Fiche de révision : Bases de la nutrition microbienne

📋 Plan du Cours

1. Éléments nutritifs essentiels
2. Sources de carbone et éléments organiques
3. Sources d’azote, phosphore et soufre
4. Électrons et oxydo-réduction
5. Énergie et production d’ATP
6. Types nutritionnels microbiens

📖 1. Éléments nutritifs essentiels

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoins nutritifs essentiels : Éléments dont la carence empêche la croissance d’un microorganisme.

★ À maîtriser

📌 Les macro-éléments sont nécessaires en grandes quantités et peuvent devenir limitants, tandis que les oligo-éléments sont nécessaires en petites quantités et sont généralement présents à l’état de trace, notamment dans l’eau.

• Les macro-éléments non métalliques sont C, H, N, O, P et S, et les macro-éléments métalliques sont Mg, Fe, K et Ca.

Compléments

• Les oligo-éléments métalliques cités sont :
  • Mn
  • Cu
  • Mo
  • Ni
  • Co
  • Zn

💡 Astuce mémo

Macro-éléments en grande quantité, oligo-éléments à l’état de trace

📖 2. Sources de carbone et éléments organiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbone organique : Carbone provenant de molécules organiques préformées issues d’autres organismes et apportant généralement aussi de l’hydrogène et de l’oxygène.

★ À maîtriser

• Le CO₂ est une molécule inorganique malgré la présence d’un atome de carbone.

• Le carbone forme le squelette de toutes les molécules organiques, sous la forme d’un squelette carbone-hydrogène.

Compléments

• Les catégories de molécules organiques citées sont :
  • glucides
  • lipides
  • protéines
  • nucléotides
  • acides nucléiques

📖 3. Sources d’azote, phosphore et soufre

★ À maîtriser

• Les sources inorganiques d’azote citées sont :

  • NH₃/NH₄⁺
  • le nitrate NO₃⁻
  • l’azote atmosphérique N₂

• Le phosphate inorganique (Pi) et les sulfates SO₄²⁻ sont des sources inorganiques de phosphore et de soufre.

Compléments

• Les acides aminés issus d’autres organismes constituent une source organique d’azote.

• Le phosphore et le soufre peuvent être apportés sous forme organique, notamment par les sucres phosphorylés et les acides aminés soufrés.

📖 4. Électrons et oxydo-réduction

★ À maîtriser

📌 Lors d’une réaction d’oxydo-réduction, l’oxydation correspond à une perte d’électrons et la réduction à un gain d’électrons.

📌 Un oxydant accepte des électrons et est réduit, tandis qu’un réducteur donne des électrons et est oxydé.

• Les microorganismes organotrophes utilisent des molécules organiques comme sources d’électrons, tandis que les lithotrophes utilisent des molécules inorganiques.

Compléments

• Les électrons issus de molécules réduites sont essentiels à la biosynthèse des macromolécules et interviennent dans des processus consommateurs d’électrons.

💡 Astuce mémo

Oxydant accepte les électrons ; réducteur les donne

📖 5. Énergie et production d’ATP

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie : Capacité à fournir un travail, notamment le transport, le mouvement et la biosynthèse de molécules.

★ À maîtriser

• L’ATP, ou adénosine triphosphate, est une forme chimique de stockage de l’énergie et la monnaie énergétique de la cellule.

📌 Les microorganismes phototrophes tirent leur énergie de la lumière, tandis que les chimiotrophes l’obtiennent par oxydation de composés.

Compléments

• La respiration et la fermentation sont des processus associés à l’obtention d’énergie par les chimiotrophes.

💡 Astuce mémo

Lumière ou oxydation : deux sources d’énergie

📖 6. Types nutritionnels microbiens

🔑 Notions clés & Définitions

• Types nutritionnels : Modes nutritionnels définis par les sources de carbone, d’électrons et d’énergie des microorganismes.

★ À maîtriser

• Les photolithoautotrophes utilisent la lumière comme énergie, un donneur inorganique d’électrons et le CO₂ comme source de carbone ; les exemples cités sont les bactéries sulfureuses pourpres et vertes et les cyanobactéries.

• Les photoorganohétérotrophes utilisent la lumière, un donneur organique d’électrons et du carbone organique ; les exemples cités sont les bactéries non sulfureuses pourpres et vertes.

• Les chimiolithoautotrophes tirent leur énergie de produits chimiques inorganiques, utilisent un donneur inorganique d’électrons et le CO₂ comme source de carbone ; les exemples cités oxydent le soufre, H₂ ou le fer, ou réalisent la nitrification.

• Les chimioorganohétérotrophes utilisent des produits chimiques organiques comme source d’énergie, un donneur organique d’électrons et du carbone organique ; la plupart des microorganismes cités appartiennent à ce type.

Compléments

• Les chimiolithohétérotrophes utilisent des produits chimiques inorganiques comme source d’énergie, un donneur inorganique d’électrons et du carbone organique ; certaines bactéries oxydant le soufre en sont des exemples.

• Un même microorganisme peut adopter plusieurs types nutritionnels selon les conditions environnementales, ce qui traduit une flexibilité métabolique ; un photoorganohétérotrophe peut devenir chimioorganohétérotrophe selon la disponibilité en oxygène.

💡 Astuce mémo

C-E-E : Carbone, Électrons, Énergie définissent le type

📊 Tableaux de synthèse

Types nutritionnels et sources