Physiologie bactérienne Flashcards
1
Q
Décrire la notion de croissance microbienne
A
Se rapporte à la multiplication des cellules et non à leur taille
2
Q
Décrire la notion de culture microbienne
A
Se réfère au fait de faire croître des celluels in vitro dans des conditions physico-chimiques déterminées afin de faciliter leur identification, l’étude de leur métabolisme et leur utilisation à des fins médicales ou industrielles
3
Q
Quelle peut-être la source d’énergie vitale aux microbes? (2)
A
- La lumière
- Les composés chimiques
4
Q
Défnir les bactéries autotrophes
A
Se suffisent du CO2 comme source de carbone
5
Q
DÉfinir les bactéries hétérotrophes
A
Requièrent des composés organiques plus complexe
6
Q
Quelles sont les sources possibles d’électrons pour les microbes?
A
- Inorganiques
- Organiques
7
Q
Comparer le métabolisme bactérien à celui de l’humain
A
Le métabolisme bactérien est 10 à 100 fois plus rapide.
Certaines bactéries peuvent se diviser en 20 minutes dans les meilleuresconditions, leurs substrats nutritifs sont variés et certaines peuvent vivre en l’absence d’oxygène ou dans des conditions environnementales extrêmes
8
Q
Qu’est-ce qu’un milieu de culture?
A
C’est une préparation nutritive destinée à la croissance microbienne
9
Q
Qu’est-ce qu’un bouillon de culture?
A
C’est le milieu liquide du milieu de culture
10
Q
Quel est le rôle du bouillon de culture
A
Il favorise la croissance rapide et abondante de microbes en suspension
11
Q
Qu’est-ce que l’inoculum?
A
C’est l’échantillon microbien inoculé dans un milieu de culture
12
Q
Quelles sont les caractéristiques d’un milieu de culture idéal? (2)
A
- Contient des éléments nutritifs appropriés aux activités métaboliques des microbes (nutriments et facteurs de croissance)
- Est placé dans des conditions de croissance optimales (température, oxygène, pH)
13
Q
À quoi servent les milieux de culture synthétiques?
A
À étudier les exigences nutritionnelles de certains microbes et le rôle de certaines molécules
14
Q
Quand les milieux de culture complexes de contenu indéfini sont-ils utilisés?
A
La plupart du temps
Les microbiologistes les utilisent dans l’espoir de simplement favoriser la croissance de tout microbe potetiellement présent dans un échantillon.
15
Q
Qu’est-ce que contiennent les milieux de culture complexes? (3)
A
- Extraits de levures
- Extraits de viande macérée
- Extraits de plantes
* Riches en minéraux, en vitamines et en protéines *
16
Q
Qu’est-ce que l’agar?
A
C’est un agent gélifiant qui permet d’obtenir des milieux de culture solides appelés géloses et qui sont coulées dans des plaques circulaires nommées boîte de Pétri
17
Q
À l’aide de quel instrument le transfert d’une bactérie d’un milieu liquide à une gélose se fait-il?
A
Au moyen d’un fil en boucle
18
Q
En quoi consiste la méthode des stries?
A
C’est une méthode d’épuisement progressif
Elle permet d’obtenir diverses concentrations bactériennes sur les plaques.
19
Q
Qu’est-ce que forme la croissance sur gélose?
A
Elle forme des colonies composées de milliards de cellules, chaque colonie provenant théoriquement d’une seule bactéries initiale.
* En pratique, certaines bactéries sont parfois rattachées quelques unes ensemble, si bien qu’on parle d’une unité de départ formant une colonie. *
20
Q
L’apparence morphologique des colonies est-elle propre à une espèce?
A
Oui
Elle est donc similaire à chaque fois pour la même espèce sur une gélose spécifique et différente d’une espèce à l’autre
21
Q
Qu’est-ce qu’une culture mixte?
A
Une culture constituée de colonies d’apparences diverses
Elle est dû au fait qu’un bouillon de culture contient un mélange de bactéries
22
Q
Comment obtient-on une culture pure ?
A
Il faut sélectionner une colonie distincte de la culture mixte et la repiquer sur une seconde boîte de Pétri
23
Q
Nommer des substances pouvant être ajoutées aux milieux de base qui favorisent la sélection de microorganismes particuliers (2)
A
- Sang (gélose sang)
- Sang cuit libérant l’hémoglobine (gélose chocolat)
*L’hémoglobine sert de facteur de croissance*
24
Q
Quels sont les 4 milieux dans lesquels les milieux de culture complexes peuvent être subdivisés?
