Physiologie Bactérienne Flashcards
Croissance Vs culture
croissance microbienne se rapporte à la multiplication des cellules
culture, elle se réfère au fait de les faire croître in vitro dans des conditions physico-chimiques déterminées afin de faciliter leur identification, l’étude de leur métabolisme, voire leur utilisation à des fins médicales ou industrielles.
De quoi ont besoin les bactéries pour croitre
1- Source d’énergie (phototrophes ou chimiotrophes)
2-Nutriment
- Source de carbone : autotrophe (CO2) ou hétérotrophes (composés organiques)
- Source d’électrons : Lithotrophes (inorganique), organotrophes (composés avec carbone)
Comment obtenir une gélose
ajout d’un agent gélifiant à un bouillon de culture, tel l’agar
Comment se fait le transfert d’une bactérie d’un milieu liquide à une gélose
au moyen d’un fil à boucle, et on applique la méthode des stries (épuisement progressif) afin d’obtenir diverses concentrations bactériennes sur les plaques
Qu’est ce qu’un CFU
Unité de décompte bactérien sur gélose, chaque colonie provient théoriquement d’une seule bactérie mais il arrive que certaines bactéries soient rattachées ensemble. On parle donc d’une «unité» de départ formant une colonie
Différence entre culture mixte et culture pure
Si le bouillon de culture contenait un mélange de bactéries, une culture mixte constituée de colonies d’apparences diverses apparaît. Il s’agit alors de sélectionner une colonie distincte et de la repiquer sur une seconde boîte de Pétri pour obtenir une culture pure, c’est-à- dire, constituée d’une seule et même espèce microbienne.
Milieux enrichis/sélectifs/différentiels (propriétés et exemples d’application)
Enrichie : 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.
Sélectif: inhiber la croissance de bactéries indésirables et stimuler celle des microbes recherchés
EX: gélose au mannitol et au sel (aussi appelée gélose Chapman) servant à isoler le Staphylocoque qui peut croître à 7.5% de NaCl, contrairement à la plupart des autres microbes qui sont inhibés par une telle concentration saline.
Différentiel: distinguer entre 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
Exemple de combinaison de propriété d’une gélose
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.
Trois types de bactéries en fonction de leur pH
Acidophiles (pH < 5.5), • Neutrophiles (pH 5 à 8) • Alcalophiles (pH > 8.5).
Nom des bactéries en fonction de l’oxygène qu’elles consomment
-Aérobies stricts: Les microorganismes qui ont obligatoirement besoin d’oxygène pour vivre
Anaérobies facultatifs: les microbes anaérobies facultatifs peuvent croître en présence ou absence d’oxygène, optimal en présence d’oxygène
Anaérobies stricts: les microbes incapables d’utiliser, ni même de tolérer, le O2
Aérotolérants: les aérotolérants sont de croissance anaérobie seulement, mais celle-ci n’est pas inhibée par la présence d’oxygène (au moins une enzyme de détoxication des radicaux)
Microaérophiles: Les microaérophiles ont un besoin essentiel d’oxygène et sont donc de
croissance aérobie seulement, mais à faible concentration
Pourquoi certaines bactéries ne tolèrent pas l’oxygène
Car elles n’ont pas d’enzymes nécessaire à l’élimination de radicaux libres oxygénés
Noms des bactéries selon la température
Psychrophiles: Ces bactéries peuvent vivre à des températures qui varient entre -10°C et
25°C, mais leur température optimale de croissance est d’environ 15°C
Mésophiles: Ces bactéries vivent à des températures entre 20°C - 50°C. Elles constituent le type le plus abondant de microbes. (Best = 37 degrés température du corps)
Thermophiles: Ces bactéries peuvent se développer à des températures élevées. Nombre
d’entre elles ont une température optimale de croissance comprise entre 50°C et 80°C
Hyperthermophiles : conditions avoisinant 100 degrés celsius
Qu’est ce qu’un facteur de croissance
un métabolite essentiel à la croissance d’un microorganisme, lequel est pourtant incapable d’en faire la biosynthèse. Il s’agit de petites molécules organiques indispensables à son métabolisme, mais qu’il doit s’approprier d’une source extérieure.
Expliquez les différentes phases de la courbe de croissance
-Phase de latence: période comprise entre l’ensemencement du bouillon et le moment où les
bactéries commencent à se multiplier. Cette phase 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.
- Phase d’accélération : commencent à se diviser
- Phase (de croissance) exponentielle: 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. Sécrètent activement des ‘exotoxines’
-Phase de ralentissement : les éléments nutritifs commencent à manquer et la production de
déchets dans le milieu commence à affecter les microbes eux-mêmes
-Phase stationnaire: 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. Celles qui peuvent font des spores pour se protéger
Phase de décroissance: lors de cette phase, le nombre de cellules viables décroît de façon exponentielle. La finalité est la mort
Connaître le devenir du glucose et de l’oxygène en mode de respiration aérobie.
O2 : accepte des ions h+ pour former de l’H2o
glucose est catabolisé en acide pyruvique (pyruvate), processus appelé glycolyse; Le pyruvate est ensuite dégradé en intermédiaires successifs dans le cycle de Krebs, jusqu’en CO2 ; Chaque réaction libère de l’énergie, stockée dans les molécules d’ATP (adénosine triphosphate);
Qu’est ce que l’oxydoréduction et son rôle dans le métabolisme respiratoire
oxydoréduction, soit la perte d’électrons (ex. l’isocitrate devient oxydé) et leur capture par des transporteurs qui deviennent réduits (ex. NADH, FADH) : ces électrons vont dans la chaine de transport d’électrons, passent dans une cascade de cytochrome pour arriver à l’accepteur final d’électron, l,oxygène
Différence entre phosphorylation oxydative et phosphorylation au niveau du substrat
Phosphorylation = jonction groupement phosphate à ADP avec accumulation d’énergie dans ce lien
Si la réaction a lieu lors du transfert d’énergie sur une chaîne de transporteurs d’électrons (impliquant par exemple des cytochromes dans une succession d’oxydo-réductions), on utilise le terme de phosphorylation oxydative.
