Biochimie, biologie et biotechnologie (STL) · Terminale · T2 – Cultiver des micro-organismes, suivre ou limiter leur croissance
Croissance microbienne et agents antimicrobiens
Faire pousser, ou l’empêcher.
En bref
Une bactérie qui se divise toutes les 20 minutes donnerait plus d’un milliard de descendantes en dix heures.
Une bactérie qui se divise toutes les 20 minutes donnerait plus d’un milliard de descendantes en dix heures. En pratique, la croissance suit une courbe à phases, et c’est elle qu’on pilote au laboratoire comme en usine.
Isoler le bon micro-organisme
Dans un produit polymicrobien (aliment, prélèvement), on cherche une espèce d’intérêt :
- Enrichissement : un milieu liquide qui favorise l’espèce recherchée.
- Isolement sur un milieu sélectif (qui inhibe les autres) et souvent différentiel (colonies d’aspect caractéristique).
- Repiquage d’une colonie isolée pour obtenir une souche pure.
La courbe de croissance en milieu non renouvelé
On suit la biomasse (absorbance, ou dénombrement) dans un volume fixe de milieu, sans ajout ni retrait.
| Phase | Ce qui se passe | Vitesse de croissance |
|---|---|---|
| Latence | adaptation au milieu, synthèse d’enzymes | nulle |
| Accélération | début des divisions | croissante |
| Exponentielle | divisions à rythme constant | maximale et constante |
| Ralentissement | nutriments qui s’épuisent, déchets qui s’accumulent | décroissante |
| Stationnaire | autant de morts que de divisions | nulle |
| Déclin | la mort l’emporte | négative |
On représente ln N (ou log N) en fonction du temps : la phase exponentielle devient une droite.
Les paramètres de la phase exponentielle
- Le temps de génération G : durée d’un doublement de la population.
- Le taux de croissance (vitesse spécifique) µ, pente de ln N en fonction du temps.
N = N₀ × 2ⁿ, avec n = t / G (nombre de générations)
µ = ln 2 / G ≈ 0,69 / G
Température, pH, oxygénation et composition du milieu modifient G.
Le bioréacteur
Une cuve où l’on régule température, pH, agitation et aération (O₂ dissous) pour produire biomasse ou métabolites. On y suit la croissance en continu ; en mode alimenté, on ajoute du substrat pour prolonger la phase de production.
Limiter la croissance : les agents antimicrobiens
| Agent | Où | Exemple |
|---|---|---|
| Antiseptique | sur un tissu vivant (peau, plaie) | chlorhexidine, alcool à 70° |
| Désinfectant | sur une surface ou un objet inerte | eau de Javel |
| Antibiotique | dans l’organisme, contre des bactéries | amoxicilline |
Un agent est -cide s’il tue (bactéricide, fongicide) et -statique s’il bloque seulement la croissance. Chacun a son spectre d’action.
L’antibiogramme
Des disques imprégnés d’antibiotique sont posés sur une gélose ensemencée en nappe ; l’antibiotique diffuse et crée une zone d’inhibition. On compare son diamètre à des valeurs critiques : souche sensible, intermédiaire ou résistante. La CMI (concentration minimale inhibitrice) est la plus petite concentration qui empêche toute croissance visible.
Une résistance naturelle concerne toute une espèce (la membrane externe des Gram négatif bloque la vancomycine) ; une résistance acquise apparaît par mutation ou par un plasmide reçu.
Les résultats n’ont de valeur que si le protocole est standardisé : inoculum, épaisseur de gélose, durée et température d’incubation.
Exemple travaillé
Une population passe de 10³ à 10⁶ bactéries·mL⁻¹ en 200 min de phase exponentielle. Facteur 1 000, soit environ 2¹⁰ : 10 générations. G = 200 / 10 = 20 min ; µ = 0,69 / 20 ≈ 0,035 min⁻¹.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Pendant quelle phase la vitesse de croissance est-elle maximale et constante ?
2.La phase de latence correspond à…
3.En phase stationnaire…
4.Une population passe de 10⁴ à 8 × 10⁴ en 60 min. Temps de génération ?
5.Le taux de croissance µ vaut…
6.Un antiseptique s’applique…
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
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