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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
CORRECTION TD BACTERIOLOGIE
SÉANCE 1 :
1. À quel règne appartiennent les bactéries ? Que cela signifie-t-il ?
Aux protistes inférieurs, aux procaryotes.
Ce sont des organismes unicellulaires.
Il s’agit d’une seule cellule sans noyau ni organites cytoplasmiques.
2. Quel est l’ordre de grandeur d’une bactérie ?
Entre 1 et 10 µm.
3. Titrez et légendez la figure suivante.
Titre : Ultrastructure bactérienne
1 : Pili sexuels
2 : mésosome (invagination de la MP, rôle encore incertain, semble être impliqué dans la
pathogénicité bactérienne).
3 : Flagelle
4 : membrane plasmique
5 : ribosomes
6 : inclusion de réserves (ou vacuole)
7 : hyaloplasme
8 : plasmide
9 : capsule
10 : pili communs
11 : paroi
12 : chromosome bactérien ou nucléoïde
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4. Complétez le tableau suivant :
Structures
bactériennes
constantes :
Description :
Rôle :
Nucléoïde
bactérien
Matériel génétique sous forme d'un Support de
« chromosome » unique, circulaire. bactérienne.
Ce « chromosome » est constitué d'un
filament hélicoïdal d’ADN bicaténaire.
Cette double hélice est pelotonnée,
surenroulée.
Hyaloplasme
bactérien
Contient
essentiellement
les Synthèse protéique.
ribosomes. Ils sont en étroit contact Réserves.
avec le matériel nucléaire.
Ce
hyaloplasme
est
également
particulièrement
riche
en
ARN
messager, ARN de transfert, en
enzymes et en électrolytes.
Enfin, on y trouve des inclusions: des
inclusions de composés organiques
(glycogène
par
exemple),
de
substances minérales (phosphates, par
exemple), ou de métaux (soufre ou fer,
par exemple), des carboxysomes
(réserves de CO2, présentes chez
certaines bactéries), ou des vacuoles
gazeuses (agrégats de vésicules
gazeuses permettant la flottaison de
certaines
bactéries
aquatiques).
L'ensemble
de
ces
constituants
cytoplasmiques est placé dans une
substance fondamentale qui contient
80 % d'eau.
Membrane
plasmique
Structure
en
bicouche
phospholipidique comme toutes les
membranes cellulaires.
Etant dépourvues de mitochondrie,
cette
membrane
contient
de
nombreuses enzymes assurant les
synthèses, et fournissant l'énergie
nécessaire à leur métabolisme.
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l’information
génétique
- Perméabilité
sélective
et
transport membranaire.
- Fonction respiratoire par transport
d'électrons, et phosphorylation
oxydative dans les espèces
bactériennes
aérobies
(rôle
équivalent
à
celui
des
mitochondries des eucaryotes),
- Excrétion
d'enzymes
hydrolytiques, qui dégradent les
polymères
en
composés
suffisamment petits pour pouvoir
traverser
la
membrane
cytoplasmique, et être importés
dans la bactérie pour ses besoins
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métaboliques ou structuraux,
- Support
d'enzymes
et
de
transporteurs
de
molécules
impliqués dans la biosynthèse
de l'ADN, des polymères de la
paroi,
et
des
lipides
membranaires.
Paroi
bactérienne
Elle constitue la structure constante la
plus externe de la bactérie, et est
séparée de la membrane plasmique
par un espace périplasmique.
2 types de paroi : épaisse et dense
(Gram +) et, fine et lâche (Gram -).
- La paroi confère à la bactérie sa
morphologie ; elle constitue le
squelette externe de la bactérie.
- Elle protège la bactérie ; une
bactérie qui n'en a plus meurt.
elle contient notamment la
pression osmotique exercée par
la membrane plasmique.
- Elle est également un passage
obligé pour les échanges avec le
milieu extérieur.
- Elle joue un rôle déterminant dans
la spécificité antigénique des
bactéries.
Structures
Description :
bactériennes
facultatives :
(ne sont pas
nécessaires à
sa
survie,
mais peuvent
permettre son
adaptation à
des
milieux
hostiles.)
Rôle :
Plasmide
confère à la bactérie qui les possède de
caractéristiques spécifiques.
Petits éléments génétiques circulaires
constituant le matériel génétique
extra-chromosomique. Ils sont faits
d'ADN
et
portent,
comme
le
chromosome
bactérien,
des
informations génétiques.
On retrouve plusieurs types de plasmides
qui diffèrent par leur caractéristique :
- Les plasmides de résistance,
également appelés facteurs R,
Certains plasmides sont capables de
qui portent des gènes codant
s’intégrer au chromosome bactérien.
pour
des
résistances
aux
Dans ce cas, on parle d’épisome.
antibiotiques et aux métaux
lourds.
- Les plasmides métaboliques qui
portent des gènes permettant
l'utilisation
de
certains
nutriments.
