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Chapitre I : Microbiologie cours 1er année ISP
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Introduction
Les micro-organismes aussi appelés microbes et protistes, forment un ensemble
d’organismes vivants microscopiques, invisibles à l’œil nu. C’est leur seul point commun, car ils
diffèrent et varient par leur morphologie, leur physiologie, leur mode de reproduction et leur
écologie.
Les protistes se composent : des bactéries, des protozoaires, des champignons
(Mycètes) microscopique, et des algues. Les virus sont considérés comme des microorganismes
acellulaires qui dépendent entièrement des cellules hôtes infectées.
La microbiologie c'est la science qui étudie les organismes microscopiques, cette science
est divisée en plusieurs branches, en fonction du type de « microbe » étudié (figure 01).
Fig 01: les différentes branches de la microbiologie
1. Historique :
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) observe et décrit en 1676 des microorganismes
grâce à un microscope qu’il a lui-même construit. Il emploie le terme « animalcules » pour
qualifier les diverses formes présentes dans des échantillons d’eau, des décoctions de foin ou
dans la salive.
En 1857, Louis Pasteur (1822-1895) démontre que la fermentation du sucre en acide
lactique est due à un microorganisme. Il participe à la remise en cause de la théorie de la
génération spontanée (apparition d’organismes vivants à partir de matière non vivante).
En 1876, Robert Koch (1843-1910) démontre que le charbon est dû à Bacillus anthracis. Il
cultive des bactéries sur de la gélatine, puis découvre l’agent de la tuberculose (le bacille de
Koch : Mycobacteriumtuberculosis). Les postulats de Koch sont publiés pour la première fois
en 1884.
En 1884, Hans Christian Gram (1853-1928) développe une technique de coloration qui est
encore aujourd’hui la plus utilisée dans l'étude et la classification des bactéries.
La première édition du manuel de Bergey est publiée en 1923.
En 1928, Griffith découvre la conjugaison bactérienne.

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En 1929, Fleming découvre la pénicilline.
En 1952, Zinder et Lederberg découvrent la transduction généralisée.
En 1961, Jacob et Monod proposent le modèle de l’opéron pour la régulation des gènes.
2. Place des micro-organismes dans le monde vivant :
Depuis leur découverte par Anthony van Leeuwenhoeck, la place des bactéries dans le
monde vivant a beaucoup évoluée. Le botaniste suédois Carl van Linné (1735), élabora une
première classification des organismes vivants en deux règnes Plantae et Animalia. En 1857,
Karl van Nägeli proposa de classer les bactéries et les champignons dans le règne des Plantes.
2.1. Classification de Haeckel
En 1866, E. Haeckel divise le monde vivant en trois règnes, le règne animal, le règne
végétal et le règne des protistes qui rassemble les algues, les protozoaires, les champignons et les
bactéries.
2.2. Distinction entre cellules eucaryotes et procaryotes selon Edward Chatton :
En 1937 et grâce à l’invention du microscope électronique, Edward Chatton mis en
opposition deux types de cellules, la cellule eucaryote la cellule procaryote.
2.3. Classification selon Murray
En 1968, R.G.E. Murray, dans la continuité du travail d’E. Chatton, divise le monde
vivant en deux règnes, celui des "Eucaryotae" et celui des "Procaryotae" (ou "Monera").
2.4. Classification à cinq règnes
En 1969, Robert H. Whittaker décrit une classification à cinq règnes. Quatre règnes
eucaryotes (Animal, Végétal, Champignons et Protistes). Les procaryotes se regroupent dans le
règne des monères.
3. Caractéristiques générales de cellules procaryotes / cellules eucaryotes :
On distingue encore une fois les protistes procaryotes et les protistes eucaryotes;
Les protistes procaryotes, dont l'organisation cellulaire est simple, c'est à dire sans noyau,
l'ADN portant l'information génétique est directement au contact du cytoplasme. Les bactéries
appartiennent à ce groupe.
Les protistes eucaryotes, dont l'organisation cellulaire complexe comprend un noyau
Contenant l'information génétique, portée par l'ADN des chromosomes.
Caractéristiques Eucaryotes :
• Le cytoplasme des eucaryotes n'est pas aussi granulaire que celui des procaryotes, puisque la
majeure partie de ses ribosomes sont rattachés au réticulum endoplasmique.
• La membrane plasmique ressemble, dans sa fonction, à celle des procaryotes, avec quelques
différences mineures dans sa configuration. C'est une membrane à perméabilité sélective, siège
des échanges entre le milieu interne et le milieu externe de la cellule.
Dans cette structure on trouve une double couche phospholipidique, au-dessus de laquelle se
trouvent des protéines périphériques et dans laquelle sont enchâssées des protéines dites «
intégrées ».
• La paroi cellulosique, quand elle existe (végétaux), est composée de polysaccharides,
principalement la cellulose.

