2 -Sources de carbone
Le carbone est l'un des éléments les plus abondants de la bactérie. Le plus simple des composés est l'anhydride carbonique ou CO2. Celui-ci peut être utilisé par la bactérie pour la synthèse de certains métabolites essentiels qui ferait intervenir une réaction de carboxylation.
Le CO2 est la seule source de carbone pour les bactéries autotrophes. Les bactéries hétérotrophes utilisent facultativement le CO2. Les bactéries hétérotrophes dégradent une grande quantité de substances hydrocarbonées (alcool, acide acétique, acide lactique, polysaccharides, sucres divers).
3 - Sources d'azote et besoins en soufre
Les bactéries ont besoin de substances azotées pour synthétiser leurs protéines. La provenance de cet azote peut se faire par fixation directe de l'azote atmosphérique ou par incorporation de composés azotés (réactions de désamination, de transamination)
Le soufre est incorporé par les bactéries sous forme de sulfate ou de composés soufrés organiques.
4 - Besoins inorganiques
Le phosphore fait partie des acides nucléiques et de nombreuses réactions enzymatiques. Il permet la récupération, l'accumulation et la distribution de l'énergie dans la bactérie. Il est incorporé sous forme de phosphate inorganique.
5 - Autres éléments
D'autres éléments jouent un rôle dans le métabolisme bactérien (sodium, potassium, magnésium, chlore) et dans les réactions enzymatiques (calcium, fer, magnésium, manganèse, nickel, sélénium, cuivre, cobalt, vitamines)
Exemple d'un milieu solide minimum pour étudier le transfert de marqueurs d'auxotrophie (cf découverte de la conjugaison)
composition: SO4(NH2)2 1 g, PO4K2H 7g, PO4KH2 2g, citrate 0,5g, SO4Mg, 7H2O 1g, eau 500 ml
| |
Haut
D - CONDITIONS PHYSICO-CHIMIQUES DE LA CROISSANCE
1 - Effet de l'oxygène
Il existe plusieurs classes de bactéries en fonction de leurs rapports avec l'oxygène.
1 - Les bactéries aérobies strictes ne se développent qu'en présence d'air. Leur source principale d'énergie est la respiration. L'oxygène moléculaire, ultime accepteur d'électron, est réduit en eau (Pseudomonas, Acinetobacter, Neisseria).
2 - Les bactéries microaérophiles se développent mieux ou exclusivement lorsque la pression partielle d'oxygène est inférieure à celle de l'air (Campylobacter, Mycobacteriaceae).
3 - Les bactéries aéro-anaérobies facultatives se développent avec ou sans air. C'est le cas de la majorité des bactéries rencontrées en pathologie médicale : les entérobactéries (Escherichia, Salmonella), les streptocoques, les staphylocoques. L'énergie provient de l'oxydation des substrats et de la voie fermentaire.
| |
4 - Les bactéries anaérobies strictes ne se développent qu'en absence totale ou presque d'oxygène qui est le plus souvent toxique. Ces bactéries doivent se cultiver sous atmosphère réductrice. La totalité de l'énergie est produite par fermentation.
| |
C'est le cas des bactéries intestinales (
Bacteroides,
Fusobacterium,
Clostridium) et de nombreuses bactéries présentes dans les flores normales de l'organisme. La toxicité de l'oxygène s'explique par la production de radicaux superoxydes que les bactéries anaérobies ne peuvent pas détruire (absence de superoxyde dismutase) et/ou par l'absence d'une activité enzymatique à type de catalases et de peroxydases.
Mode d'action de la superoxide dismutase, de la catalase et de la peroxydase
Exemple : Etuve avec culture de bactéries anaérobies stricts en jarre
Autre exemple : culture de bactéries anaérobies stricts en sachet plastique et en atmosphère contrôlée
2 - Effet de la température
Les bactéries peuvent être classées selon leur température optimale de croissance.
- Bactéries mésophiles (Ex. :
Escherichia coli) : température de croissance proche de celle du corps humain (37°C)
- Bactéries thermophiles (Ex. :
Thermus aquaticus) : températures de croissance comprises entre 45°C et 70°C .
- Bactéries hyperthermophiles (Ex. :
Archaea) : températures de croissance supérieures à 80°C .
- Bactéries psychrophiles (Ex. : ) :Températures proches de 0°C (optimum à 10-15°C).
- Bactéries psychrotrophes (Ex. :
Pseudomonas) : températures de croissance proches de 0°C avec optimum de croissance proche des bactéries mésophiles.
Exemple : Dans un laboratoire d'analyse, étuve dont la température intérieure est réglée à 37°C
Autre exemple : étuve dont la température intérieure est réglée à 37°C avec une atmosphère de 5% de gaz carbonique (CO2)
Haut
3 - Effet du pH
Le pH (concentration en ion hydrogène [H+]) de l'environnement varie entre 0,5 (sols acides) et 10,5 (eaux alcalines des lacs).
Les bactéries pathogènes ou liées à l'écosystème humain se développent le plus souvent dans des milieux neutres ou légèrement alcalins.
On distingue les bactéries:
- neutrophiles qui se développent pour des pH sont compris entre 5,5 et 8,5 avec un optimum voisin de 7. La plupart des bactéries médicalement importantes sont ainsi.
Exemple : isolement d'une souche de
Escherichia coli sur un milieu usuel
- alcalophiles qui préfèrent les pH alcalins: cas de
Pseudomonas et
Vibrio, donc milieux de culture particuliers
- acidophiles qui se multiplient mieux dans des milieux acides : cas des
Lactobacillus.
4 - Effet de la pression osmotique
Les bactéries sont assez tolérantes aux variations des concentrations ioniques. Certaines espèces sont osmotolérantes (staphylocoques,
Vibrio cholerae).
5 - Effet de l'eau libre
La disponibilité de l'eau présente dans l'atmosphère ou dans une substance intervient dans la croissance bactérienne. L'activité de l'eau (Aw) est inversement proportionnelle à la pression osmotique d'un composé. Ainsi, elle est affectée par la présence plus ou moins importante de sels ou de sucres dissous dans l'eau.
- Présence de sels : Les bactéries halophiles nécessitent du sel (NaCl) pour leur croissance. Cette concentration peut varier de 1-6% pour les faiblement halophiles jusque 15-30% pour les bactéries halophiles extrêmes (
Halobacterium).
Les bactéries halotolérantes acceptent des concentrations modérées de sels mais non obligatoires pour leur croissance (Ex. :
Staphylococcus aureus).
- Présence de sucres : Les bactéries osmophiles nécessitent des sucres pour leur croissance. Celles osmotolérantes acceptent des concentrations modérées de sucres mais non obligatoires pour leur croissance. Enfin les bactéries xérophiles peuvent se multiplier en l'absence d'eau dans leur environnement.
6 - Métabolisme énergétique
On peut opposer les bactéries ayant un métabolisme fermentatif et celles ayant un métabolisme de type respiratoire.
Pour les bactéries à métabolisme fermentatif, la dégradation du glucose est incomplète et aboutit à la formation de divers composés organiques (acides organiques).
Pour les bactéries ayant un métabolisme oxydatif , la dégradation se fait par le cycle de Krebs. L'accepteur final d'électron est l'oxygène. Chez les bactéries, le système de transport d'électrons est situé dans la membrane cytoplasmique.
Exemple : Mise en évidence du caractère fermentaire (A) ou oxydatif (B) avec un milieu dit de MEVAG contenant du glucose. Le témoin (C) est le même milieu sans sucre ensemencé de manière identique.
Haut