- Les plasmides de virulence qui
portent des gènes codant des
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facteurs de virulence, ayant un
rôle dans le pouvoir pathogène
des bactéries.
- Les plasmides de conjugaison,
également appelés facteurs F,
qui portent des gènes codant
pour les constituants des pili
sexuels.
Capsule
Flagelles
cils
Structure externe non constante qui Elle protège la bactérie de la phagocytose
entoure la bactérie. Sa constitution est et, est antigénique (les antigènes
le plus souvent polysaccharidique, capsulaires sont dénommés antigène K).
parfois protéique.
et Structures rigides, ondulées qui Ils permettent la mobilité des bactéries,
naissent
de
la
membrane et seules les espèces qui en sont
cytoplasmique. Ils sont constitués pourvues sont mobiles.
entièrement de protéines appelées
flagellines.
Plusieurs dispositions sont possibles:
- un seul flagelle : la bactérie est
dite monotriche,
- Plusieurs flagelles situé au
même pôle de la cellule : la
bactérie est dite lophotriche,
- Un seul flagelle à chaque pôle :
la
bactérie
est
dite
amphitriche,
- Plusieurs flagelles entourant la
bactéries : la bactérie est dite
péritriche.
Pili
Appendices de surface plus courts et 2 types qui diffèrent par leur fonction :
plus fins que les flagelles, que l’on
- Les pili communs : Ils sont courts
retrouve chez les bactéries à Gram
et disposés régulièrement à la
négatif (exceptionnellement chez les
surface des bactéries. Ils sont
bactéries à Gram positif). Il s’agit de
essentiellement constitués de
structures protéiques filamenteuses.
deux protéines : la piline et
l’adhésine. Ils jouent un rôle
dans le pouvoir pathogène de
la bactérie en permettant une
bonne adhésion des bactéries
aux muqueuses.
- Les pili sexuels, plus longs, relient
deux bactéries et sont voies
d'échanges
de
matériel
génétique entre les bactéries par
conjugaison.
Les
bactéries
capables de produire des pili
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sexuels grâce à la présence du
facteur F sont dénommées
bactéries « mâles » ou « F+ », à
l'opposé des autres qui sont dites
« femelles » ou « F- ».
Spore
La spore est en fait une cellule
bactérienne
« au
repos »,
qui
contient, le génome sous forme
condensée,
et
une
partie
du
hyaloplasme déshydraté entouré d'un
enveloppe très résistante.
Si on place les bactéries dans des
conditions
défavorables
de
survie
(appauvrissement du milieu nutritif, par
exemple), pour certaines d'entre elles,
notamment les bactéries à Gram positif, il
y a formation de spores. On parle de
sporulation.
Les spores constituent donc une forme de
résistance des bactéries. En effet, elles
sont résistantes au vieillissement, à la
chaleur et au froid (y compris la
congélation), aux ultraviolets et aux
rayons X, à la dessiccation, et aux agents
chimiques.
Glycocalix/
slime
Désigne les composants liés à la
membrane externe chez les bactéries à
Gram négatif, et ceux liés aux couches
de peptidogycanes chez les bactéries à
Gram positif. Ce terme désigne donc à
la fois les polysaccharides de surface
et les glycoprotéines. Lorsque la
bactérie en produit abondamment, cela
crée une substance gluante à sa
surface. Dans ce cas, on parle de
« slime ».
Cette structure joue un rôle essentiel dans
l’adhésion
des
bactéries
à
des
substances étrangères. Par exemple, la
production de slime est fréquente chez les
bactéries aquatiques conduisant à la
formation de masses gluantes auxquelles
adhèrent des matières en suspension.
Certaines slimes bactériennes sont
produites industriellement, et servent
d'agent gélifiant dans les industries
alimentaires.
5. Définissez les transferts horizontaux et verticaux du matériel génétique.
Les bactéries sont capables de se transférer entre elles du matériel chromosomique. On parle de
transfert horizontal du matériel génétique, car il peut s’effectuer entre bactérie de même
génération. Ceci, en opposition au transfert vertical du matériel génétique qui s’effectue quand la
bactérie se reproduit, donc, d’une génération à la suivante.
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6. Titrez et expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Titre : la transduction, transfert horizontal de matériel génétique.
Ce transfert d’ADN se déroule par l’intermédiaire de virus bactériens, les bactériophages.
Lorsqu’ils se multiplient dans une bactérie qu’ils ont infectée, ces virus emportent avec eux des
fragments de chromosomes qu’ils transmettront à d’autres bactéries en les colonisant.
7. Titrez et expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Titre : la transformation, transfert horizontal de matériel génétique.
Ce transfert est dû à une intégration directe d’un gène, provenant de la lyse d’une bactérie, au
sein d'un autre génome bactérien qui ne possède pas ce gène.
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8. Titrez et expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Titre : la conjugaison, transfert horizontal de matériel génétique.
Les bactéries possédant un facteur F sont capables de transmettre du matériel génétique grâce à
leurs pili sexuels.
