Vocabulaires et Nutrition des Bactéries - Chapitre 4 (PDF)

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Université François Rabelais de Tours

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bactériologie nutrition bactérienne milieux de culture microbiologie

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Ce chapitre présente les vocabulaires et la nutrition des bactéries, notamment les différents types de milieux de culture (empiriques, synthétiques, semi-synthétiques) et les facteurs qui influencent leur croissance.

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Vocabulaires et nutrition des bactéries : Matériaux de base = constante ce sont des substances utilisées dans la biosynthèse et la production d\'énergie. Ceux en grande quantité représentent 96% du poids sec d\'une bactérie en g/l. Synonyme : Aliments, macronutriments Correspondent aux apports d...

Vocabulaires et nutrition des bactéries : Matériaux de base = constante ce sont des substances utilisées dans la biosynthèse et la production d\'énergie. Ceux en grande quantité représentent 96% du poids sec d\'une bactérie en g/l. Synonyme : Aliments, macronutriments Correspondent aux apports des 4 atomes obligatoires : C, N, S, P Ceux en + faible quantité représentent 4% du poids sec - 2-3 g/l à qq mg/l Synonyme : micronutriments, cofacteurs Correspondent aux apports des minéraux/oligoéléments (Mg2+, Ca2+, K+, Fe2+ et Fe3+, Mn, Co, Mo, Ni, Cu,...) Facteurs de croissance : - dépend des bactéries - Ordre du mg/l - définition stricte I -- Facteur de croissance : Les facteurs de croissance sont des substances organiques nécessaire au développement d\'un micro-organisme. Il comprend : - Des bases puriques ou pyrimidiques - Vitamines - Acides aminés - acides gras et lipides : rare chez les bactéries rôles du facteur de croissance  : coenzyme, précurseur des coenzymes, groupement prosthétiques de diverses enzymes,\... Mycoplasma : bactérie particulière → à besoin de cholestérol Certaines bactéries ont besoin de facteur de croissante on les qualifie d\'exigeantes parce qu\'elles nécessitent un ou des éléments nutritifs spéciaux dans le milieu de culture et généralement en grande quantité. **/!\\** Ne pas confondre bactérie exigeante et bactéries Auxotrophes !! Le terme exigeant s'applique parfois à des bactéries difficiles à cultiver en laboratoire à cause de problème de Température, d'oxygénation,... Haemophilus : le nom veut dire « qui aime le sang » - Certaines espèces ont besoin du facteur X (hémine ou ferroprotoporphyrine) - D\'autres ont besoin du facteur V (NAD : nicotinamide, adénine, dinucléotide phosphate) - D\'autres ont besoin de ces 2 facteurs \* - ![](Pictures/10000201000000C8000000859072D397.png)X et V servent à l\'identification des espèces du genre Haemophilus Satellitisme : Quand une bactérie apporte un facteur indispensable à la croissance d\'une autre bactérie. Ce mécanisme d\'interaction métabolique est qualifié de syntrophie. *Besoin de facteur de croissance et application pratique* : Si certaines bactéries sont auxotrophes pour une vitamine, d'autres en multiplient beaucoup =\> utilisation en industrie Auxotrophe : je ne sais pas fabriquer par moi même un produit donc il faut me le fournir. II- Les 3 différentes formes de milieux On peut cultiver les bactérie en bouillon = milieu liquide qui permet à des bactéries de se multiplier , en milieu solide, ou en milieu semi solide. Agar : solidifiant → Non consommé par les bactéries 1. Le milieu empirique = complexe Un milieu empirique est un milieu chimiquement non défini : on sait globalement ce qu\'il y a mais on ne peut pas nommer chaque molécule. C\'est un milieu suffisamment riche pour permettre à beaucoup de bactéries de se multiplier ; Les peptones : Protéines et enzymes qui sont protéolytique type trypsine