organique (peptides, a.a., protéines)
Par quelles enzymes la réduction anabolique du nitrate en ammonium est-elle catalysée?
–par la nitrate réductase assimilatrice (NO3- en NO2-)
–puis la nitrite réductase (NO2- en NH3).
Quelle est la différence entre la vie assimilatrice et dissimilatrice des nitrates?
- Assimilatrice: réduction anabolique
- Dissimilatrice: respiration du nitrate pour l’incorporer dans les voies métaboliques
Quels microorganismes peuvent faire la fixation d’azote?
–Bactéries libres (Azotobacter, Clostridium…)
–Symbiose avec légumineuses (Rhizobium)
–La plupart des cyanobactéries
Des MO qui ont une nitrogénase
Pourquoi la fixation en azote coûte beaucoup en énergie?
N2=> triple lien, 3 liaisons covalentes
Comment est ce que les hétérocystes vont se concentrer seulement sur la fixation d’azote?
–Différenciation de certaines cellules –Paroi plus épaisse + enveloppe externe –Pas de photosystème II (O2) (11kb) –Forte concentration intracellulaire de nitrogénase –Échange source de C et ammonium –Différenciation terminale
Qu’est ce que la plante apporte aux rhizobiacées dans cette symbiose?
- Nutriments
- Maintien pression partielle d’oxygène optimale grâce à la leghémoglobine
Quelles sont les étapes de l’infection d’une plante par Rhizobium?
1- Activation des facteurs nodes par la bactérie cause un recourbement des poils absorbants
2- Invasion de la bactérie par le poil racinaire absorbant pour qu’elle se multiplie
3- La bactérie se nourrit des nutriments de la cellule et de la plante pour faire un cordon d’infection
4- Différentiation des cellules de la plante et formation de bactéroides
Quelle est l’utilité de la transformation des bactéries en bactéroides?
Meilleures survie en conditions hivernales
Vrai ou Faux: L’assimilation du soufre est nécessaire à la synthèse de certains acides aminés et de plusieurs coenzymes
Vrai
Comment est ce que le phosphate inorganique et les esters organiques de phosphates sont incorporés dans la cellule?
- Photophosphorylation
- Phosphorylation oxydative
- Phosphorylation au niveau du substrat
- Phosphatases périplasmiques
Qu’est ce qui fait partie du métabolisme secondaire?
Procédés synthétiques dont les produits finaux, nommés métabolites secondaires dérivent d’intermédiaires biosynthétiques du métabolisme primaire.
Qu’est ce qu’un métabolite secondaire? Donnez des exemples.
Composés non associés directement à la synthèse des cellules.
ex. enzymes, toxines, antbiotiques…
Qu’est ce qui est particulier des métabolites secondaires par rapport aux métabolites primaires?
L’accumulation des métabolites primaires débute en phase exponentielle tandis que l’accumulation des métabolites secondaires se fait en fin de phase exponentielle et début de phase stationnaire
Vrai ou Faux: Les conditions optimales requises pour les métabolites secondaires ne sont pas nécessairement celles permettant une bonne croissance des bactéries
Vrai
Comment peut-on augmenter le rendement en métabolite secondaire?
- Optimisation des procédés de fermentation
- Modification des souches sauvages
Pourquoi les métabolites secondaires sont-ils particulièrement intéressants en biotechnologie? (5)
- Propriétés antitumorales
- Pesticides
- Immunosuppresseur
- Antibiotique
- Fabrication de vaccins
Qu’est ce qu’un antibiotique?
Composés généralement issus de microorganismes, généralement thérapeutique, inhibant la croissance ou tuant des microorganismes.
Qu’est ce qu’une bactériocine?
Protéine produite par une souche bactérienne et qui tue d’autres souches de bactéries, habituellement étroitement apparentées.
Qu’est ce qu’une toxine?
Substance toxique élaborée par un organisme vivant (bactérie, champignon vénéneux, insecte et serpent venimeux), dans certains cas, c’est la toxine qui confère le pouvoir pathogène de l’organisme.
Quelles sont les différences entre des exotoxines et endotoxines?
Exotoxine
- Synthèse à l’intérieur des bactéries
- Sécrétion ou libération dans le milieu environneant
Endotoxine
- LPS
- Libération lorsque la bactérie meurt et que la paroi cellulaire se décompose
Quelles sont les différents types d’exotoxines possibles chez les bactéries? Donner des exemples
- Super antigène
- Toxine AB=> toxine botulique de C. botulinum
- Toxine cytolytique=> alpha-toxine de Staph
- Super antigène: syndrome du choc toxique
Comment est ce qu’une toxine AB est faite?