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9. Titrez et expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Titre : le peptidoglycane (ou muréine), constituant essentiel des parois bactériennes
Le peptidoglycane est un polymère complexe formé de 3 éléments différents :
1. de lignes centrales faites d’un polyoside alternant des molécules de N-acétyl-glucosamine
(NAG) et d'acide-N-acétyl-muramique (ANAM),
2. de chaînes latérales tétrapeptidiques (4 acides aminés) attachées au ANAM,
3. de ponts interpeptidiques reliant les chaînes tétrapeptidiques.
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10. Titrez et légendez la figure suivante :
Titre : Les 2 types de paroi bactérienne.
Paroi de type A : Gram positif, épaisse et dense.
Paroi de type B : Gram négatif, fine et lâche.
1 : Couche de peptidoglycanes
2 : espace périplasmique
3 : membrane plasmique
4 : acide lipotéichoique
5 : acide téichoique
6 : antigène O
7 : porine
8 : lipoprotéine de Braun
9 : LPS (lipolysaccharides)
10 : membrane externe.
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11. Expliquez ce qu’illustrent cette microphotographie. Détaillez les étapes de cette coloration.
ð observation microscopique de bactéries colorées selon la méthode de Gram.
ð En rose, les bactéries Gram -, à paroi fine et lâche et, en violet, les bactéries Gram +, à paroi
épaisse et dense.
La coloration de Gram doit son nom au un bactériologiste danois qui a mis au point un protocole de
coloration des bactéries. De par leurs compositions différentes, cette coloration permet de séparer
les bactéries à paroi épaisse des bactéries à paroi fine. Pour cela, on réalise le protocole suivant
:
- Après fixation des bactéries sur une lame microscopique, on traite la préparation par un
premier colorant : le "violet de gentiane", puis par une solution de lugol qui se fixe au
hyaloplasme. A ce stade, toutes les bactéries apparaissent violet.
- Ensuite, On lave la préparation avec de l'alcool qui décolore les bactéries à paroi fine qui
deviennent donc invisibles.
- Enfin, On colore la préparation avec un deuxième colorant, la fuschine (ou la safranine) qui
recolore les bactéries décolorées en rouge.
Après cette coloration, les bactéries à paroi épaisse sont colorées en violet : elles sont dites "à
Gram positif". Les bactéries à paroi fine sont colorées en rose-rouge : ce sont les bactéries "à
Gram négatif".
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12. Retrouvez les dénominations des bactéries suivantes par rapport à la disposition de leur(s)
flagelle(s).
A.
=> Bactérie lophotriche (plusieurs flagelles au même pôle)
B.
=> Bactérie monotriche (un seul flagelle)
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C.
=> Bactérie péritriche (plusieurs flagelles entourant la bactérie)
D.
=> Bactérie amphitriche (un seul flagelle à chaque pôle)
13. Titrez et légendez la figure suivante :
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Titre : La sporulation (en conditions défavorables) et la germination.
1 : Formation d’un septum asymétrique afin d’isoler le nouvel ADN venant d’être répliqué.
2 : Formation de la membrane plasmique de la spore
3 : maturation
4 : formation de l’enveloppe sporale (cortex + tuniques)
5 : spore
6 : libération de la spore par lyse bactérienne
7 : nucléoïde bactérien (répliqué et condensé)
8 : membrane plasmique
9 : paroi bactérienne
10 : hyaloplasme bactérien
11 : formation de l’enveloppe sporale
12 : germination (si les conditions sont de nouveau favorables).
14. Définissez les 2 grands aspects de la physiologie bactérienne.
La physiologie bactérienne est la science des fonctions et des constantes du fonctionnement
normal des bactéries. Elle regroupe deux points fondamentaux : la nutrition permettant le
métabolisme des bactéries, et la croissance bactérienne. La nutrition bactérienne permet à la
bactérie de couvrir ses besoins en énergie et en nutriments afin d’assurer l’ensemble des
transformations chimiques permettant l’élaboration de ses constituants et son fonctionnement. La
croissance bactérienne correspond à un accroissement ordonné de tous les constituants de la
bactérie. Elle se manifeste par une augmentation numérique des cellules bactériennes, et non pas,
par une augmentation de la taille comme chez les organismes supérieurs.
15. Définissez l’activité de l’eau.
L’activité de l’eau, noté Aw (« Activity of water ») quantifie la disponibilité de l'eau, c’est-à-dire
l’eau libre, dans un milieu nutritif.
Dans un nutriment, une partie de l'eau est liée aux composants, n’est donc pas disponible pour les
bactéries qui ont besoin d'eau libre pour se développer. L’activité de l’eau, Aw, est définie par le
rapport entre la pression de vapeur d’eau dégagée par le milieu et celle dégagée par l’eau pure à la
même température. Ce rapport, inférieur ou égal à 1, peut être assimilé à l'humidité relative du
milieu.
