Reproduction et Croissance

Reproduction

Croissance


Applications Pratiques

Reproduction et Croissance

Reproduction

- Spécificité

- La fission binaire et la croissance bactérienne

Mesure de la croissance bactérienne

Pour mesurer cette croissance, on peut calculer

On peut utiliser des méthodes qui permettent de connaître le nombre total de cellules sans distinguer celles qui sont vivantes de celles qui sont mortes.

Mesure de la masse cellulaire

Technique

On dilue l'échantillon.On peut étaler, colorer, ou utiliser une "cellule à numération" qui est une lame de verre qui contient un puits de volume déterminé. Des automates existent et sont utilisés en microbiologie industrielle.

On établit directement le nombre de cellules viables. trois méthodes sont utilisées :

Facteurs physiques conditionnant la croissance

eau - température - pH - oxygène - pression osmotique -radiations - disponibilité des nutriments

  • minimale : à laquelle ils peuvent se développer
  • optimale : c'est la meilleure à laquelle ils peuvent se développer
  • maximale : au-delà de laquelle ils ne peuvent développer

Selon leur température optimale, les microorganismes sont dits

  • psychrophiles : entre 0 et 5°
  • mésophiles : entre 25 et 45 °
  • thermophiles : entre 50 et 55 °

*Certaines bactéries peuvent former des endospores qui ont la propriété de résister à des températures supérieures ou égales à 100 °.

Les bactéries réagissent différemment en présence de l'oxygène moléculaire. On distingue selon ces critères différents groupes bactériens.

  • Les microorganisme aérobies stricts : ne peuvent se développer qu'en présence d'oxygène
  • Les microorganismes anaérobies stricts : ne peuvent se développer qu'en absence d'oxygène
  • Les microorganismes anaérobies facultatifs s'accomodent de la présence ou de l'absence de ce gaz
  • Les microorganismes microaérophiles qui ne se développent qu'à des pressions (02) partielles inférieures à celle de l'atmosphère.

A partir de ces éléments, les bactéries peuvent appartenir à des types respiratoires différents. Au laboratoire, on utilise un milieu de culture dans un tube très étroit qui contient une substance qui capte l'oxygène du milieu et le rend inutilisable pour les bactéries. Une petite quantité d'oxygène provient de l'air et diffuse à la surface du milieu (partie supérieure du tube).

  • Les bactéries peuvent supporter des variations importantes de pression osmotique à l'extérieur de la cellule. Quand elles sont cultivées en milieu hypotonique certianes bactéries peuvent se développer.
  • La concentration en NaCl est variable. Certaines bactéries peuvent se développer dans des milieux très salés comme la Mer Morte, on les dit halophiles

Elles proviennent du soleil sous forme de photons dont la longueur d'onde est comprise entre 200 et 800 nm. Ces radiations déterminent un spectre électro-magnétique dont une partie constitue la lumière visible perçue sous forme de couleur allant du pourpre au rouge. Certaines bactéries ont la propriété d'absorber, grâce à leur pigment, certaines radiations dont le rouge ou le bleu et peuvent transformer l'énergie lumineuse en énergie chimique.

Les rayons ultra-violets permettent de détecter les mutant génétiques et d'éliminer certaines espèces bactériennes, surtout en médecine pour stériliser certaines surfaces dans les bolcs opératoires par exemple.

Types nutritionnels

Les besoins nutritifs des microorganismes sont les mêmes que ceux des autres êtres vivants.

Deux classifications existent pour présenter le mode nutritionnel des microorganismes

  • selon la nature de la source de carbone utilisé
  • Les autotrophes ont besoin pour se développer de gaz carbonique, d'eau,de quelques éléments minéraux et d'un peu d'azote.Ces microorganismes dépendent de la photosynthèse. Ils peuvent élaborer toutes les molécules indispensables à leur développement.
  • Les hétérotrophes ont besoin de molécules organiques déjà préformées pour se développer. Ils ont des besoins nutritifs très stricts.

Nutrition et Métabolisme Energétique

Notions fondamentales

L'énergie est emmagasinée dans les liaisons d'une molécule d'ATP (Adénosine triphospate).L'ATP est produit au niveau de la mitochondrie chez les eucaryotes dans la chaîne respiratoire. Cet ATP est produit parce que :

  • des ions H+ sont arrachés à des molécules provenant de la dégradation des nutriments
  • Les molécules qui arrachent les ions H+ sont des déshydrogénases, co-enzymes qui se débarassent ensuite de ces ions H+ en même temps que les électrons qui les accompagnent et passent donc de l'état réduit à l'état oxydé pour pouvoir continuer de fonctionner
  • les électrons libérés au cours des différentes étapes sont transférés sur des protéines qui comportent un métal dans la membrane
  • les ions H+ passent à travers le canal d'une protéines ATP.synthétase et il y a production d'ATP à partir d'ADP (adénosine diphosphate) et de Pi (phosphate inorganique)
  • dans la mitochondrie, l'accepteur final de toute la chaîne, de l'électron qui se promène d'une protéine à l'autre, est l'oxygène qui est réduit et qi se combine à 2 ions H+ pour former de l'eau

Chez les bactéries, les enzymes de la chaîne respiratoire se trouvent au niveau de la membrane cytoplasmique. Mais les bactéries "aiment" un peu , beaucoup ou pas du tout l'oxygène. Les types respiratoires ont été déterminés :

Respiration aérobie : oxygène présent :

La respiration anaérobie : oxygène est absent

Mais il y a des bactéries qui n'ont pas de chaîne respiratoire. Comment peuvent-elles se procurer de l'énergie ? Ces bactéries ne respirent pas mais elles fermentent. Qu'est-ce qu'une fermentation ?

Une Fermentation est un ensemble de réactions d'oxydo-réduction en absence d'oxygène qui permet la réoxydation des co-enzymes réduits. la dégradation des molécules nutritives n'est pas aussi poussée que pour la respiration. Il y a moins d'ATP formé dans le cytoplasme. Mais par contre il y a apparition de nouveaux produits qui s'accumulent. Selon les bactéries, ces produits vont être différents et vont caractériser des espèces dites "fermentaires".

Ces bactéries jouent un grand rôle en microbiologie industrielle (production de yaourts, fromage, vins, cidres, bières...)

Schéma de synthèse

PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
  • Malgré leur taille et une structure relativement simple, les bactéries ont des activités intenses. lorsque les conditions environnementales s'y prêtent, elles se développent et croissent très rapidement pour former en quelques heures des populations considérables.
  • Différents facteurs physiques, chimiques, biologiques influencent ce développement.
  • La compréhension de la physiologie bactérienne conditionne la maîtrise des différentes techniques de culture et de mesure des populations microbiennes
  • Cette connaissance permet d'établir des liens entre les différents éléments et permet d'exercer un contrôle sur le développement des populations bactériennes.