A
- Enrichis
- Sélectifs
- Différentiels
- De transport
25
Décrire les milieux de culture enrichis
Les milieux enrichis sont ainsi appelés parce qu’on a ajouté des produits (ex. sang, sérum, extraits de levure) pour favoriser les microbes qui croissent lentement et dont la culture est fastidieuse.
26
Quel est le rôle des milieux de culture sélectifs? (2)
- Inhiber la croissance de bactéries indésirables
- Stimuler la croissance des microbes recherchés
27
Qu'est ce qui peut être l'inhibiteur ajouté au milieu de culture sélectif (4)
- Antibiotique
- Sel
- Colorant
- Composé chimique
\* exemple : gélose au mannitol et au sel
(aussi appelée gélose Chapman) \*
28
Quel est le rôle des milieux de culture différentiels?
Distinguer entre elles les colonies qui croissent sur la même boîte de Pétri, souvent à partir de souches apparentées.
\* Par exemple, l’addition de sang (gélose sang) permet de distinguer entre les souches de streptocoques qui sécrètent ou pas de l’hémolysine, ce qui se traduit par l’apparition de zones d’inhibition plus ou moins claires autour des colonies, à cause de l’éclatement des érythrocytes dans la gélose sang. \*
29
Donner des exemples de gélose qui possèdent une combinaison des propriétés des milieux enrichi, sélectif et/ou différentiel (3)
- La **gélose Chapman** est sélective grâce au sel mais elle est aussi différentielle car elle permet de vérifier la fermentation du mannitol en produits acides (le rouge phénol tourne au jaune lors de la diminution du pH), discriminant ainsi entre diverses souches apparentées.
- La **gélose MacConkey** inhibe les Gram+ par l’addition de sels biliaires et de crystal violet (aspect sélectif) mais différencie aussi entre les coliformes Gram- selon leur capacité (ou pas) de fermenter le lactose.
- Même chose pour la **gélose éosine- bleu de méthylène 5** utilisée pour favoriser et identifier les membres de la famille des *Enterobacteriaceae*.
30
Qu'and utilise-t-on un milieu de culture de transport?
Si le spécimen ne peut être ensemencé immédiatement, comme lors de son transfert d’un centre de prélèvement à un milieu hospitalier
31
Quelles doivent être les caractéristiques des milieux de transport?
Le milieu doit être suffisamment pauvre pour limiter la croissance, mais capable de préserver contre la dessiccation, les modifications de pH ou la présence d’oxygène (bactéries anaérobies strictes).
32
Quelles sont les 3 conditions physiques de croissance bactérienne?
- Température
- Oxygène
- pH
33
Quels sont les 3 types de bactéries selon l'intervalle thermique dans lequel elles survivent?
- Psychrophiles
- Mésophiles
- Thermophiles
34
Dans quel intervalle de températures vivent les bactéries psychrophiles?
À des températures qui varient entre -10°C et 25°C, mais leur température optimale de croissance est d'environ **15°C.**
La majorité des membres de ce groupe sont tellement sensibles à la chaleur qu'ils ne croissent plus dans une pièce modérément chaude. On les trouve surtout dans les grands fonds marins ou dans certaines régions polaires. Ils sont la cause, la plupart du temps, de la détérioration des aliments gardés au réfrigérateur à 4°C.
35
Dans quel intervalle de températures vivent les bactéries mésophiles?
À des températures entre **20°C - 50°C**. Elles constituent le type le plus abondant de microbes. Les organismes pathogènes ou constitutifs de la flore normale humaine croissent préférentiellement à la température du corps, soit **37°C.**
36
Dans quel intervalle de températures vivent les bactéries thermophiles?
À des températures élevées. Nombre d'entre elles ont une température optimale de croissance comprise entre **50°C et 80°C**, soit à peu près la température de l'eau qui coule d'un robinet d'eau chaude. Il existe des hyper-thermophiles capables de vivre dans des conditions avoisinant les **100°C.**
37
Quels sont les principaux gaz affectant la croissance bactérienne?(2)
- L'oxygène
- Le CO2
38
Quels sont les 3 mécanismes utilisés par la bactérie pour se procurer de l'énergie?
- aérobie
- anaérobie
- fermentation
39
Quels sont les radicaux formés par le métabolisme aérobie des bactéries? (2)
- Ion superoxyde (O2-)
- Peroxyde d'hydrogène (H2O2)
40
Quelles sont les enzymes de détoxification qui permettent aux bactéries d'éliminer les radicaux? (2)
- Superoxyde dismutase (contre O2-)
- Catalase (contre H2O2)
41
Quelles bactéries sont dépourvues des enzymes détériorant les radicaux?
Les bactéries anaérobies strictes.
42
Quels sont les 5 classes de bactéries selon leur besoin ou tolérance à l'oxygène.
- Aérobies stricts
- Anaérobies facultatifs
- Anaéronies stricts
- Aérotolérants
- Microaérophiles
43
Quels sont les besoins en oxygène des bactéries aérobies stricts?
Ont obligatoirement besoin d'oxygène pour vivre
La molécule d'oxygène leur sert de capteur d’électrons et de protons H+ qui sont libérés lors du processus respiratoire par lequel la bactérie métabolise les sucres pour s’en approprier l’énergie.
En l’absence d'oxygène, les aérobies stricts ne peuvent pas se développer.
44
Quels sont les besoins en oxygènes des microbes anaérobies facultatifs?
Ils peuvent croître en **présence ou absence d’oxygène** (utilisant des modes de respiration aérobie, de respiration anaérobie ou de fermentation selon le cas).
Leur croissance est toutefois **optimale en présence d’oxygène** et ils possèdent des enzymes de détoxification des radicaux oxygène.
45
Quels sont les besoins en oxygène des microbes anaérobies stricts?
- Sont **incapables d'utiliser, ni même de tolére**r, le O2
Ils utilisent généralement un **métabolisme fermentaire**. De fait, ces bactéries ne disposent pas des enzymes nécessaires à l’élimination des radicaux oxygénés toxiques produits en mode respiratoire, si bien que la présence d’oxygène leur est fatale et ils cessent de croître.
On les retrouve entre autres dans le sol et dans l’intestin. En laboratoire, ils doivent être cultivés en incubateur exempt d’oxygène, dit ‘chambre anaérobie’ et être transportés dans des jarres anaérobies contenant un composé éliminant l’oxygène
46
Quels sont les besoins en oxygène des microbes aérotolérants?
Ils sont de croissance anaérobie seulement, mais celle-ci n’est pas inhibée par la présence d’oxygène, car ils possèdent au moins une enzyme de détoxification des radicaux oxygène.
47
Quels sont les besoins en oxygène des micorbes microaérophiles?
Ils ont un **besoin essentiel d'oxygène** et sont donc de croissance aérobie seulement, mais à faible concentration, si bien qu’ils ne se développent qu’en milieu où la concentration d'O2 est inférieure à celle de l'air.
48
Donner la répartition des types de microbes dans un tube contenant un bouillon de culture
- Les aérobies stricts croîtront en surface seulement
- Les anaérobies stricts croîtront au fond uniquement
- Les anaérobies facultatifs se répartiront uniformément dans le tube
- Les microaérophiles se tiendront légèrement sous la surface à proximité de l’air,
49
Quel est le pH optimal de la majorité des bactéries?
Dans un intervalle de pH étroit et voisin de la neutralitém soit entre 6,5 et 7,5
50
Quels sont les 3 types de bactéries en fonction de leur pH optimal de croissance
- Acidophiles (pH \< 5,5)
- Neutrophiles (pH 5 à 8)
- Alcalophiles (pH \> 8,5)
51
Qu'est-ce qu'un facteur de croissance?
C'est un métabolite essentiel à la croissance d'un microorganisme, lequel est pourtant incapable d'en faire la biosynthèse : il doit donc s'en approprier d'une source extérieure.
Lorsque la croissance d’une bactérie ne peut être obtenue dans un milieu de culture simple, celui-ci doit être additionné d’un extrait complexe contenant ces facteurs de croissance.
52
Qu'est-ce que contiennent les bouillons de cultures ajouté à un milieu de culture afin d'agir comme facteur de croissance? (3)
- Acides aminés
- Bases puriques et pyrimidiques
- Vitamines
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Quelles sont les deux méthodes pour mesurer la croissance bactérienne ?
- Le dénombrement sur gélose (la plus courante)
- La courbe de croissance
54
Comment fonctionne la méthode de dénombrement de colonies sur gélose?
Un dénombrement de 10 colonies sur une gélose sera interprété comme résultant de la croissance de 10 CFU au lieu de dire ‘10 bactéries’.
Puisque le nombre initial de bactéries dans un échantillon donné est souvent élevé, on procédera à une dilution en série en tubes avant de les déposer sur Pétri, de façon à obtenir un compte d’environ 50 colonies par Pétri.