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• L'ADN des eucaryotes est organisé en une ou plusieurs molécules linéaires. Ces molécules se
condensent en s'enroulant autour d'histones lors de la division cellulaire.
Tous les chromosomes (ADN) sont stockés dans le noyau, séparés du cytoplasme par une
membrane. Les eucaryotes ne possèdent pas de plasmides : seuls quelques organites peuvent les
contenir (mitochondrie et chloroplastes).
• Le noyau des eucaryotes est une structure sphérique ou ovoïde renfermant les chromosomes
observés dans presque toutes les cellules dont il est un des éléments essentiels. Alors que chez les
procaryotes les chromosomes, bien que regroupés, ne sont pas séparés du cytoplasme, chez les
eucaryotes, la présence d’une membrane nucléaire les isole du reste de la cellule.
• Nucléole petit corps sphérique du noyau cellulaire des cellules eucaryotes contenant les acides
nucléiques (ARN) et des protéines et qui est le lieu de la synthèse de l'ARN ribosomale.
Le nucléole entoure une région du noyau où se situent un ou plusieurs chromosomes dans
lesquels se trouvent des copies répétées de l'ADN codant l'ARN ribosomal.
• Chromatine, substance basophile présente dans le noyau cellulaire au repos sous la forme d'un
feutrage très fin de fibres tortueuses enchevêtrées qui se condense en chromosomes lors de la
division cellulaire.
• Certaines cellules eucaryotes peuvent devenir mobiles, en utilisant un cil ou un flagelle
(spermatozoïde par exemple). Leur flagelle est plus évolué que celui des procaryotes.
Les eucaryotes contiennent plusieurs organites. Ce sont des compartiments cellulaires baignant
dans l’hyaloplasme. Ils sont délimités par une membrane plasmique (simple ou double) et
possèdent des fonctions spécifiques.
• Le réticulum endoplasmique (RE) est une extension de la membrane du noyau. Il est divisé en
RE lisse (REL) et RE rugueux (RER), en fonction de son apparence au microscope. Il est formé
de feuillets ou de tubules. Il contient des récepteurs permettant de lier les ribosomes impliqués
dans la traduction de l'ARN messager pour la sécrétion des protéines et notamment de la majorité
des protéines transmembranaires. Il est aussi le site de la synthèse lipidique. Du RE, les protéines
sont transportées vers l'appareil de Golgi grâce à des vésicules.
• L'appareil de Golgi, il a pour équivalent « le dictyosome » chez les plantes et le « corps
parabasal » chez les flagellés) l'appareil de Golgi est un empilement de vésicules membranaires
où s'opère la glycosylation (ajout de chaînes glucidiques complexes) et l'encapsulation des
protéines sécrétées.
• Les mitochondries jouent un rôle important dans le métabolisme de la cellule. Elles contiennent
leur propre petite partie d'ADN (l'ADN mitochondrial). C'est là que se déroulent la respiration
cellulaire et la fabrication de l'énergie, l'ATP (Adénosine Tri
Phosphate). Cette énergie est indispensable aux réactions métaboliques.
• Le cytosquelette permet à la cellule de conserver sa forme et à se mouvoir. Il est également
important lors de la division cellulaire, et dans le système de transport intracellulaire.
• Les chloroplastes sont présents dans les plantes et les algues (organismes photosynthétiques). Ils
convertissent l'énergie lumineuse du Soleil en énergie chimique utilisée pour fabriquer des sucres
à partir de dioxyde de carbone (phase sombre de la photosynthèse). Ils contiennent également de
l'ADN. Ils sont dérivés de cyanobactéries qui sont devenues symbiotiques.

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• Lysosomes ou Peroxysomes, organites intracellulaires qui, renfermant des enzymes
hydrolytiques, sont responsables de la lyse cellulaire c'est à dire la dissolution d'éléments
organiques (tissus, cellules, micro-organismes) sous l'action d'agents physiques, chimiques ou
enzymatiques.
• De nombreuses cellules animales comportent à un de leurs pôles une paire de centrioles
(diplosome). Ce sont des corpuscules cylindriques formés de tubules groupés par trois.
Généralement situés près du noyau, ils constituent avec le cytoplasme environnant le centrosome
et jouent un rôle essentiel lors de la division cellulaire. Ainsi ils forment les pôles qui permettront
la division cellulaire ; en général absent chez les plantes.
• Vacuoles, enclaves inertes, parfois limitée par une membrane, présente à l'état physiologique ou
pathologique dans le cytoplasme d'une cellule ou d'un organisme unicellulaire (bactérie,
hématozoaire) et pouvant contenir des substances diverses.