Composant A= toxine
Composant B= segment protéique qui se lie à un récepteur spécifique
Qu’est ce que le méthanal fait sur les produits toxiques?
Inactivation du produit en neutralise le pouvoir toxique, mais conserve le pouvoir antigénique=> production de vaccins
Comment est ce le pain au levain est fait?
Fermentation alcoolique avec des levures et fermentation lactique
D’où provient le goût du pain au levain?
Fermentation lactique hétérofermentaire et de l’acide acétique produit. L’acide acétique permet une meilleure conservation du pain et le garde + moelleux
Quel est le principe général de la fermentation alcoolique?
Fermentation requiert des sucres et des MO
- MO le + utilisé en fermentation alcoolique: S. cerevisiae
- Produits: ÉtOH et CO2
Pourquoi est ce que la fermentation alcoolique finit?
- Transformation totale des sucres
- Atteinte d’une concentration inhibitrice d’alcool et/ou de CO2
D’où provient les différents goûts et types de vins?
- Cépage et environnement
•la composition chimique du raisin varie
•la microflore présente sur le raisin diffère - Maturité du raisin lors de la récolte
•variation du taux de sucre (fructose/glucose)
•variation de l’acidité (pH 3 à 3,5) selon le contenu en acide tartrique et malique - Procédé qui fait varier la qté et la diversité des composés
•variation de la durée des différentes étapes comme le temps de vieillissement
•variation des traitements : ajout de sucres, d’acide tartrique, utilisation de fût de chêne…
Quelles sont les grandes étapes dans la vinification?
1- Foulage et macération
2- Fermentation alcoolique
3- Fermentation malolactique
4- Maturation et vieillissement
Qu’est ce que l’on fait durant le foulage et la macération?
- Extraction du moût via le foulage des raisins: ajout de SO2 pour éviter l’oxydation chimique et le développement de MO indésirables
- Pressurage et macération: une des étapes qui donne la couleur au vin
Qu’est ce qui différencie le processus de pressurage et de macération pour les vins rouges par rapport aux vins blancs et rosés?
- Raisin est pressuré sans fermentation alcoolique préalable chez les vins blancs et rosés
- Il y a une 1ère fermentation lors de la macération chez les vins rouges
- Le temps de macération est - long pour les vins blancs
Qu’est ce qui se passe lors de l’étape de la fermentation alcoolique dans la vinification?
- Mélange levures et moût
- Sélection des souches résistantes
- Transfert dans des cuves sans O2
- Contrôle de la T selon le goût désiré du vin
- Micro-oxygénation/ Microbullage naturel
Comment le microbullage peut se faire dans des cuves en bois?
Le bois n’est pas totalement hermétique=> permet de faire la micro-oxygénation et améliore la qualité du vin , stabilise la couleur et assouplit les tanins.
Qu’est ce que des tanins?
Métabolites secondaires des végétaux= composés phénoliques qui servent comme mécanisme de défense chez les végétaux
À quoi sert la fermentation malolactique dans la vinification?
Diminution de l’acidité liée à la composition chimique du raisin. La fermentation malolactique est faite par des bactéries lactiques et cela favorise le gras et le moelleux chez les vins rouges
Quel est l’objectif principal de la maturation et le vieillissement du vin?
Clarifier le vin
Comment on faire maturer le vin?
- Maintien en conditions anaérobies
- Vin soutiré périodiquement du fond des cuves et collage
- Filtration ou ajout de SO2
Qu’est ce que le collage?
Ajout d’une substance pour aider à précipiter les levures et les bactéries dans le vin via l’ajout de caséine ou de blanc d’oeuf
Qu’est ce que Botrytis cinerea fait aux raisins (pourriture noble)?
Détériore les raisins en flétrissant les grains sur la grappe. Cela fait en sorte qu’il y a + de sucre dans les raisins
Quels sont les défauts de fabrication lors de la vinification?
- Bactéries lactiques qui fermentent trop tôt
- Bactéries acétiques qui transforment le vin en vinaigre
- Moisissures qui donnent un mauvais goût au vin
Qu’est ce que le sucrage ou chaptalisation?
Rajouter du sucre au moût afin d’augmenter le % d’alcool dans le vin
Qu’est ce que l’acidification
Ajout d’acide tartrique (ou autres) pour obtenir des vins mieux équilibrés et une meilleure conservation.
Qu’est ce que la désacidification?