Sur qu\'on apporte : - Du carbone - Du phosphate - Du souffre - Des facteurs de croissance - Des traces de vitamines - Sel - Eau 2. Les milieux synthétiques et semi-synthétiques Un milieu synthétique est un milieu chimiquement défini. Il peut être enrichi par des facteurs de croissance. Un milieu semi synthétique est chimiquement partiellement défini. Ce milieu est suffisamment riche pour permettre à beaucoup de bactéries de se multiplier. Ex : TS : tryptocase Soja - Tryptone : hydrolysat pancréatique de Caséine : 15 g/l - ![](Pictures/1000020100000062000000200A5ECE25.png)Peptone de Soja : 5 g/l - Glucose : 2 g/l - NaCl : 5g - Tp phosphate pH 7 3. Les différents types de milieux Milieu non sélectif : n\'importe quel type de bactérie pouvant se développer dans ce milieu pousse (= milieu d\'isolement). On parle parfois de milieu ordinaire ou de base. Le milieu TS utilisé en TP est typiquement un milieu ordinaire Milieu enrichi : favorise la croissance des bactéries exigeantes : apport de vitamines, de fer d\'extraits de sang... Milieu d'enrichissement : favorise la croissance d'une espèce par rapport à une autre Milieu sélectif : - Favorise la croissance d\'un type bactérien - Les autres sont inhibés Ex : milieu de Chapman, la \[NaCl\] \>\> 5%, seules les bactéries Halophiles poussent Milieu différentiel : Différencie différents groupes de bactéries ex : Gélose au sang et hémolyse → On met du sang dans le milieu, il y a donc des globules rouges. Si la bactérie sécrète une molécule qui lyse les globules rouges, les globules rouges n\'existent plus : la zone s\'éclaircit +/-. Si la bactérie n\'arrive pas à faire éclater les globules rouges, elle ne fait pas d\'hémolyse, elle est dite gamma. L\'hémolyse partielle est aussi dite alpha, et l\'hémolyse totale se nomme aussi bêta. Milieu minimum : - Il a une source d\'énergie donc de carbone - Il y a un apport d\'azote, d\'oxygène de phosphate, de souffre, d\'eau, de NACL et un PH contrôlé. - IL n\'y a rien d\'autre c\'est à dire qu\'il y a le minimum Une bactérie auxotrophe ne cultive pas sur un milieu minimum. Elle a besoin de facteurs de croissance. III- Facteurs influençant la croissance 1. Numération bactérienne 1. 1. Facteurs environnementaux et de croissance *Aw* = Disponibilité en eau, sa valeur est comprise entre 0 et 1. Si il n\'y a pas d\'eau il n\'y a pas de développement. Dans l\'environnement le taux d\'humidité influe sur la croissance. *Nature + concentration des composants pour une même condition* : - Augmentation → certaines espèces se multiplient vite - Diminution → certaines espèce se multiplient mal : inhibition - D\'autres stoppent leur multiplication voire meurent *Radiations* : Deinococcus radiodurans : tetracoque GRAM+ → très résistantes La pression mécanique mais surtout hydrostatique : Bactéries barophiles des fonds des océans. 1. 2. Autres facteurs influençant la croissance Le PH : - Bactéries neutrophiles ( PH de 6-8) - Bactéries alcalinophiles ( PH \> 8 ) - Bactérie acidophiles (PH \< 6) Le PH intracellulaire est toujours environ égal à 7. La PO interne est en relation avec la pression atmosphérique et la \[NaCl\] : - halophiles vs halotolérants - barophiles (fonds marins) 1. 3. Oxygène, croissance et type respiratoire Atmosphère normale avec de l\'O2 : - AS : Aérobie strict - AAF : Aérobie-Anaérobie facultatif Atmosphère particulière sans O2 : - ANA : Anaérobie - AAF : Aérobie-Anaérobie facultatif 1. ![](Pictures/1000020100000153000000F9D1D77C99.png)Le tube est fin et haut d'où le nom de gélose profonde. Le milieu empirique est fait de Viande et de Foie (= VF) Si la bactérie se multiplie partout ou juste en bas elle est AAF. Si la bactérie se multiplie en haut elle est AS Si elle se multiplie entre les deux elle est Micro-aérophile A: AAF = Entérobactéries B : Aérobie Strict = Pseudomonas aeruginosa C : Micro-aérophile = Fusobacterium D : Anaérobie Strict = Clostridium 2. Mesure de la croissance On me sure d\'abord le développement en fonction du temps = cinétique puis on suit l\'évolution du nombre de bactéries par unité de volume. IL faut compter les bactéries La vitesse de la croissance dépend donc des conditions de culture (nature du milieu, T°, oxygénation,...) et si la culture est avec des bactéries de même espèce ou pas 2. 