Etude De La Croissance Microbienne

Tous les micro-organismes, ainsi que tous leurs composants, sont capable de croître : chez

les bactéries chaque cellule s'allonge et se divise pour donner deux cellules filles identique qui vont

elles-même grandir et se diviser. Ce phénomène d’accroissement ordonné entraîne une

augmentation du nombre d'individus résultant de mitoses. On a donc une multiplication bactérienne

qui aboutit à deux nouvelles bactéries au bout d'un temps de génération G et avec une vitesse de

croissance spécifique m.

L'objectif de ce TP est d'étudier la croissance d'une bactérie « modèle », Escherichia coli, dans un

procédé « batch » (milieu liquide non renouvelé) pour déterminer son temps de génération G et sa

vitesse de croissance spécifique m. Pour cela on va tracer l'évolution de la densité optique (DO =

absorbance) du milieu de culture en fonction du temps mais également par la technique de

dénombrement de colonies sur boîtes de Pétri.

Pour suivre la croissance bactérienne on prépare, tout d'abord, une culture bactérienne à l'aide d'1

mL de pré-culture d'Escherichia coli que l'on introduit dans un erlen contenant 50 mL d'un milieu

de culture stérile (tryptone : 10 g/L, NaCl : 5 g/L et extrait de levures : 5 g/L, pH = 7). Lorsque cet

inoculum est créer, on prélève immédiatement 3 mL de cette culture que l'on place dans un tube

stérile, l'erlen est placée ensuite au bain marie agité à 37°C pendant toute la durée du TP : ce temps

est considéré comme le temps t0 (= 0 min).

Par la suite, on prélève 1 mL de la culture toutes les 20 minutes pendant toute la durée du TP sauf

pour le dernier prélèvement où l'on récupère 3 mL de culture.

1/ Suivi de la croissance bactérienne par mesure de la densité optique

Dans cette expérience nous avons suivi la croissance bactérienne d'Escherichia coli en cours du

temps à l'aide d'un spectrophotomètre : la mesure de la DO est réalisée à 600 nm car cela

correspond à la taille d'Escherichia coli qui est de l'ordre de 0,5 mm. Pour cela on effectue plusieurs

prélèvements de la culture bactérienne, préparée précédemment, toutes les 20 minutes pendant 2

heures (pour le premier et le dernier prélèvement on récupère 3 mL de culture tandis que pour tous

les autres prélèvements on récupère 1 mL) ; ainsi on place 1 mL de chaque prélèvement dans une

cuve à spectrophotomètre pour mesurer la DO, à 600 nm, de chaque prélèvement (on réalise le

blanc du spectrophotomètre à l'aide d'une cuve vide).

Le but sera donc de déterminer la vitesse de croissance spécifique m, c'est à dire le nombre de

génération par unité de temps, et le temps de génération G, c'est à dire le temps nécessaire pour

qu’une population de cellules double en nombre, de la bactérie. On va ainsi tracer deux types de

courbes : DO=f(temps) et lnDO=f(temps)

→ m correspond à la pente de la courbe lnDO=f(temps) durant la phase exponentielle de

croissance (min-1).

→ G est égale à ln2/m (min).

Cette courbe de croissance bactérienne suit donc une fonction exponentielle et se divise en 6 phase :

1) La phase de latence où le nombre de bactérie reste constant, c'est le temps nécessaire aux

bactéries pour synthétiser de nouvelles molécules et assimiler de nouveaux nutriments.

2) La phase d'accélération où certaines bactéries commencent à se diviser.

3) La phase exponentielle où les bactéries se divisent à vitesse maximale et constante, on a un

doublement de la population bactérienne à intervalles de temps réguliers.

TP3 Microbiologie :

Étude de la croissance bactérienne

4) La phase de ralentissement où la vitesse de division des bactéries commence à diminuer.

5) La phase stationnaire où le nombre de cellule est constant et la vitesse de division est nulle.

6) La phase de déclin où le nombre de bactéries diminue par mort des cellules.

On a donc obtenu :

Temps (min) Prélèvement DO (nm) lnDO (nm)

t0 (= 0 min) 3 mL 0,063 -2,76

t1 (= 20 min)

1 mL

0,078 -2,55

t2 (= 40 min) 0,096 -2,34

t3 (= 60 min) 0,132 -2,02

t4 (= 80 min) 0,238 -1,43

t5 (= 100 min) 0,354 -1,04

tf (= 120 min) 3 mL 0,495 -0,70

On remarque que le nombre de bactéries croit au cours du temps, d'où les courbes DO=f(t) et

lnDO=f(t) :

De plus on a réalisé une coloration de Gram pour identifier la morphologie et le type de bactérie

d'Escherichia coli, soit en temps que bactéries Gram +, si elles sont colorées en bleu-violet , soit en

temps que bactéries Gram -, si elles sont colorées en rose.

Le

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