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CORRECTION TD BACTÉRIOLOGIE

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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 « chromosome » unique, circulaire. Ce « chromosome » est constitué d'un filament hélicoïdal d’ADN bicaténaire. Cette double hélice est pelotonnée, surenroulée.

Support de l’information génétique bactérienne.

Hyaloplasme bactérien

Contient essentiellement les ribosomes. Ils sont en étroit contact 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.

Synthèse protéique. Réserves.

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.

- 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 bactériennes facultatives : (ne sont pas nécessaires à sa survie, mais peuvent permettre son adaptation à des milieux hostiles.)

Description : Rôle :

Plasmide

Petits éléments génétiques circulaires constituant le matériel génétique extra-chromosomique. Ils sont faits d'ADN et portent, comme le chromosome bactérien, des informations génétiques. Certains plasmides sont capables de s’intégrer au chromosome bactérien. Dans ce cas, on parle d’épisome.

confère à la bactérie qui les possède de caractéristiques spécifiques. On retrouve plusieurs types de plasmides qui diffèrent par leur caractéristique :

- Les plasmides de résistance, également appelés facteurs R, qui portent des gènes codant pour des résistances aux 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

Structure externe non constante qui entoure la bactérie. Sa constitution est le plus souvent polysaccharidique, parfois protéique.

Elle protège la bactérie de la phagocytose et, est antigénique (les antigènes capsulaires sont dénommés antigène K).

Flagelles et cils

Structures rigides, ondulées qui naissent de la membrane cytoplasmique. Ils sont constitués 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.

Ils permettent la mobilité des bactéries, et seules les espèces qui en sont pourvues sont mobiles.

Pili

Appendices de surface plus courts et plus fins que les flagelles, que l’on retrouve chez les bactéries à Gram négatif (exceptionnellement chez les bactéries à Gram positif). Il s’agit de structures protéiques filamenteuses.

2 types qui diffèrent par leur fonction : - Les pili communs : Ils sont courts

et disposés régulièrement à la surface des bactéries. Ils sont essentiellement constitués de 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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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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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 : Source : Type nutritionnel ou trophique : Energie Lumineuse Substrat minéral Phototrophe Photolithotrophe

Substrat organique Photo-organotrophe Chimique Minéral Chimiotrophe Chimiolithotrophe

Organique Chimio-organotrophe Carbone Minérale Autotrophes

Organique Hétérotrophes Facteurs de croissance

Non nécessaires Prototrophes Nécessaires 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 énergétiques car présente une catalase et/ou une peroxydase.

Aérotolérante

Ne se développe qu’en présence d’O2. Son métabolisme énergétique est basé sur la phosphorylation oxydative.

Aérobie stricte.

Ne se développe qu’en absence d’O2. Son métabolisme énergétique est basé sur les voies anaérobies.

Anaérobie stricte.

Se développe en présence ou en absence d’O2. Son métabolisme énergétique est basé sur les voies aérobies et anaérobies.

Aéro-anaérobie.

Quant à faible concentration, utilisation des 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.

Microaérophile.



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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-à-dire 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 exemple, en milieu salé.

Xérophile.

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 exemple, en milieu sucré.

Osmophile.

Se développe à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

Barophile.

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 d’effet sur son hôte.

Commensalisme.

La bactérie y trouve un bénéfice aux dépens de son hôte.

Parasitisme.

30. Complétez le tableau suivant : Description : Type de bactérie :

Entraîne une maladie infectieuse uniquement chez un hôte immunodéprimé.

Opportuniste.

N’entraîne pas de maladie infectieuse chez l’hôte.

Non pathogène.

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’est-à-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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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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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 : Morphologie C :

=> A : spirille B : diplocoque 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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- 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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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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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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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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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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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 : 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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CORRECTION TD BACTERIOLOGIE - netcampus.fr · Support de l’information génétique bactérienne. Hyaloplasme bactérien ... Titre : la transformation, transfert horizontal de matériel