Les Procaryotes :
Par opposition, les procaryotes sont les cellules sans noyau. Ces cellules sont de petites
tailles et sans organites intracellulaires. Leur matériel est constitué d'un unique chromosome
circulaire et de divers morceaux d'ADN également circulaires mais beaucoup plus petit, les
plasmides. En effet, alors que le chromosome se duplique de façon synchronisée avec la division
cellulaire, les plasmides se répliquent de façon indépendante et sont répartis au hasard entre les
deux cellules filles lors d'une division. De plus, certains plasmides ont la capacité de s'intégrer
provisoirement au chromosome. Enfin, ces cellules ne contiennent pas de cytosquelette. Elles
sont en général rigidifiées par un revêtement externe et sont indéformables sauf chez les plus
petites espèces (les mycoplasmes). La structure des gènes diffère également de ceux des
eucaryotes, chez les procaryotes, ils sont continus et plusieurs d'entre eux sont regroupés au sein
d'un même ensemble fonctionnel, l'opéron.
Caractéristiques Procaryotes
• Le cytoplasme des procaryotes (le contenu de la cellule) est diffus et granulaire, du fait des
ribosomes (complexe macromoléculaire responsable de la synthèse des protéines).
• La membrane plasmique constituée par une bicouche lipidique dépourvue de cholestérol.
Cette membrane isole l'intérieur de la cellule de son environnement, et sert de filtre et de porte de
communication.
• Il y a souvent une paroi cellulaire résistante. Elle est formée chez les eubactéries de
peptidoglycane un complexe de lipides, de polysaccharides et de polypeptides, et joue le rôle de
barrière supplémentaire contre les forces extérieures. Elle empêche également la cellule d'éclater
sous la pression osmotique dans un environnement hypotonique.
• Le chromosome des procaryotes se compose d'une molécule circulaire super enroulée occupe le
centre de la bactérie. Cet emplacement porte le nom de nucléoïde. Il n’est pas séparé du
cytoplasme par une enveloppe.
Les procaryotes peuvent posséder un ADN extra-chromosomal, organisé en molécules circulaires
appelées plasmides. Ils peuvent avoir des fonctions supplémentaires, telles que la résistance aux
antibiotiques.

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• Certains procaryotes ont un flagelle leur permettant de se déplacer activement, plutôt que de
dériver passivement.
Chapitre 02: la cellule bactérienne
1. Définition de bactérie
Les bactéries typiques sont des organismes unicellulaires procaryotes. Elles n’ont pas de noyau et
leur génome est le plus petit des cellules vivantes.
Les bactéries se divisent en eubactéries et en archaebactéries.
1.1.Archaebactéries: sont adaptées à la vie dans des conditions de vie extrêmes (forte salinité,
haute température, faible pH, sans oxygène).
1.2.Eubactéries: sont des "vraie" bactérie, Les eubactéries représentent le domaine réunissant
tous les Procaryotes à l'exception des Archées.
2. Techniques d'études et d'observation de cellule bactérienne :
La mise au point du premier microscope par Antony Van leeuwenhoeck au cours du
XVIIème siècle marque le point de départ de la microbiologie. L’appareil utilisé, constamment
amélioré depuis, permet avec des grossissements pouvant aller jusqu’à 2500 (1000 étant
l’utilisation courante) d’observer des structures dont la taille est de l’ordre de
1ìm, Divers procédés peuvent être utilisés :
3.1. L’observation à l’état frais entre lame et lamelle de bactéries en milieu liquide et sa
variante, la coloration à l’encre de Chine (pour la mise en évidence de la capsule). Les capsules
correspondent au halo clair entourant les corps bactériens en noir.
3.2. L'observation de frottis séchés, fixés et colorés: (coloration de Gram et de Ziehl Nielsen).
Les frottis sont examinés à l’immersion en plaçant une goutte d’huile spéciale entre la lentille de
l’objectif et la préparation, afin d’obtenir une image plus nette. Tout cela concerne la
microscopie photonique où on utilise le rayonnement lumineux.
Pour observer des structures de l’ordre de 5 nm à 10 nm, on utilise la microscopie électronique.
Certaines structures peuvent retenir ou laisser passer les électrons. Cette approche nécessite ou
non la fixation de l’échantillon.
3. Morphologie cellulaire :
Lorsqu’on observe des bactéries au microscope optique à partir de prélèvements
pathologiques ou d’un milieu de culture, on reconnaît rapidement la forme des cellules, leurs
dimensions, enfin les arrangements ou les groupements qu’elles constituent entre elles. Toutes ces
informations définissent la morphologie bactérienne et constituent un des critères de reconnaissance
et d’identification.
3.1. Formes des cellules bactériennes : les bactéries sont des organismes unicellulaires de
formes variées.
3.1.1. Bactéries de forme sphérique, arrondies ou cocci, isolées, en chaînette, en amas (nombre
variable de cellules) : Staphylocoques, Streptocoques …
3.1.2. Bactéries de forme cylindrique ou en bâtonnet: On en distingue deux principales: