Croissance microbienne - Suivi de croissance

Préambule : les informations, valeurs, tableaux, graphes et questions présentées ci-dessous ne sont qu'une partie du sujet étudié. Certaines questions ne figurent pas dans le document support de l'activité mais ont été posées au cours des séances.

 

l'objectif est de realiser un suivi de croissance de 3 micro-organismes dans les mêmes conditions opératoires :

  • température de 37 °C en bain thermostaté
  • aérobiose par agitation manuelle
  • bouillon LB (composition pour 1 L)
    • 10 g de tryptone = peptone trypsique : peptides et acides aminés issus de l'hydrolyse de protéines par la trypsine, source d'azote, carbone et énergie
    • 5 g d'extraits de levures : source de facteurs de croissance (vitamines, bases azotés, acides aminés) et sels minéraux
    • 10 g de chlorure de sodium : maintien de la pression osmotique du milieu
    • pH final de 7,5
  • souches tests :
    • Escherichia coli, bacille polymorphe à Gram négatif, oxydase négatif, de la famille des Enterobacteriaceae
    • Staphylococcus epidermidis, coque à Gram positif, catalase positive
    • Saccharomyces cerevisiae, mycète de levure, eucaryote unicellulaire

 

Le suvi de croissance permet de déterminer :

- les phases de la croissance (phase de latence, d'accélération, exponentielle, de ralentissement, stationnaire, de déclin)

- les paramètres cinétiques de la croissance : vitesse spécifique de croissance en phase exponentielle µexpo  ou µmax, temps de génération G :

  • la vitesse spécifique maximale de croissance µmax (ou µexpo  ou QX) est déterminée pendant la phase exponentielle, phase pendant laquelle il y a une relation de proportionnalité entre l’augmentation de la biomasse et le temps sur la courbe secondaire  ln (X) = f(t) (X représentant la biomasse, évaluée par la mesure de l'atténuance à 650 nm : D650)
    µmax est la quantité de cellules produites par unité de temps, ramené au nombre de cellules. 
    Sur la courbe secondaire ln X = f(t) : µmax =  (ln D2 - lnD1) / (t2 - t1) qui est le coefficient directeur, calculé en choisissant des points les plus éloignés possibles, pris sur la tangente à la phase exponentielle de croissance.

    Signification de µmax : admettons que = 1,38 h-1
    cela signifie que, en 1 h, le rapport (nombre de cellules produites / nombres de cellules) dans l’erlen est de 1,38, ou encore qu’on a 138 cellules produites pour 100 cellules au départ.

  • le temps de génération G est l’intervalle de temps permettant le doublement de la population ou encore le temps que met une cellule pour se diviser.
    Il s’exprime en h ou en min et peut être déterminé de trois façons différentes :
  1. par le calcul : considérons que (t2 - t1) correspond à G ; dans ce cas, la biomasse ou l'atténuance aura doublé lorsque le temps de génération se sera écoulé : 
    D2 = 2Dsoit, en conversion logarithmique : ln D2 = ln2D1
    Dans l'équation du calcul du pente, cela donne : µmax =  (ln2D1 - lnD1) / G soit  µmax =  (ln2 + lnD1 - lnD1) / G qui se simplifie donc en µmax =  ln2 / G
    Il ne reste qu'à isoler le temps de génération : G =ln2µexpo 
  2. par détermination graphique sur la courbe secondaire: si on part d'un temps t1 et qu'on  relève la valeur correspondante de ln D1, la population aura doublé après une durée égale à G ; on aura D2 = 2 D1 donc ln D2 = ln (2 D1) = ln 2 + ln D1 = 0,7 + ln D1 .
    Pour ln X2 ainsi calculé on relève t 2, on peut calculer G = t2 – t1
  3. par détermination graphique sur la courbe primaire : si on part d'un temps t1 et qu'on  relève la valeur correspondante de D1, la population aura doublé après une durée égale à G ; on aura D2 = 2 D1 ; il suffit de reporter sur la courbe et déterminer le temps t2, puis on peut calculer G = t2 – t1

ATTENTION : ces paramètres ne peuvent être calculés qu'en phase exponentielle de croissance

Ces deux paramètres sont propres à une souche microbienne donnée et pour une même souche, ils peuvent varier en fonction des conditions de cultures (composition du milieu, pH, température, pO2 …)

 

Croissance e coli milieu lb
 

Contrôle par observation microscopique (frottis fixé coloré au Gram) des caractères morphologiques la souche mise en oeuvre dans le suivi de croissance (Escherichia coli)

Gram e coli

Notons le polymorphisme de cette espèce, dont la morphologie, ici visible sur ce frottis coloré au Gram, montre des formes coccobacilles et bacilles allongés, à bouts ronds d'environ 1,5 µm de long.

 

Gram e coli col bipolaire

On peut également noter une coloration bipolaire : les extrémités du bacilles apparaissent davantages colorées en rose que le centre, pouvant mener à une interprétation erronée de diplocoques.

 

 

Croissance s epidermidis en milieu lb 2

  • Calculer la vitesse spécifique maximale de croissance µmax (ou µexpo  ou QX) en phase exponentielle, p
  • Calculer le temps de génération G.

 

 

Croissance s cerevisiae en milieu lb 2

  • Calculer la vitesse spécifique maximale de croissance µmax (ou µexpo  ou QX) en phase exponentielle, p
  • Calculer le temps de génération G.

 

 

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Date de dernière mise à jour : 12/02/2017

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