Les bactéries exigent un certain seuil d'humidité du milieu nutritif. La majorité des bactéries se
développent à des Aw supérieures à 0,95.
16. Complétez le tableau suivant.
Besoin :
Energie
Carbone
Facteurs de
croissance
Source :
Lumineuse
Substrat minéral
Substrat organique
Chimique
Minéral
Organique
Minérale
Organique
Non nécessaires
Nécessaires
Type nutritionnel ou trophique :
Phototrophe
Photolithotrophe
Photo-organotrophe
Chimiotrophe
Chimiolithotrophe
Chimio-organotrophe
Autotrophes
Hétérotrophes
Prototrophes
Auxotrophes
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17. Réalisez un schéma fonctionnel illustrant les différentes voies métaboliques possibles du
catabolisme du glucose selon le type respiratoire d’une bactérie.
18. Complétez le tableau suivant.
Description :
Type respiratoire de la bactérie :
Utilisation des radicaux libres à des fins Aérotolérante
énergétiques car présente une catalase et/ou
une peroxydase.
Ne se développe qu’en présence d’O2.
Aérobie stricte.
Son métabolisme énergétique est basé sur la
phosphorylation oxydative.
Ne se développe qu’en absence d’O2.
Anaérobie stricte.
Son métabolisme énergétique est basé sur les
voies anaérobies.
Se développe en présence ou en absence Aéro-anaérobie.
d’O2.
Son métabolisme énergétique est basé sur les
voies aérobies et anaérobies.
Quant à faible concentration, utilisation des Microaérophile.
radicaux libres à des fins énergétiques car
présente une catalase.
Quant à forte concentration, radicaux libres
toxiques pour elle.
Sinon, est capable d’utiliser les voies aérobies.
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19. Titrez et légendez la figure suivante.
Titre : la division bactérienne ou division binaire ou division par scissiparité.
1 : paroi bactérienne de la bactérie « mère »
2 : membrane plasmique
3 : nucléoïde de la bactérie « mère »
4 : Elongation de la cellule et duplication du nucléoïde bactérien (réplication de l’ADN°.
5 : Septation : formation du septum
6 : séparation des 2 bactéries « filles ».
20. Expliquez ce que présente cette photographie :
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Il s’agit d’une cellule hématimètre (cellule de comptage au microscope). La plus utilisée étant la
cellule de Thoma qui permet de compter au microscope le nombre de bactéries contenues dans un
petit volume.
La cellule de thomas comprend 16 petits carrés comprenant un volume total de 0,1 microlitre. On
compte le nombre de bactéries contenues dans ce volume (n), et on trouve, par calcul, le nombre de
bactéries par microlitre qui est égal à n/0,1.21. Expliquez ce que présente cette figure :
On peut également estimer la croissance bactérienne par dilutions décimales successives de la
culture liquide. Pour cela, on effectue des dilutions de 1/10e dans les tubes successifs ; chaque
dilution donnant lieu à des cultures sur milieu solide. Lorsque le nombre de colonies est assez faible
pour permettre le comptage, on les dénombre, et on rapporte ce nombre facteur de dilution pour
calculer le nombre de bactéries dans l’échantillon initial.
22. Expliquez le dénombrement bactérien via un spectrophotomètre.
On peut dénombrer une population bactérienne avec la mesure de la densité optique ou
absorbance de la culture liquide. En effet, les bactéries diffusant la lumière, on peut mesurer la
variation d’intensité lumineuse à travers une solution, via un spectrophotomètre. Pour cela, on
utilise une courbe d’étalonnage telle que :
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23. Décrivez ce que présente le graphique suivant :
Il s’agit de la Cinétique de la croissance bactérienne d’une culture asynchrone en milieu non
renouvelé.
La phase de latence (1) : la croissance est nulle, il y a accoutumance ou adaptation des bactéries à
leur environnement, et la population bactérienne reste constante.
La phase d’accélération (2) : Il y a augmentation de la vitesse de croissance. Les bactéries s’étant
adaptées à leur milieu de culture, elles entrent en division, et le nombre de bactéries augmente.
La phase de croissance exponentielle (3) : Le taux de croissance est maximal. Toutes les bactéries
sont en division, et leur nombre augmente de manière exponentielle.
La phase de ralentissement (4) : La vitesse de croissance diminue, il y a épuisement des nutriments
du milieu, et accumulation des déchets métaboliques. Certaines bactéries meurent.
La phase stationnaire (5) : il y a un arrêt de la reproduction due à un facteur limitant dans
l’environnement. Le taux de croissance est nul, et le taux de division égale le taux de mort cellulaire.
La phase de déclin ou de létalité (6) : les ressources sont épuisées, et le nombre de bactéries
diminue par mort cellulaire.
24. Que se passerait-il pour le graphique précédent si la culture était effectuée en milieu renouvelé ?
Dans cette situation, le milieu étant renouvelé régulièrement par ajout de nutriments et élimination
des déchets métaboliques, la croissance bactérienne serait exponentielle et continue. C’est-àdire qu’on n’observerait pas les phases de ralentissement, stationnaire et de déclin.
