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Croissance et nutrition des bactéries
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Notes de cours sur la croissance et le besoin en aliments des bactéries
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MicrobiologieCroissance et Nutrition bactérienne
I. Nutrition bactérienne :
a. Introduction
Dans tous les milieux naturels, l’activité des micro-organismes ne se manifeste que quand ou
que si les conditions nutritionnelles et énergétiques sont satisfaites. Les nutriments doivent répondre
à 3 besoins :
- Fournir de l’énergie pour la croissance cellulaire
- Fournir le matériel pour la synthèse des constituants cellulaires
- Être utilisable comme accepteur d’électrons et de protons libérés au cours de la production
d’énergie
Quand les micro-organismes se développent, ils doivent disposer de nutriments et d’énergie.
Leurs nutriments répondent aux besoins énergétiques comme les sucres qui vont être dégradés pour
donner de l’énergie.
Quand la cellule va se développer, elle va fabriquer des lipides ainsi que des protéines. Il faut
donc que dans les nutriments, elle puisse trouver des protéines et des lipides.
Le processus énergétique chez l’homme est la respiration, qui permet l’absorption de sucre.
Quand on effectue des exercices, on va oxyder des sucres, ce qui aboutit à un cassage de ces
derniers. Ce cassage permet la formation d’énergie mais il y a aussi la présence de déchets comme
l’accumulation l’acide lactique (protons) dans les muscles. À la suite de cela, le muscle ne peut plus
se contracter, ce qui aboutit à une crampe. On va donc respirer afin de faire un apport d’O 2. On
retrouve l’ion H+ dans les muscles : 2H+ +O->H2O
L’oxygène sert d’accepteur
d’électrons. Quand les bactéries ont de
l’énergie, ils forment des protons et il faut s’en
débarrasser grâce à l’oxygène.
On a une formule générale où l’on va casser le DH2. Les protons vont se retrouver libres et
peuvent inhiber les muscles. On va donc les fixer sur les accepteurs d’électrons pour ne pas avoir de
problèmes. On se retrouve avec un ∆G qui va donner de l’énergie. Quand on utilise de l’énergie, on
utilise une molécule à base de C (sucre ou lipide) pour que les H, quand ils dégradent la molécule, ils
vont créer des protons. Pour prévenir cette accumulation d’acide, on va utiliser de l’oxygène. Les
bactéries peuvent utiliser des molécules carbonées ou minérales (soufre...) pour obtenir de l’énergie.
, Quand la bactérie dégrade des molécules en protons et en électrons, le pH diminue. Les
protons doivent se fixer sur l’oxygène majoritairement. Mais certaines bactéries sont capables de
fixer les protons sur du nitrate, du nitrite ou encore du manganèse.
a. Classification nutritionnelle des microorganismes selon les sources
de carbone et d’énergie :
Les bactéries peuvent utiliser 2 sources d’énergie. Ces derniers déterminent le processus
énergétique développé par la bactérie :
Electromagnétique (photon,
lumineuses) => phototrophes
(mangent les photon)
Chimique => chimiotrophes
Micro-organismes ont aussi besoin de
sources de carbone :
Inorganique = lithotrophe =
autotrophe
Organique = organotrophe
Si sources d’énergie est phototrophe +
sources de carbone est inorganique =
Photolithotrophes.
b. Processus énergétiques
Le mécanisme énergétique développé par un microorganisme est déterminé par la nature de
l’accepteur d’é- utilisé. Si l’accepteur d’é- utilisé est :
L’oxygène : processus énergétique = respiration aerobie.
Une molécule minérale autre que l’oxygène = respiration anaérobie
( ex : linitrate, nitrite sulfate, CO2, Fer, Manganèse,..)
Une molécule organique : le processus énergétique est appelé fermentation. Cette dernière
portera le nom du produit organique majoritairement formé. (par ex : si acide lactique formé
= fermentation lactique// fermentation éthanolique quand éthanol principalement formé).
Une bactérie ne peut pas développer les 3 processus pour différentes raisons :
- Les micro-organismes ont des gènes, ils ne sont donc pas équipés pour tous les
mécanismes.
- Si un micro-organisme est capable de faire 2 métabolismes, il n’y a que les levures qui sont
capables de faire cela, elles peuvent faire la respiration et la fermentation mais cela dépend du
milieu.
- Si un micro-organisme peut avoir une préférence, mais généralement, ils n’ont pas le choix,
ils choisiront la respiration aérobie car elle produit le plus d’énergie. Puis ils choisiront la respiration
anaérobie et enfin ils choisiront la fermentation, celle-ci rapporte le moins d’énergie.
(aérobie>anaérobie>fermentation)
La respiration aérobie produit le plus d’énergie, on va transformer le sucre (composé de C) en
CO2 et on va casser toutes les liaisons. La respiration anaérobie casse les liaisons mais est moins
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