Un calcul simple permettra d’exprimer le compte en CFU/mL d’échantillon initial, ou d’estimer le nombre de microbes par gramme de tissu dans une biopsie.
55
Comment obtient-on une courbe de croissance pour mesurer la croissance bactérienne?
En ensemençant un bouillon de culture et en prélevant des échantillons à différents temps.
56
Quelles sont les 6 pahses des courbes de croissance et de décroissance de la cultiure bactérienne?
- **Phase de latence**
- Phase d'accélération
**- Phase (de croissance) exponentielle**
- Phase de ralentissement
- **Phase stationnaire**
**- Phase de décroissance**
57
Qu'est-ce que la phase de latence de la courbe de croissance bactérienne?
C'est la période comprise entre l'ensemencement du bouillon et le moment où les bactéries commencent à se multiplier.
Elle correspond au délai nécessaire pour la synthèse d’enzymes qui doivent être élaborées avant que les bactéries puissent métaboliser les nutriments contenus dans le milieu de culture.
58
Qu'est-ce que la phase d'accélération de la courbe de croissance bactérienne?
C'est la phase où les bactéries commencent à se diviser à vitesse constante
59
Qu'est-ce que la phase exponentielle de la courbe de croissance bactérienne?
C'est la période pendant laquelle la population bactérienne croît à une vitesse optimale : la production d'énergie, de protéines ou de produits de fermentation est maximale, alors que le temps de division cellulaire est minimal
Des bactéries pathogènes sécrètent activement des ‘exotoxines’, c’est-à-dire des déchets métaboliques pour elles mais qui s’avèrent dans certains cas toxiques pour nous.
La phase exponentielle est relativement courte dans un milieu fermé.
60
Qu'est-ce que la phase de ralentissement de la courbe de croissance bactérienne?
Phase où les éléments nutritifs commencent à manquer et la production de déchets dans le milieu commence à affecter les microbes eux-mêmes, si bien que la vitesse de reproduction n’est plus maximale, bien qu’encore très efficace
61
Qu'est-ce que la phase stationnaire de la courbe de croissance bactérienne?
C'est la phase où la densité maximale de la culture est atteinte. Il y a équilibre entre le nombre de bactéries formées et le nombre de bactéries qui meurent. Le milieu devient de plus en plus toxique pour les cellules viables, en sorte que celles qui ont la capacité de sporuler le font pour se protéger
62
Qu'est-ce que la phase de décroissance de la courbe de croissance bactérienne?
Lors de cette phase, le nombre de cellules viables décroît de façon exponentielle. Des endotoxines constitutives des parois cellulaires des bactéries à Gram négatif sont libérées lorsque celles-ci se brisent. La finalité de cette phase est la mort cellulaire dans toute la fiole de culture, ceci en milieu fermé.
63
Définir le catabolisme
Cela représente les réactions de dégradation qui assurent la production d'énergie et rendent accessibles les matériaux de base, à partir desquels la cellule élabore ses propres composés structuraux et fonctionnels
64
Qu'est-ce que l'anabolisme?
C'est une biosynthèse qui requiert de l'énergie
65
Vrai ou faux?
Les marqueurs radioactifs sont fréquemment utilisés dans les études du métabolisme
Vrai
66
Quels sont les deux métabolismes énergétiques chez les aérobies?
- Respiration aérobie
- Glycolyse, cycle de krebs, transport d'électrons, production d'ATP
67
D'où provient l'énergie dans la respiration aérobie?
Du bris des liens chimiques (C-C, C-H) des substances organiques
68
Résumer les étapes de la glycolyse
Production:
4 ATP
2pyruvates
2 NADH
69
Résumer les étapes du cycle de Krebs
Chez les bactéries aérobies, le pyruvate est dégradé jusqu’en CO2dans le Cycle de Krebs.
**Utilisation :**
Acétyl CoA
**Production :**
ATP
CO2
FADH2
NADH
70
Résumer les étapes de la chaîne de transport des électrons et de la phosphorylation
**CHAINE DE TRANSPORT**
Puisque la respiration est en fait une longue série de réactions d’oxydoréduction (redox), on peut considérer l’ensemble du processus comme étant un déplacement d’électrons
Utilisation :
Glucose
Formation :
Molécules moins riches en énergie (H2O, CO2)
Électrons créant le « gradient énergétique »
**PHOSPHORYLATION**
l’ATP est produite par l’adjonction d’un groupement phosphate PO4 à une molécule d’ADP
71
Quels sont les 2 métabolismes énergétiques chez les anaérobies?