Utilisation de certains produits qui empêchent la solubilisation de l’acide tartrique et le font précipiter.
Quels composés retrouvent-t-on dans le vin?
- Eau
- Sures
- Alcool
- Glycérol
- Acide tartrique
- Acide malique
- Acide lactique
etc.
Quelles sont les principales étapes dans la production de bière?
1- Maltage 2- Brassage 3- Houblonnage 4- Fermentation 5- Maturation
Qu’est ce qui se passe lors du maltage? (3 sous-étapes)
a) Extraction du malt de l’orge par trempage/germination= relâchement d’amylases provenant de l’orge
b) Séchage: arrêt de la germination (facteur déterminant la couleur de la bière)
c) Concassage: casser les germes de blé séchés==> on obtient le malt!
Qu’est ce qui se passe lors du brassage?
Activité enzymatique supplémentaire
Distinction Ale vs Lager
Qu’est ce qui se passe lors du houblonnage?
On va VRAIMENT chercher la couleur de la bière à cette étape
Quelle est la distinction dans la fermentation des Ales et Lagers?
- Ale: fermentation dans le haut de la cuve de fermentation
- Lager: fermentation dans le bas de la cuve de fermentation
Comment on peut faire une bière légère (Coors Light et compagnie)?
Ajout d’enzymes pour dégrader les sucres et dextrines
Comment on peut faire une bière lsans alcool?
Temps de fermentation alcoolique + court, contient + de sucres ou techniques d’osmose pour sortir l’alcool de la bière
Quelles sont les principales étapes dans la fabrication des fromages?(4)
1- Production du caillé
2- Égouttage du caillé avec ou sans découpage: enlève l’eau et on obtient le petit lait ou lactosérum
3- Salage et moulage (selon texture et type de fromage désiré)
4- Affinage (temps variable)
Comment est ce que l’on fait le caillage?
Coagulation du lait à l’aide de ferments lactiques et de présure (enzyme d’origine animale) pour obtenir un caillé (phase solide) et le lactosérum (phase liquide)
Comment est ce que l’on fait l’égouttage du caillé?
Extraction d’une partie du lactosérum pour concentrer le caillé (solide)
Pourquoi c’est + rapide de faire l’égouttage avec découpage?
Étape accélérée par le découpage, l’agitation, la compression et le chauffage du caillé
Quelle est l’utilité du salage dans la fabrication des fromages?
Le salage permet l’extraction d’eau mais aussi la sélection de certains MO nécessaire lors de l’affinage.
Vrai ou Faux: L’efficacité de l’égouttage détermine la teneur en eau (lactosérum) du fromage.
Vrai
Qu’est ce que le piquage?
Inoculation des fromages par des champignons.
ex. roqueforts et camemberts par Penicillium
Pourquoi l’affinage détermine beaucoup le type de fromage?
- Conditions de T, d’humidité et d’aération données
- Durée de plusieurs semaines ou mois selon les fromages
- L’action de la microflore se poursuit et les transformations biochimiques sont responsables des caractéristiques organoleptiques du fromage
Pourquoi il y a beaucoup de diversité dans les fromages?
- Origine du lait
- Variations au niveau du procédé employé
Nommez des caractéristiques des bactéries lactiques.
- Bactéries Gram+ de formes et d’arrangement divers
- Leur point commun : fermentation lactique
- Anaérobies plus ou moins aérotolérants selon les espèces
- Absence du cycle de Krebs et de cytochromes (sans système de transport d’électron).
- Leur croissance requiert acides, aminés, bases azotées et vitamines
- Le catabolisme et l’anabolisme sont des processus bien séparés
Qu’est ce qu’un additif alimentaire?
Substance chimique ajouté à un aliment et qui ne fait pas partie des ingrédients de base (extrinsèque). Il peut être un métabolite primaire ou secondaire du MO
Quels sont les buts d’un additif alimentaire?
- Faciliter la préparation de l’aliment
- Améliorer ses qualités organoleptiques
- Améliorer ses qualités nutritives
Un additif alimentaire peut être quoi? Qu’est ce qu’ils font?
- Enzyme
- Acides aminés (sous forme L): édulcorant, rehausseur de goût
- Acides organiques: acidulant, agent de conservation
- Vitamines: supplément alimentaire
- Polysaccharides: augmente viscosité des aliments, gels, maintien émulsions
- Colorants alimentaires
- Arômes
Qu’est ce que les MO aliments?
Protéines d’origine microbienne=> single-cell protein (SCP)
Quels sont les avantages des MO aliments?
