Nutrition et culture Flashcards
Quels sont les éléments nutritifs essentiels à la croissance des bactéries?
- Macroéléments (majeurs)
- Éléments mineurs (oligoéléments)
Selon quoi sont classifiées les bactéries?
- Exigences alimentaires (types trophiques)
- croissance en présence de O2
- Température de croissance
Quels sont les deux classe d’éléments nutritifs essentiels à la croissance des bactéries?
- Macroéléments (majeurs)
- Éléments mineurs (oligoéléments)
Quels sont les bioéléments essentiels majeurs (macroéléments) qui représentent 95% de la masse sèche de la cellule?
C, O, H, N, P, S
Quels sont tous les bioéléments majeurs?
C, O, H, N, P, S, K, Mg, Ca, Fe, Na, Cl
Quel est l’importance du K?
principal cation inorganique, cofacteur d’enzymes et intervient dans la synthèse protéique
Quel est l’importance du Mg comme bioélément majeur?
Il s’agit d’un cofacteur d’enzymes qui intervient dans l’intégrité membranaire + la synthèse de chlorophylle et bactériochlorophylle
L’importance du Ca comme bioéléments majeurs?
Cofacteurs d’enzymes comme les protéases, amylases et dipicolinate de Ca
L’importance du Fe comme bioéléments majeurs?
Rentrent dans la composition des cytochromes et autres protéines impliquées dans la Bioénergétique
L’importance du Na comme bioéléments majeurs?
Important dans le transport membranaire et pour les bactéries marines
L’importance de Cl comme bioéléments majeurs?
Il s’agit du principal anion inorganique qui participe à l’intégrité électrostatique
Quelle est la demande des bioéléments majeurs?
10^-4M
Quel est l’impact de l’absence d’un macroélément?
Il y’a une absence de croissance
Quels sont les 8 bioéléments mineurs?
Zn, Mn (manganèse), Mo (molybdène), Se (sélénium), Co, Cu, Ni, W (tungstène)
À quoi sert le Zn comme bioéléments mineurs?
Polymérases ADN, ARN et alcool déshydrogénase
Le rôle du Mn comme bioéléments mineurs?
Intervient au niveau de la SuperOxyde Dismutase (SOD) du photosystème II des cyanobactéries
Rôle du Mo comme bioéléments mineurs?
Fixation de N2 par l’entremise de la nitrogénase
Rôle du Se en tant que bioéléments mineurs?
Biosynthèse a.a. Se-Cys
Rôle du Co comme bioéléments mineurs?
Biosynthèse a.a. (glu), vitamine B12
Rôle du Cu comme bioéléments mineurs?
SuperOxyde Dismutase, Bioénergétique
Rôle du Ni et W comme bioéléments mineurs?
Au niveau de la déshydrogénase
À quel concentration les bioéléments mineurs sont-ils essentiels?
Les besoins sont des concentrations de traces qu’on retrouve dans l’eau
Sous quelle forme chimique les bioéléments sont-ils assimilés?
La majorité se retrouvent sous forme de sels inorganique
Quelles sont les exceptions de bioéléments qu’on ne retrouve pas sous forme de sels inorganiques?
S, N, C, H et O
Comment est assimilé le soufre? Quelles sont les exceptions?
- Sous forme de SO4(-2) ou S203(-2)
Les exceptions sont les archaebactéries méthanogènes (CH4) qui utilisent le H2S ou d’autres bactéries qui assimilent via des acides aminés comme la cystéine, méthionine
Comment est assimilé l’azote (Correspond à 10% du poids sec)? quelles sont les exceptions?
- Sous forme de NH3
- Cependant, les bactéries fixatrices d’azote comme Azobacter ou Rhizobium transforme le N2 en NH3. Aussi, d’autres bactéries utilisent des acides aminés
Comment sont assimiler le carbone, l’oxygène et l’hydrogène? Quelles sont les exceptions?
Sous forme de matière organique + H2O parce que tous les composés naturels organiques sont dégradés par des microorganismes
Les exceptions sont les autotrophes qui transforme le CO2 en matière organique à travers le cycle de Calvin-Benson
En quoi sont transformés les éléments nutritifs?
Matériel cellulaire et énergie
Quelle est la composition de la cellule bactérienne?
-Macromolécules 96% du poids sec et sels, intermédiaires métaboliques et précurseurs représentent 4% du poids sec
Quelles sont les différentes macromolécules qui constituent la cellule et pourcentage?
- Protéines (60%)
- Polysaccharides (5%)
- Lipides (9%)
- ADN, ARN (22%)
Qu’est ce qu’est le métabolisme?
Il s’agit de l’ensemble des réaction biochimiques cellulaire
Quelles sont les deux voies que regroupent le métabolisme?
Catabolisme et anabolisme
Qu’est ce qu’est le catabolisme?
Il s’agit de la dégradation des nutriments en métabolites ou intermédiaires (précurseurs) qui sont en nombre restreint et commun à tous les organismes
Quelle réaction est l’unité de la biochimie?
Le catabolisme
Quel est l’objectif du catabolisme?
La transformation de la matière pour produire de l’énergie (ATP, NADPH, NADH)
Qu’est ce qu’est l’anabolisme?
L’utilisation d’intermédiaire + énergie pour la biosynthèse de macromolécules qui vont servir au matériel cellulaire
Quel est le lien entre le catabolisme et anabolisme au sein d’un schéma du métabolisme?
Le catabolisme va former des précurseurs et de l’énergie à partir d’éléments nutritifs pour que l’anabolisme les utilise pour fabriquer le matériel cellulaire. L’énergie fournit pas le catabolisme va aussi être utilisé ailleurs
Quels sont les rôles de l’utilisation de l’énergie?
- Biosynthèse et polymérisation (Utilisation des précurseurs pour créer des macromolécules et structures cellulaires)
- Transport actif (concentration des nutriments dans la cellule et élimination des déchets de la cellule)
- Motilité (Déplacement vers les nutriments et éloignement des répulsifs)
- Maintient de la balance osmotique ( concentration de K+ plus importante dans la cellule qu’à l’extérieur et concentration d’H+ plus importante à l’extérieur qu’à l’interieur)
Selon quoi se fait la classification des types trophiques?
- Source d’énergie
- Sources de carbone
Quels sont les deux sources d’énergie pour les types trophiques?
Lumière qu’on nomme phototrophe et chimique qu’on nomme chimiotrophes
Quels sont les deux sources de carbones pour les types trophiques?
- CO2 autotrophe
- Matière organique hétérotrophe
Quels sont les 4 combinaisons possible de la classification selon les types trophiques?
Photoautotrophe, Chimio autotrophe, Photohétérotrophe et chimiohétérotrophe
Quels sont les organismes photoautotrophes?
Les cyanobactéries
Quels sont les organismes chimioautotrophes?
Thiobacillus
Quels sont les organismes photohétérotrophes?
Les bactéries vertes photosynthétiques
Que permet la capacité des bactéries à croitre en présence d’O2?
Le métabolisme énergétique + la neutralisation des formes toxiques de l’O2
Quel est le métabolisme énergétique en présence d’O2?
Il s’agit de la phosphorylation oxydative/respiration aérobie
Que permet la phosphorylation oxydative?
La synthèse d’ATP, NADH ou NADPH grâce à un accepteur final d’électron
Que sont les organismes aérobies strictes?
1) Organismes qui n’ont pas de croissance en absence d’O2
2) Organisme qui utilise la respiration aérobie exclusivement pour la production de molécules énergétiques
3) Accepteur final d’électron est l’O2
Caractéristiques des organismes Anaérobies strictes?
- Pas de croissance en présence d’O2
- Utilise la fermentation pour la production de molécules énergétiques
- Accepteur final d’électrons est la molécules finales de la fermentation
Quelle est la forme toxique de l’O2 pour les organismes anaérobies strictes? et pourquoi?
O2-. Il leur manque la SuperOxyde Dismutase (SOD), la catalase et la peroxydase qui sont absentes ou plus ou moins fonctionnelles. Comme la SOD converti le 2 O2- + 2H+ en H2O2 + O2, ces derniers ne peuvent pas faire cette conversion
Quelle est le rôle de la catalase?
2 H2O2 en 2 H2O + O2
Quelle est le rôle de la peroxydase?
H2O2 + NADH + H+ en 2 H2O + NAD+
Pour les microorganismes aérobies, ont-ils une limite de concentration d’O2?
Oui, si la concentration est plus élevée que 20%, la croissance diminue
Caractéristiques des microorganismes anaérobies facultatives?