1. Mesure directe du nombre de bactéries Numération au microscope en lame de comptage : - *2 Inconvénients* : - Long et fastidieux - bactéries sont mobiles - bactéries en amas - Bactérie morte sans lyse = vivante - *2 Avantages* : peu cher et on voit la forme Numération au microscope optique fluorescent : - *3 Inconvénients* : - Cher, long et fastidieux - Si en division, les cellules sont orangées - Difficile si les cellules sont en amas - *1 Avantage* : on voit les cellules mortes et les vivantes 2. 2. Mesures indirectes Dénombrements en cours de culture ou après culture : Technique de viabilité ou des UFC Principe Utilisation de dilution et dénombrement en milieu solide de bactéries vivantes. Une bactérie, après développement, donne naissance à une colonie. Avantage : on compte des cellules vivantes Inconvénients : - Le temps d\'incubation - Cas où les bactéries forment des groupements On n\'exprime pas le résultat en nombre de colonies c\'est à dire en cellule mais en unité formant colonie par unité de volume. Dénombrement par la viabilité : Autre nom = technique des UFC Gélose TS avec dilution 10-5 , 10-6 et 10-7 Points clés : comparer des chiffres obtenus - Même niveau de dilution (ex. Pur, 10-3 ,...) - Même unité de volume (ex. par ml) 2. 3. Turbidimétrie = Mesure du trouble de la suspension Spectrophotomètre : Densité optique à 650 nm il y a de micro-organismes + la lumière est réfléchie + la Densité Optique augmente. Trouble augmenté → Densité optique augmentée → nombre de ¢ augmentée 3 Avantages : - Simple - Rapide - Pas cher 3 inconvénients : - Non applicable si milieux de culture très colorés - Pas de différence entre les cellules vivantes et les cellules mortes - Faire des dilution si la densité optique \> 0,8 2. 4. Autres méthode Détermination du poids sec, Mesure des constituants cellulaires , Mesure de l'activité cellulaire (consommation de substrat,...) Comptage manuel des colonies : - Hesse Fanny : A eu l\'idée de cultiver sur milieu solide, de remplacer la gélatine de porc par l'agar-agar. → Culture dans des assiettes - Petri Julius : A eu l\'idée de mettre un couvercle → boite de Petri Ensemenceur et compteur de colonie automatiques IV- Courbe de croissance des bactéries 1. Vocabulaire de la croissance N0 : inoculum de départ ie temps = à 0 h (0 min) = t0 : ex. 100 ¢ N : nombre de bactérie à un temps \> t0 Nx/ml = nombre de bactéries à un temps x (tx) par unité de volume ici 1 ml - (on pourra comparer des N1/ml avec des N2/ml des N0/ml etc... n : nombre de division ou nombre de génération tG : le temps de génération : - temps nécessaire au doublement de la population en minutes ou en heures - temps que met 1 bactérie mère pour donner 2 bactéries filles - tG = temps / nombre de division - tG = Dt/Dn - n = t/tG µ : taux de croissance : - nombre de division / temps (minutes le plus souvent) - µ = 1/tG = delta n/ delta t - n = µ.t 2. Croissance exponentiel Quand le nombre de bactéries/ml double, c'est que j'ai 1 génération c\'est à dire 1 division. Il faut transformer l\'exponentiel en log pour que ça soit plus simple à calculer. 3. Allure de la courbe de croissance cinétique logN/ml = f(deltat) N/ml = 2 puissance n X N0 /ml logN/ml = nlog2 + log N0 /ml Pensez à contrôler graphiquement la valeur de µ Si n = 1, la population s'accroît de log 2

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