- Produits en grande quantité dans un espace restreint
- Production toute l’année
- Utilisation de milieux nutritifs relativement simples et peu onéreux
- Teneur en protéines très élevée
Quels sont les inconvénients des MO aliments?
- Taux élevé d’acide nucléique fait augmenter le taux sanguin d’acide urique
- Mauvaise digestibilité des parois microbiennes
- Présence de trace de composés cancérigènes lorsque les MO sont produit à partir de sous–produits industriels
- Réactions allergiques ou gastrointestinales possibles
Qu’est ce qu’un aliment fonctionnel?
Un aliment fonctionnel est semblable en apparence aux aliments conventionnels, il fait partie de l’alimentation normale et il procure des bienfaits physiologiques démontrés et (ou) réduit le risque de maladie chronique au-delà des fonctions nutritionnelles de base (c. à d. qu’il contient des composés bioactifs).
Qu’est ce qu’un produit nutraceutique?
Un produit nutraceutique est isolé ou purifié à partir d’aliments, mais vendu en général sous des formes médicinales qui ne sont pas d’habitude associées aux aliments. L’effet physiologique bénéfique ou la capacité de protéger contre les maladies chroniques des produits nutraceutiques est prouvé.
Qu’est ce qu’un prébiotique?
Ingrédients alimentaires non digestibles qui stimulent de manière sélective, au niveau du côlon, la multiplication ou l’activité d’un nombre limité de groupes bactériens susceptibles d’améliorer la physiologie de l’hôte.
Qu’est ce qu’un probiotique?
MO vivants qui lorsqu’ils sont consommés en quantités adéquates, produisent un bénéfice pour la santé de l’hôte, selon l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) et l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS).
Qu’est ce qu’un synbiotique?
Produit qui contient à la fois un (des) probiotique(s) et un (des) prébiotique(s).
Quels sont les effets des prébiotiques et probiotiques?
- Forte adhésion à la surface des cellules du tractus gastro-intestinal
- Effets antagonistes contre les autres bactéries
- Immunomodulation
- Impliqué dans la dégradation et le remplacement des muqueuses intestinales.
- Protection anti-oxydative et anti-tumorale
- Implication dans la baisse du taux de cholestérol sanguin
- Effets nutritionnels
- Amélioration de la tolérance au lactose
Quelles sont les méthodes de production appliquées en industrie?
- Pour préserver la viabilité : application de stress (température, acidité, etc.) pour induire une réponse d’adaptation qui rend les probiotiques résistants.
- Nouvelles technologies de séchage : lyophilisation ou atomisation
- Concentration et micro encapsulation
Comment est ce que l’on peut optimiser les procédés de fermentation ou les différents modes de production des cellules et/ ou métabolites?
- Adaptation du milieu de culture
- Sélection de la souche
Quelles sont les caractéristiques des souches microbiennes pouvant être utilisées en industrie?
- Stable génétiquement afin de conserver leurs caractéristiques
- À très haut rendement
- Résistantes aux phages et virus
- Résistantes aux conditions du milieu (température, pH…)
- Dépourvues de caractères déplaisants (goût, pigment…)
Qu’est ce que la fermentation?
Tout processus métabolique qui libère de l’énergie contenue dans un glucide ou
dans une autre molécules organique, qui ne nécessite pas d’O2 ni de chaîne de
transfert d’électrons et qui utilise une molécule organique comme accepteur final d’électrons
Qu’est ce qui est important dans un approvisionnement d’énergie par fermentation?
1.Le NADH est oxydé en NAD+.
Il faut que les oxydations et les réductions soient équilibrées (balance redox), donc autant d’électrons donnés que d’électrons acceptés;
2.L’oxygène n’est pas nécessaire;
3.L’accepteur d’électron est souvent le pyruvate ou un dérivé du pyruvate;
4.La phosphorylation oxydative ne peut pas fonctionner, ce qui réduit significativement le rendement en ATP par glucose.
5. PAS DE CHAÎNE DE TRANSFERT D’E-!
Quelles sont les voies utilisées pour la fermentation des sucres?
- Glycolyse (EMP)
- Pentoses-phosphates
- Entner-Doudoroff (KDPG)
Quelle est l’enzyme essentielle pour la glycolyse?
Aldolase
Quelle est l’enzyme essentielle pour la voie des pentoses-phosphates?
Phosphocétolase
Quelle est l’enzyme essentielle pour la voie du KDPG?