25. Que se passerait-il pour le graphique précédent si la culture était synchrone ?
Une culture synchrone de bactéries comporte des cellules se divisant toutes en même temps.
La cinétique de la croissance bactérienne dans ces conditions montre le même profil que celle d’une
culture asynchrone, mais la croissance exponentielle s’effectue par palier. Chaque palier
correspond à une vague de division.
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26. Décrivez ce que présente le graphique suivant :
Il s’agit de la cinétique de croissance bactérienne diauxique.
Le milieu contient un mélange de deux substances nutritives différentes. En général, la bactérie
utilise une des deux substances de manière préférentielle, celle qu’elles peuvent utiliser le plus
rapidement. Une fois ce premier nutriment épuisé, elle puise dans le deuxième. La cinétique de cette
croissance est présentée schématiquement :
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SÉANCE 2 :
27. Complétez le tableau suivant :
Description :
Qualificatif attribué à la bactérie :
Se développe dans un milieu pauvre en eau, par Xérophile.
exemple, en milieu salé.
Se développe à forte concentration saline.
Halophile.
Tolère une forte concentration saline.
Halotolérante.
Se développe entre 20 et 40°C.
Mésophile.
Se développe aux alentours de 0°C.
Psychrophile.
Se développe à des températures < à 0°C.
Cryophile.
Se développe entre 45 et 65°C.
Thermophile.
Se développe à des températures > à 80°C.
Hyperthermophile.
Se développe à un pH neutre.
Neutrophile.
Se développe à un pH acide.
Acidophile.
Se développe à un pH basique.
Basophile ou alcalophile.
Se développe à forte pression osmotique, par Osmophile.
exemple, en milieu sucré.
Se développe à une pression supérieure à la Barophile.
pression atmosphérique.
28. Décrivez les différents types de milieu de culture bactérienne.
Le milieu de culture doit apporter à la bactérie un mélange équilibré de tous les nutriments
nécessaires, à des concentrations qui permettent une croissance optimale, c’est-à-dire à des
concentrations ni trop faibles, pour éviter l’épuisement, ni trop fortes, pou éviter la toxicité. Les
milieux de culture sont très variés.
Ils différent par leur consistance :
- milieu liquide (ou bouillon).
- milieu solide (par exemple, l’agar-gar).
Ils différents également par leur composition :
- milieu minimum : Il contient uniquement les composés indispensables sous la forme la plus
simple et la plus facilement assimilable par la bactérie.
- milieu enrichi (ou complet) : Il contient de nombreux composés, pas forcément indispensables.
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- milieu synthétique : Il contient des constituants dont on connaît parfaitement la nature et la
quantité.
Enfin, ils diffèrent par leur utilisation :
- Milieu sélectif (ou électif)
- milieu d’identification.
- milieu de conservation.
- milieu de transport.
29. Complétez le tableau suivant :
Description :
Nom de la relation entre l’hôte et la bactérie :
Effets bénéfiques pour les 2.
Symbiose ou mutualisme.
La bactérie y trouve un bénéfice sans avoir Commensalisme.
d’effet sur son hôte.
La bactérie y trouve un bénéfice aux dépens de Parasitisme.
son hôte.
30. Complétez le tableau suivant :
Description :
Type de bactérie :
Entraîne une maladie infectieuse uniquement Opportuniste.
chez un hôte immunodéprimé.
N’entraîne pas de maladie infectieuse chez Non pathogène.
l’hôte.
Entraîne une maladie infectieuse chez l’hôte.
Pathogène.
31. Définissez la pathogénicité (ou pouvoir pathogène) d’une bactérie.
La pathogénicité d’une bactérie repose sur 2 capacités fondamentales: son pouvoir invasif, c’està-dire sa capacité de colonisation et de multiplication, et son pouvoir toxinogène, c’est-à-dire sa
capacité de produire des toxines, substances toxiques pour l’hôte. Certaines bactéries pathogènes
présentent une troisième capacité supplémentaire, la capacité mutagène.
32. Décrivez les 2 types de toxines bactériennes.
Une toxine est une substance biochimique de nature protéique, polypeptidique ou
lipopolysaccharidique qui exerce, dans l’organisme, des effets toxiques importants. Elle peut induire
des désordres pathologiques réversibles ou irréversibles au niveau de l’organisme, ou même la mort.
On distingue 2 types de toxines selon leur localisation :
- Les endotoxines : ce sont des toxines présentes dans la bactérie, qui restent liées à la
structure bactérienne. Elles ne sont libérées quand cas de destruction de la bactérie. Par
exemple, chez les bactéries à Gram négatif, la LPS est une endotoxine De même, chez les
bactéries à Gram positif, les acides teichoïques, et des fragments du peptidoglycane
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peuvent être des endotoxines. Elles sont responsable d’un choc endotoxinique, qui se
manifeste de manière très variée, dépendant de la bactérie : fièvre, diarrhée, activation du
complément (un des moyens de défenses de l’organisme) ou du système de coagulation
sanguine.