- Il s’agit d’organismes qui vont croitre en présence ou absence d’O2
- Utilise la fermentation ou la respiration aérobie pour synthétiser les molécules énergétiques
- Présence de SOD+, Catalase /Peroxydase +
Caractéristiques des microorganismes aérotolérants?
- Croissance en présence d’O2 mais n’utilise que la fermentation de manière exclusive
- Présence de SOD+, Catalase/Peroxydase +
Que sont les organismes microaérophiles?
Il s’agit de ceux qui ont une croissance exclusivement en présence de faibles concentrations d’O2 parce que leurs réactions enzymatiques essentielles sont sensibles à l’O2 + utilise la respiration aérobie
Quels sont les microorganismes avec le métabolisme le plus rentable?
Il s’agit de ceux qui sont anaérobies facultatifs
Que sont les organismes psychrophiles? T° optimum? T° la plus basse ? Où on les retrouve?
- Ceux qui ont une croissance entre des T° de 0-20°C
- 10-15°
- -20°C
- Océans, glace neige, Lac Deep, Antartique
Que sont les organismes psychrotrophes? Comment les appelle-t-on aussi et pourquoi?
- Grandissent entre 20-30 degès
- On les appelle psychrophiles facultatifs, psychrotolérants car ils peuvent avoir une croissance lente entre 0-20°C
Que sont les organismes mésophiles et qu’est ce qu’ils comprennent?
Microorganismes qui grandissent entre 20 et 45 °C et comprennent les pathogènes humains et aviaires
À quelle T° se développent les pathogènes humains et aviaires?
37 °C pour les pathogènes humains et 42°C pour pathogènes aviaires
Que sont les organismes Thermophiles?
Il s’agit de ceux qui grandissent entre des T de 45 à 85 degrès
Quelle est la T optimale pour les thermophiles et où on les retrouve?
50 à 60 degrès et on les retrouve dans des sourches chaudes ou fumiers
Que sont les organismes Thermophiles extrêmes?
Ceux qui grandissent à des T° superieur à 85 degres
Exemple de microorganismes extrêmophiles?
Pyrodictyum 110
Souche 121 (Geogemma barossii) : 121-130 + Mort si T°<80
Quel est l’objectif d’un milieu de culture?
L’augmentation de la population
Quel est le pré-requis pour un milieu de culture?
Stérilité du milieu de culture donc absence de microorganisme
Quels sont les deux types de cultures?
- Pures : Population de microorganismes où tous les individus ont les mêmes caractéristiques
- Mixtes : Plusieurs microorganismes différents qui intéragissent (inhibition, compétition, synergisme) sans que ça soit une contamination
De quoi est composé un milieu de culture?
Tous les éléments nécessaires pour permettre la croissance en quantité nécessaire. On va donc retrouver des facteurs de croissance (éléments essentiels à la biosynthèse des macromolécules) et une source d’énergie et de carbone
Concernant les facteurs de croissance, quels sont les précurseurs essentiels qui ne peuvent pas être synthétisés par la bactérie d’intérêt?
- Vitamines
- Acides aminés
- Purines et pyrimidines
Quelle est la différence majeur entre les milieux liquides et solides?
Les milieux solides peuvent permettre les échanges gazeux alors que les milieux liquide ne peuvent pas
Dans le cas où l’agar est dégradé par une minorité de bactéries, que peut-on faire?
Utiliser un gel de silice comme agents gélifiants
Qu’est-ce qu’est la stérilisation?
Il s’agit de l’élimination des microorganismes viables incluant les endospores
Par quoi est influencée la stérilisation par la chaleur?
- Température
- Durée
- Humidité
- Nombre et de l’état des microorganismes (présence d’endospores ou cellules végétatives)
Comment se fait la stérilisation avec la chaleur sèche?
On utilise un four à air chaud à 160-170° pendant 2 ou 3 heures. Il va être utiliser pour la stérilisation de la verrerie, pipette et objet de métal
Est-ce que les fours à micro-ondes permettent la stérilisation?
Non
Quelle est la différence entre la stérilisation à la chaleur sèche vs chaleur humide?
Celle avec la chaleur humide est beaucoup plus pénétrante
Comment se fait la stérilisation avec la chaleur humide?
Il y’a une production de vapeur d’eau à 121°c avec une pression de 1kg/cm2 par un autoclave pendant 15 minutes. Si le volume est plus grand, le temps augmente ce qui provoque la perte de viabilité des endospore
Que permet la stérilisation à chaleur humide?