KDPG Aldolase
Quelles sont les caractéristiques des bactéries qui font la fermentation lactique? (5)
- Bactéries fermentaires stricts (seul moyen de faire de l’énergie=> fermentation)=> pas de chaînes de transfert d’e- (pas de cytochromes
- Auxotrophes de 7 à 12 aa (croissance en milieu riche)
- Microaérophiles=> catalase -
- Utilisent le Mn pour minimiser les effets des ROS (besoin en Mn important)
- Se retrouvent dans la flore commensale et alimentaire des animaux
Qu’est ce que la fermentation lactique homofermentaire?
Fermentation produisant de l’acide lactique qui est faite par des bactéries ne réoxydant ses coenzymes qu’en réduisant tout le pyruvate en lactate (lactate seulement).
Qu’est ce que la fermentation lactique hétérofermentaire?
Fermentation produisant de l’acide lactique qui est faite par des bactéries réoxydant ses coenzymes en réduisant une partie du pyruvate en lactate et le reste selon d’autres voies de fermentations(lactate, EtOH, CO2 en générale, mais aussi d’autres produits tels l’acétate…)
Quelle voie est utilisée lors de la fermentation bifide?
Voie du fructose-6-P-phosphocétolase pour faire du lactate et de l’acétate
Si j’ai des bactéries lactiques qui possèdent l’aldolase et la phosphofructokinase (PFK), quel type de fermentation lactique va être faite par ces bactéries?
Fermentation lactique homofermentaire
Si j’ai des bactéries lactiques qui possèdent une aldolase la PFK, une 6-gluconate désydrogénase, une phosphocétolase inductible, quel type de fermentation lactique va être faite par ces bactéries?
Fermentation lactique hétérofermentaire facultative
Comment on détermine si une bactérie lactique hétérofermentaire est facultative ou stricte?
Voir s’il y a dégagement de CO2 en la piquant sur une gélose (si CO2= hétérofermentaire stricte)
Quel est le chemin métabolique emprunté par les bactéries lactique homofermentaires suite à la formation du G6P? (5 étapes)
1- Glucose 6-phosphate=> Fructose 6-phosphate; consomme 1 ATP
2- Fructose 6-phosphate=> Fructose-1,6-diP par la PFK; consomme 1 ATP
3- Fructose-1,6-diP=> G3P par l’aldolase
4- G3P=> Pyruvate; génère
2 ATP et 1 NADH
5- Pyruvate=> Lactate par la lactate déshydrogénase, consomme 1 NADH
Si j’ai des bactéries lactiques qui possèdent la 6-gluconate désydrogénase et ne possèdent pas d’aldolase et de PFK, quel type de fermentation lactique va être faite par ces bactéries?
Fermentation lactique hétérofermentaire stricte
Quel est le chemin métabolique emprunté par les bactéries lactiques hétérofermentaires suite à la formation du G6P? (5 étapes)
1- Glucose 6-phosphate=> 6-P-Gluconate par la glucose-6-déshydrogénase en présence de gluconate; génère 1 NADH
2- 6P-gluconate=> Ribulose-5P+ CO2 par la 6-phosphogluconatedéshydrogénase; génère 1 NADH
3- Ribulose-5P=> Xylulose 5-P en présence de pentoses
4a) Xylulose 5-P=> G3P par la phosphocétolase
4b) Xylulose 5-P=> Acétyl-P par la phosphocétolase selon les besoin de la cellule en ATP et en NAD+
5- Formation d’acétate et d’éthanol
Qu’est ce qui se passe si la lactate déshydrogénase est en conditions de pH alcalin?
L’enzyme ne fonctionne pas, il y a donc production d’éthanol et d’acétate
Qu’est ce qui se passe si la lactate déshydrogénase est en conditions de pH acide?
L’enzyme fonctionne, le lactate est produit.
Pourquoi le NAD+ est réutilisé pour les rx dans la fermentation lactique?
Il faut avoir rx équilibrée chimiquement, autant de NADH consommé que produit
Qu’est ce qui arrivent aux 3 électrons rejetés sur les NADH?
Il vont être mis sur une molécule de glucose pour faire du mannitol.
Quelle est la réaction principale de la fermentation alcoolique?
Pyruvate est décarboxylé en acétaldéhyde et ensuite réduit en éthanol
Quelle est l’enzyme spéciale de la fermentation alcoolique?
Alcool déshydrogénase
Quel est l’effet Pasteur?
Passage d’un mécanisme de production d’énergie par fermentation à un mécanisme de respiration lorsqu’il y a passage d’anaérobiose en aérobiose. La fermentation est donc maximale en conditions anoxique.