- Les exotoxines : ce sont des toxines libérée à l’extérieur de la bactérie sans qu’il y ait eu
destruction bactérienne. On en distingue 3 principaux types selon le mécanisme toxique :
les toxines à cible intracellulaire, cytolytiques et superantigéniques. Les premières, à cible
intracellulaire, peuvent par exemple inhiber la synthèse protéique de leur cellule cible (cas
de la toxine diphtérique). Les secondes, les cytolytiques, engendrent la lyse de leur cellule
cible. Par exemple en formant des pores dans leur membrane plasmique provoquant une
entrée d’eau, un gonflement, et finalement l’éclatement de la cellule cible. Enfin, les
troisièmes, les superantigéniques, vont sur-activer le système de défense de l’hôte.
Le pouvoir toxinogène d’une bactérie pathogène peut être mesurée grâce à trois paramètres :
- La dose minimale mortelle, la DMM : elle correspond à la plus faible dose de toxine qui,
inoculé à un groupe d’animaux analogue, entraine la mort de 100% de ce groupe après un
temps définie.
- La dose létale 50%, la DL50 : elle correspond à la plus petite quantité de toxine qui, introduite
chez les animaux entraine la mort de 50 % des animaux inoculés de ce groupe après un
temps défini.
- La dose minimale infectante, la DMI : elle correspond à la plus faible dose de toxine qui
entraîne l’apparition d’une maladie.
33. Définissez ce qu’est un agent bactériostatique.
Il s’agit d’un composé chimique qui empêche le développement bactérien.
34. Définissez ce qu’est un agent bactéricide.
Il s’agit d’un composé chimique qui tue les bactéries.
35. Qu’est-ce que l’identification bactérienne ? Dans quel cas pouvez-vous l’utilisez ?
En microbiologie clinique ou alimentaire, l’identification d’une souche bactérienne responsable
d’une maladie infectieuse, d’une intoxication ou d’une contamination est souvent nécessaire.
Cette identification repose sur des critères morphologiques, biochimiques, génétiques et
antigéniques.
36. Expliquez ce qu’illustrent les photographies suivantes :
Colonies A :
Colonie B :
Colonies C :
=> A : Type R, rugueuse
B : type S, lisse
C : Type M, muqueux
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
Ces trois photographies présentent les trois aspects possibles des colonies bactériennes en cas
de culture en milieu solide.
Il s’agit d’un critère macroscopique morphologique utilisé en cas d’identification bactérienne.
37. Expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Il s’agit d’un test d’identification bactérien pour définir le type respiratoire de la bactérie.
Pour cela, on ensemence les bactéries dans un tube droit contenant un milieu liquide. Après
croissance, on observe l’apparition d’un trouble qui se développe à un niveau caractéristique du
type respiratoire.
Dans la situation de la figure,
Les bactéries en 1 sont anaérobies strictes.
Les bactéries en 2 sont microaérophiles.
Les bactéries en 3 sont aérobies strictes.
Les bactéries en 4 sont aéroanaérobies.
38. Titrez, légendez et expliquez la figure suivante :
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
Titre : Photographie d’un antibiogramme
1 : Absence de bactérie autour de l’antibiotique
2 : pastille d’antibiotique (7 pastilles différentes, 7 antibiotiques sont donc testés dans ce test).
3 : Tapis bactérien
ð Ce test est également utilisé en cas d’identification bactérienne, entre autres.
ð Il permet d’évaluer les résistances et sensibilités d’une souche bactérienne à différents
antibiotiques.
Ce test consiste à placer la culture de bactéries en présence du ou des antibiotiques, et à observer
les conséquences sur le développement et la survie de celle-ci. Il existe trois types d'interprétation
selon le diamètre du cercle qui entoure la pastille d'antibiotique : bactérie sensible, intermédiaire
ou résistante.
Dans notre cas,
La bactérie testée est sensible aux antibiotiques 1 et 7.
Elle est résistante aux antibiotiques 5 et 6.
Et, intermédiaire pour les antibiotiques 2, 3 et 4.
39. Expliquez ce qu’illustrent les photographies suivantes :
Morphologie A :
Morphologie B :
=> A : spirille
B : diplocoque
Morphologie C :
C : coques en chaîne
Morphologie D :
Morphologie E :
Morphologie F :
Morphologie G :
=> C : Bacille
E : coccobacille
F : coques
G : coques en amas
Ces photographies présentent les différentes morphologies bactériennes « à l’état frais ».
Il s’agit d’un critère microscopique morphologique utilisé en cas d’identification bactérienne.
Les morphologies des bactéries sont variées. On distingue :
des formes rondes ou coques,
des formes allongées en bâtonnet ou bacilles,
des formes intermédiaires ou coccobacilles,
des formes plus ou moins spiralées ou spirille.