La préparation de liquide thermorésistants
Quel est le résultat des radiations ionisantes?
Dommage à l’ADN
Quels sont les deux types de rayons utilisées par la stérilisation à radiations ionisantes et leur différence?
Les rayons y qui sont pénétrants et les rayon U.V qui sont non pénétrants
Sur quoi va-t-on utiliser les rayon y?
- Objets à usage unique comme les pétris ou les pipettes qui sont composés de plastique thermosensible
- Conserves, épices
- Installation : parois couvertes de plomb
Sur quoi va-t-on utiliser les Rayons U.V?
Les surfaces comme les enceintes stériles (enceintes de biosécurité) ou usine de traitement d’eau
Comment se fait la méthode de stérilisation par filtration?
Utilisation de filtre de nitrocellulose ayant un diamètre de 0,22-0,45 u
- Rétention des bactéries
- Ne retient pas les virus*
- Liquide thermosensible comme sérum, vitamines, antibiotiques…
Comme se fait la stérilisation par substances chimiques?
On va utiliser un gaz stérilisant,
- Oxyde d’éthylène (+02 donc explosif)
- Ozone (toxique) mais qui peut servir à la stérilisation des enceintes hermétiques et instruments chirurgicaux (Cathéters, prothèses. laparoscope)
Pourquoi la stérilisation est-elle essentielle?
Dans le cas où il y’a une contamination pour des microorganismes, des résultats de laboratoire peuvent être faussés et il peut y avoir des infections dans des cas chirurgicaux
La population bactérienne est-elle doté d’une grande biodiversité?
Oui, la microflore humaine en est le parfait exemple au niveau de la peau ou des muqueuses
Combien d’espèces microbienne retrouve-t-on dans le milieu buccale?
700 espèce microbiennes, 10^4-10^5 microoganismes sont expédiés suite à un éternument
Concernant le milieu intestinal, combien de microorganismes retrouve-t-on par g?
10^11 microorganismes/g
Au niveau du microbiote du sol, combien de microorganismes retrouve-t-on?
10^9 microorganismes/g
En nature, comment sont les cultures?
Il s’agit de culture mixtes
Quels sont les 3 méthodes d’enrichissement possible?
Chimique, physique et biologique
À quoi sert un enrichissement d’un milieu?
L’augmentation de la proportion du microorganisme d’intérêt
De quoi doit-on tenir compte lorsqu’on fait un enrichissement?
- La proportion de l’espèce d’intérêt
- Sa vitesse de croissance
- Caractéristiques spécifiques ou discriminantes de l’espèce
Quelles sont les méthodes d’enrichissement chimique possible?
- Nutriments ou source d’énergie
- Milieu dilué
- Substances inhibitrices
Comment se fait l’enrichissement à l’aide de nutriments ou source d’energie?
Il est possible d’utiliser des nutriments ou source d’énergie spécifique au microoganisme d’intérêt
- Cellulose ou CO2 comme source de carbone
- N2 comme source d’azote
Comment se fait l’enrichissement à l’aide d’un milieu dilué?
Pour l’exemple de caulobacter, elle pousse dans une eau douce. Ce qui fait que c’est un milieu oligotrophe très pauvre en nutriments. Les concentrations de peptones de 0,01% vont lui être suffisantes comparés aux autres espèces qui vont avoir besoin de 2%
Comment se fait l’enrichissement chimique par substances inhibitrices?
- Utilisation de colorant comme le violet de cristal ou le vert brillant qui vont faire baisser les populations de Gram+
- Alcool phényléthylique qui va faire baisser les gram -
- Les sels biliaires et désoxycholate de Na qui vont permettre aux bactéries entériques gram-,lactose +/- de croitre sur un milieu MacConkey
Quels sont les méthodes physiques qui peuvent être utilisées?
- Traitement à la chaleur (80°C) qui va permettre la production de chaleur
- Dessication pendant 10 jours pour avec que les streptomyces
- Jouer sur les températures d’incubation pour avoir les psychotrophes
- Jouer sur la taille cellulaire en utilisant un filtre de 0,22u pour avoir Treponema denticola
Quels sont les deux méthodes biologiques d’enrichissement qui peuvent être utilisées?
La Pathogénicité et la symbiose