Quel est l’effet Crabtree?
La respiration est inhibée au profit de la fermentation en présence de forte concentration de glucose. C’est-à-dire que même si on laisse les levures en conditions oxiques avec une grande qté de glucose, elle va favorisée la fermentation au lieu de la respiration
Beaucoup de fermentations engendrent une production de H2 et d’acétate… pourquoi ces produits sont générés ?
Générer du H2 et de l’acétate permet de se débarrasser des e- en excès qui sont sur le NADH=> favorisation de la balance rédox.
Qu’est ce que la fermentation propionique?
À partir du lactate ou du glucose. Production de proprionate, acétate et CO2.
Quelles sont les 2 voies possibles de la fermentation propionique?
- Succinate
- Acrylate
Décrire la voie du succinate.
Lactate=> Pyruvate=> Oxaloacétate=> Malate=> Fumarate*=> Succinate=> Succinyl-CoA=>Méthylmalonyl-CoA=>Propionyl-CoA=> Propionate
*: fait par la fumarate réductase+ 1 ATP par la force p+motrice et 1 ATP par la phosphorylation du substrat
Décrire la voie de l’acrylate.
Conversion en lactate pour faire du propionate et de l’acétate en utilisant la ferrodoxine comme intermédiaire réactionnel pour l’oxydation
Qu’est ce que la fermentation ABE?
Production d’acide acétique, d’acétone, butanol, acide butyrique, éthanol et H2
Quelles sont les 2 phases possibles de la fermentation ABE?
- Acidogenèse
- Solvanogenèse
Quelle est l’enzyme spéciale de la fermentation ABE?
Ferrodoxine oxydoréductase
Quelle est le rôle de la ferrodoxine oxydoréductase?
Elle va aller chercher le surplus d’e- qui s’accumule après avoir fait de l’acétate
Vrai ou Faux: L’acidogenèse ne prend pas d’ATP, mais concentre la majeure partie à faire du butanol et de l’acétone
Faux, c’est la solvanogenèse
Qu’est ce que la fermentation acides mixtes?
Le pyruvate est métabolisé en de nombreux produits selon le pH.
Quelle l’enzyme spéciale de la fermentation acides mixtes?
Formiate hydrogène lyase
Vrai ou Faux: La formiate hydrogène lyase va former plus d’acide formique lorsqu’il y a croissance en milieu acide
Vrai
Qu’est ce que la fermentation butanediolique?
Le pyruvate est métabolisé en butanediol, éthanol, acide lactique, acide formique.Chez certaines bactéries, l’acide formique est ensuite transformé en H2 et CO2.
Quels acides aminés peuvent être fermentés par les bactéries?
Glutamate=> Butyrate
Stickland
Expliquez comment Clostridium tetani fermentent les acides aminés.
C. tetani possède un complexe ubiquinone qui fait l’oxydation du NADH, une ATPase de type V qui fonctionne à l’inverse pour sortir les ions à l’intérieur afin d’avoir le + d’a.a. possible. Elle possède également une chaîne de transport CTE qui ne fait pas d’ATP et connecte les NA+ avec l’oxydation du NADH
Qu’est ce que la fermentation du citrate?
Dégradation du citrate en plusieurs produits .
Quelles sont les enzymes spéciales de la fermentation du citrate?
- Citrate perméase
- Citrate lyase
Quelles sont les étapes de la fermentation du citrate? (2 étapes)
1- Rx acétate et citrate=> oxaloacétate+ sucres=> pyruvate fait par la citrate lyase
2- Formation de lactate, acétaldéhyde, formiate et acétate.
Qu’est ce que la fermentation malolactique?
Fermentation du malate en lactate.
Quelle est l’enzyme spéciale dans la fermentation malolactique?
Enzyme malolactique
Quel est le rôle de l’enzyme malolactique?
- Conversion malate=>lactate
Qu’est ce qui arrive lorsque l’enzyme malolactique travaille trop?
- Génération d’une force p+ motrice et éventuellement faire de l’ATP via une ATPase
Qu’est ce que la fermentation oxydative?
Production d’acide acétique par oxydation de l’éthanol.
Est ce que la fermentation oxydative est réellement une fermentation, justifier.
Non, car la rx se fait en présence d’oxygène. De plus, cette rx se fait avec une chaîne de transport d’e-.
les coenzymes ont besoin d’oxygène et de la chaîne de transfert d’e- pour se réoxyder