Des bactéries isolées
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
-
Des bactéries en paires (par exemple, les diplocoques)
Des bactéries en chaînettes (par exemple, des coques en chaînes)
Des bactéries en amas (par exemple, des coques en amas)
Lors de cette étape, on peut également identifier leur mobilité, c’est-à-dire la présence ou pas, et le
type de flagelle ou cil.
40. Expliquez ce qu’illustre la photographie suivante :
Cette photographie présente des bactéries sporulantes après coloration au vert de malachite.
Cette coloration met en évidence les spores grâce à l’enveloppe sporale qui se colore en vert. Ici, les
bactéries végétatives sont en rouge.
41. Expliquez ce qu’illustre la photographie suivante :
Cette photographie présente des bactéries avec une capsule après coloration négative à l’encre
de chine. Cette coloration met en évidence la capsule. L’encre de chine est en fait un colorant
négatif, c’est-à-dire qu’il ne colore pas la capsule, mais les bactéries en possédant apparaissent
entourées d’un halo lumineux.
42. Comment met-on en évidence la présence d’une catalase chez une bactérie ?
On met le prélèvement bactérien en présence de peroxyde d’hydrogène (radical libre). Si on
observe des bulles, les bactéries possèdent la catalase.
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
43. Comment met-on en évidence la présence d’une peroxydase chez une bactérie ?
On met le prélèvement bactérien en présence de diméthyl paraphylène diamine qui est un substrat
incolore. Si la bactérie possède l’oxydase, elle va catalyser ce substrat en un produit de couleur
violette.
44. Expliquez ce qu’illustrent les photographies suivantes :
Ces photographies présentent les moyens existant pour identifier une bactérie selon des critères
biochimiques. Il s’agit de galeries d’identifications bactériennes. Elles permettent la mise en
évidence d’enzymes spécifiques ou de produits du métabolisme.
La première est une galerie en tube : Il s’agit d’une batterie de tubes contenant chacun un milieu de
culture différent, et donc un test différent.
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
La deuxième est une galerie miniaturisée : Des substrats déshydratés sont contenus dans des
microtubes. Ces substrats sont mis en solution grâce à l’addition d’une suspension de la bactérie à
identifier. À la suite d’une période d’incubation, permettant à la bactérie de réagir avec les substrats,
les diverses réactions sont notées afin de déterminer l’identification.
La troisième est une carte d’identification : Il s’agit d’un procédé automatique de lecture
assistée par ordinateur. Elle repose sur le même principe que les galeries miniaturisées, mais cette
fois-ci, les substrats déshydratés se trouvent dans les cavités d’une carte. Celle-ci est placée dans
un lecteur optique automatique, et l’ordinateur identifie la bactérie.
45. Expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Il s’agit d’une identification bactérienne par l’hybridation d’une sonde. Cette technique repose
sur des critères génétiques.
Elle consiste en l'utilisation de sondes oligonucléotidiques spécifiques fluorescentes, ou liées à
une enzyme (dont l’activité donne une coloration), pour mettre en évidence des séquences d'acides
nucléiques, complémentaires de la sonde par leurs bases.
Lorsqu’on les utilise pour identifier une bactérie, on lyse les bactéries avec de la soude. On extrait
l’ADN, puis on le fixe à un support. On le dénature en général en le chauffant, et on ajoute la sonde.
La présence d’un signal fluorescent ou coloré signifie que l’ADN est celui de la bactérie recherchée.
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46. Titrez, légendez et expliquez ce qu’illustre les figures suivantes. Dans quel cas utilise-t-on
fréquemment cette technique ?
Figure 1 :
Figure 2 :
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
Titre : PCR, « polymerase chain reaction »
1 : Dénaturation (séparation des 2 brins de la molécule d’ADN) à 95°C pendant 1 minute.
2 : Hybridation des amorces entre 50 et 60°C pendant 1 minute.
3 : Elongation par l’ADN polymérase à environ 72°C pendant 2 minutes.
ð Ces trois étapes correspondent à 1 cycle de PCR.
4 : Séquence d’ADN ciblée
5 : nucléotides (dNTPs)
6 : Amorces
7 : ADN polymérase.
La PCR permet d’amplifier des séquences d’ADN de manière spécifique et d’augmenter de
manière considérable la quantité d’ADN dont on dispose initialement. Elle nécessite de connaître la
séquence des régions qui délimitent l’ADN à amplifier. Ces séquences serviront à synthétiser
des amorces oligonucléotidiques complémentaires. Ces oligonucléotides serviront à délimiter la
portion d’ADN à amplifier. L’ADN polymérase les utilisera comme amorces. La technique comporte
des cycles successifs. Chaque cycle comprend une succession de trois phases:
- Une phase de dénaturation par la chaleur pour séparer les deux brins d’ADN (95°C pendant 1
minute).
- Une phase d’hybridation avec les deux amorces spécifiques (entre 55 et 60°C pendant 1
minute). La première amorce se fixe sur un brin d’ADN, l’autre sur le brin complémentaire.