Dans le cas où l’ATP serait formée lors du transfert direct d’un groupement PO4 d’un composé organique phosphorylé à un autre, on parle de phosphorylation au niveau du substrat.
différence entre aérobie et anaérobie
- Accepteur finale d’électron est un composé inorganique simple
- La quantité d’ATP formée est moindre (microbes aérobie croissent donc plus vite)
- Cycle de krebs et chaine d’électrons fonctionnent mais sont réduits
Différence entre fermentation et respiration cellulaire
- La glycolyse fonctionne de la même façon mais le métabolite s’arrête au pyruvate (x2), il ne produit pas de CO2
- 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,
- Le produit final dépend de la nature du microorganisme, du substrat et des enzymes dont il dispose et de leur activité.
- Le NADH est réoxydé en cédant ses électrons à un composé organique, qui devient un produit de fermentation. Ce peut être le pyruvate lui-même ou un dérivé organique intermédiaire qui subit une réduction par la réception d’électrons (et de H+) provenant du NADH obtenu lors de la glycolyse.
Types de fermentations
-Fermentation alcoolique :
Réalisée par des levures équivalentes à la levure de boulanger , cette
fermentation est à la base de la production du vin, de la bière et du pain.
- Fermentation homolactique : le pyruvate est oxydé en acide lactique, cette fermentation conduit principalement à la formation de fromages et de yogourts.
- Fermentation hétérolactique : 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 fruits. - Fermentation propionique : le produit terminal est l’acide propionique. 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. - Fermentation acides mixtes : 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…
- Fermentation acétonobutylique : cette fermentation produit de l’acétone et du butanol.
- Fermentation butyrique : Elle produit
l’acide butyrique. C’est aussi la fermentation type des boîtes de conserve avariées.
Qu’est ce qu’un bioréacteur
Ce sont 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.
Production par lots Vs production en continu d’un bioréacteur
Dans la production par lots, on recueille le produit après la fermentation. D’autres fermenteurs sont conçus pour la production à écoulement continu; les enzymes immobilisées ou les cellules en croissance dans un milieu sont perpétuellement alimentées en substrat, habituellement une source de carbone, et on retire en continu le milieu épuisé de même que le produit recherché.
Avantages de la fermentation sur le plan industriel
- composés chimiques reliés à l’armement
- Antibiotiques
- grandes quantités d’acide lactique et d’éthanol
- insuline et hormone de croissance
- anticorps monoclonaux à partir de cellules animales
- matière première biologique, ou de se servir de ces fermentations pour détoxifier des polluants ou éliminer des déchets
À quoi servent les cytochromes et les électrons
Permet au NADH ET FADH de se réoxyder
Électrons : un comme un courant électrique dont l’énergie est capté par l’ADP pour former un ATP
Comment sont formés les produits de la fermentation
Le NADH est réoxydé en donnant son électron à un composé organique qui devient un produit de la fermentation ( acide lactique, éthanol…)
Que se passe t’il avec le glucose en fermentation
Il est transformé en pyruvate durant le glycolyse, ensuite le pyruvate est dérivé en produits intermédiaires excrétés appelés produits de fermentation
Produits de la fermentation
> Alimentaires
-vin -bière -saké,whisky,rhume -fromage -beurre -yogourt -pain -sauce soya -choucroute,marinades, olives -fèves de cacao
> Pharmaceutiques
- Éthanol et acide lactique
- Produits chimiques ; glycérol, acétone
- Acide acétique
- Acides aminés
- Acide citrique
- Enzymes
- Vitamines
- gomme xanthane
- antibiotique : pénicilline : métabolite secondaire (produit durant la phase stationnaire)
- vaccins
- hormones : insuline
La respiration anaérobie des bactéries qui font appel au nitrate et au sulfate comme accepteurs finaux d’électrons est essentielle à quoi
aux cycles de l’azote et du soufre qui se déroulent dans la nature.
Où vont croitre les bactéries selon leur tolérance à l’oxygène
Les aérobies stricts croîtront en surface seulement, les anaérobies stricts croîtront au fond uniquement, les anaérobies facultatifs se répartiront uniformément dans le tube (croissance optimale en surface), les microaérophiles se tiendront légèrement sous la surface à proximité de l’air, aérotolérants croissance uniforme car l’O2 n’a aucun effet.
Quelles sont les 2 propriétés de l’agar qui rendent son utilisation avantageuse en culture bactérienne ?
- Il n’est pas dégradé par les bactéries
2. Il demeure solide jusqu’à une température de 45°C
Quelle est la particularité de la gélose MacConkey
Elle est un milieu sélectif et différentiel. Elle inhibe la croissance des bactéries Gram + tout en favorisant celle des Gram - (milieu sélectif) et elle permet de faire la différence entre les Gram - qui fermentent le lactose de celles qui ne le fermentent pas (milieu différentiel).
Quel pH préfèrent les bactéries
Les bactéries préfèrent généralement les milieu avec un pH entre 6.5 et 7.5
Quelles sont les enzymes détoxifiantes pour les radicaux libres de l’oxygène
superoxyde dismutase (contre O2-) et la catalase (contre H2O2).