- Respiration anaérobie
- Fermentation
72
Expliquer le fonctionnement de la respiration anaérobie
En condition anaérobie, l’absence d’oxygène (O2) externe fait en sorte que cet élément ne peut capter les protons hydrogène et les électrons libérés lors du catabolisme du sucre.
Il existe un mode de respiration anaérobie chez certains microbes, qui utilisent des composés inorganiques simples comme accepteurs finaux de H+ et d’électrons pour procéder au métabolisme respiratoire
73
Quelle est la quantité d'ATP produite par la respiration anaérobie ?
La quantité d’ATP produite par la respiration anaérobie varie d’un organisme et d’une voie métabolique à l’autre. Une partie du cycle de Krebs fonctionne en anaérobiose, et seulement quelques transporteurs de la chaîne de transport des électrons participent à ce type de respiration. Ainsi, la production d’ATP n’y est jamais aussi élevée qu’au cours de la respiration aérobie.
74
Expliquer le fonctionnement de la fermentation
Certains microbes peuvent utiliser un mode respiratoire ou un mode fermentaire, tandis que d’autres ne font que de la fermentation. La fermentation se produit en l’absence d’oxygène (l’oxygène ne l’empêche pas nécessairement, mais il ne lui est pas nécessaire).
Ensuite, en mode fermentaire, le pyruvate est dérivé en produits intermédiaires excrétés, appelés produits de fermentation, lesquels sont spécifiques à chaque type de cellule.
En effet, contrairement à la respiration cellulaire, le cycle de Krebs et la chaîne de transport des électrons faisant usage de cytochromes ne sont pas utilisées lors de la fermentation. L’accepteur final d’électrons est une molécule organique synthétisée dans la cellule,
75
Quels sont les 7 types de fermentation ?
- Fermentation alcoolique
- Fermentation homolactique
- Fermentation hétérolactique
- Fermentation propionique
- Fermentation acides mixtes
- Fermentation acétonobutylique
- Fermentation butyrique
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Décrire le mécanisme de la fermentation alcoolique
Le produit terminal du catabolisme du pyruvate est l’alcool éthylique.
Réalisée par des levures équivalentes à la levure de boulanger (Saccharomyces), cette fermentation est à la base de la production du vin, de la bière et du pain.
77
Décrire le mécanisme de la fermentation homolactique
Le pyruvate est oxydé en acide lactique.
Réalisée par *Streptococcus, Lactobacillus et Bacillus*, cette fermentation conduit principalement à la formation de fromages et de yogourts.
78
Décrire le mécanisme de fermentation hétérolactique
Réalisée par des *Lactobacillus*, cette fermentation conduit à la fabrication de produits parallèles à l'acide lactique, en sorte qu’elle est mise à profit entre autres dans la fabrication du kéfir (boisson à base de lait fermenté) mais elle conduit aussi à des altérations du vin, de la bière et des jus de fru
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Décrire le mécanisme de la fermentation propionique
Le produit terminal est l’acide propionique.
Réalisée par les *Propionibacterium*, cette fermentation est à la base de la fabrication de certains fromages à pâte cuite (comté, gruyères, emmenthal) auxquels le propionate donne son goût typique.
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Décrire le mécanisme de la fermentation acides mixtes
Réalisée par des entérobactéries (*Escherichia, Enterobacter, Aerobacter, Salmonella, Serratia)*, cette fermentation conduit à la formation de multiples acides dont l’acide lactique, l’acide succinique, l’acide acétique, l’acide formique, mais aussi du glycérol, du butanediol, de l’éthanol et de l’acétoïne...
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Décrire le mécanisme de la fermentation acétonobutylique
Réalisée par *Clostridium, Proteus, Aeromonas, Serratia, Bacillus subtilis, Bacillus cereus*, cette fermentation produit de l’acétone et du butanol
82
Décrire le mécanisme de la fermentation butyrique
Elle est le fait de *Clostridium butyricum et C. perfringens*. Elle produit l’acide butyrique. C'est aussi la fermentation type des boîtes de conserve avariées.
83
Quel est le rôle des microorganismes dans la production alimentaire?
- Alcools
- Fromages et produits laitiers
- Pain
- Autres produits alimentaires
84
Quels sont les produits pharmaceutiques de la microbiologie actuelle?
85
Qu'est-ce qu'un bioréacteur industriel?
On appelle bioréacteurs les cuves utilisées pour la fermentation industrielle. Les principaux facteurs dont on tient compte dans la conception de ces cuves sont **l’aération, le pH et la régulation de la température**.