- Une phase d’élongation par l’ADN polymérase à partir des amorces (à 70-72°C pendant 2
minutes).
Pour identifier une bactérie, les amorces utilisées dans cette technique sont en général
fluorescentes.
Cette dernière technique est utilisée dans les tests de contamination fécale. Pour cela, on cherche
la présence d’Escherichia coli qui fait partie des bactéries de la flore intestinale de l'homme et des
animaux. Certaines de ses souches sont pathogènes, d'autres, non.
Dans tous les cas, leur présence dans l'eau, dans l'urine ou dans les aliments, témoigne d'une
contamination fécale, et donc d'un risque de propagation de germes pathogènes transmissibles
par voie oro-fécale (virus des hépatites A ou E, virus de la poliomyélite, vibrions du choléra,
salmonelles). L'eau ou la substance alimentaire contenant E. coli peuvent donc être dangereuses et
doivent être mises à l'écart. La recherche de traces de contamination fécale dans les eaux de
baignade, dans l'eau du robinet ou dans l'alimentation est particulièrement importante en Santé
Publique.
47. Expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
Il s’agit d’un immuno-essai indirect : On l’utilise pour identifier la présence d’une bactérie dans
l’organisme. Cette présence induit dans l’organisme des défenses qui font produire des anticorps
spécifiques de cette bactérie et qu’on retrouvera dans le sérum.
Dans cette méthode, on teste donc le statut sérologique, c’est à dire la présence d’anticorps
spécifiques dans le sérum. La technique la plus utilisée est le test ELISA, « enzyme linked immuno
sorbent assay ».
48. Expliquez ce qu’illustre la figure suivante :
Il s’agit d’un immuno-essai direct : Elle repose sur le même principe que l’essai indirect, mais cette
fois-ci, on recherche directement la présence de la bactérie.
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
Exercice :
1. Légendez le schéma de l’ultrastructure d’une bactérie présenté en annexe II (document 1).
On réalise un prélèvement chez un patient, et on effectue différents tests :
2. Sur la souche A on réalise une coloration de Gram qui se révèle positive.
2.1. Rappelez le principe de cette technique.
2.2. Que signifie le résultat de ce test ?
2.3. Donnez la composition générale de la structure mise en évidence par ce
genre de test.
3. La cinétique de croissance de la souche B a été étudiée, les résultats sont présentés ci-dessous :
Effet de la température sur le taux de croissance chez la souche B
Commentez la courbe.
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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE
Correction :
1. Légendez le schéma de l’ultrastructure d’une bactérie présenté en annexe II (document 1).
On réalise un prélèvement chez un patient et on effectue différents tests :
2. Sur la souche A on réalise une coloration de Gram qui se révèle positive.
2.1. Rappelez le principe de cette technique.
Principe de la coloration de gram :
Cette coloration permet de séparer les bactéries à paroi épaisse des bactéries à paroi fine. Pour
cela on réalise le protocole suivant :
- Après fixation des bactéries sur une lame microscopique, on traite par un premier colorant : le
violet de gentiane, puis par une solution de lugol qui se fixe au cytoplasme. A ce stade toutes les
bactéries apparaissent en violet.
- Ensuite on lave la préparation avec de l’alcool qui décolore les bactéries à paroi fine qui
deviennent donc invisibles.
- Enfin on colore la préparation avec un 2éme colorant, la fuchsine qui recolore les bactéries
décolorées en rouge.
- Après coloration les bactéries à paroi épaisse sont colorées en violet, elles sont dites gram
positif ; les bactéries à paroi fine sont colorées en rouge, ce sont les bactéries à gram négatif.
2.2. Que signifie le résultat de ce test ?
Les bactéries à gram positif, ont donc une paroi épaisse et dense constituée de plusieurs
couches de peptidoglycane qui représentent 90% des constituants de la paroi, le reste étant
composés d’acides téchoïques.
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2.3. Donnez la composition générale de la structure mise en évidence par ce genre de test.
La paroi bactérienne est une couche qui recouvre la membrane cellulaire. Elle est constituée de
plusieurs types de polymères, dont un est constant et spécifique des bactéries : le peptidoglycane
(ou muréine). Ce peptidoglycane est constitué de 3 éléments : un polyoside (NAG et ANAM) de
chaines latérales peptidiques de 4 acides aminés et de pont reliant les tétrapeptides.
La paroi contient également en différentes proportions des lipopolysaccharides, des lipoprotéines et
des polypeptides.
3. La cinétique de croissance de la souche B a été étudiée, les résultats sont présentés ci-dessous :
Effet de la température sur le taux de croissance chez la souche B
Commentez la courbe.
Le graphique nous présentant le taux de croissance de la souche B en fonction de la
température montre une courbe de gauss (ou en cloche). Les bactéries B ont une température de
croissance optimale aux alentours de 30°C, elles sont donc mésophiles.
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