Fiche de révision : Diversité et organisation des microorganismes

📋 Plan du Cours

1. Microbiologie et diversité du vivant
2. Histoire de la microbiologie
3. Microorganismes et écosystèmes
4. Classification des bactéries
5. Archées et extrêmophiles
6. Organisation et infection virales
7. Procaryotes et eucaryotes
8. Division et cultures bactériennes
9. Morphologie des colonies
10. Formes et groupements cellulaires

📅 Repères chronologiques

1. 1665Robert Hooke publie dans Micrographia le premier dessin d’un micro-organisme.
2. 1835Agostino Bassi démontre qu’une maladie des vers à soie est due à une infection fongique.
3. 1928Alexander Fleming observe que la pénicilline produite par Penicillium notatum inhibe la croissance bactérienne.
4. fin des années 1980La découverte des archées est située à la fin des années 1980.

📖 1. Microbiologie et diversité du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiologie : Étude des micro-organismes, généralement trop petits pour être vus à l’œil nu.
• LUCA : LUCA, ou « Last Universal Common Ancestor », désigne l’ancêtre commun aux trois grands domaines du vivant : Bacteria, Archaea et Eukarya.

★ À maîtriser

• Les organismes et entités étudiés comprennent:
  • les bactéries
  • les archées
  • les champignons
  • les protistes
  • les virus
  • les viroïdes
  • les satellites
  • les prions

Compléments

• Les archées et les eucaryotes partagent un ancêtre commun unique à l’exclusion des bactéries.

💡 Astuce mémo

Cellulaire versus acellulaire : organismes d’un côté, virus et entités associées de l’autre

📖 2. Histoire de la microbiologie

📝 Points essentiels

📌 La génération spontanée est l’idée selon laquelle des organismes vivants peuvent apparaître à partir de matière non vivante.

• Les postulats de Koch établissent le lien entre un micro-organisme et une maladie spécifique en vérifiant successivement sa présence chez les malades et son absence chez les sains, sa culture pure, la reproduction de la maladie après inoculation et l’identité du micro-organisme réisolé. — Robert Koch

💡 Astuce mémo

Observer, réfuter, relier, traiter : microscope → Pasteur → Koch → antibiotiques

📖 3. Microorganismes et écosystèmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Biotope : Lieu de vie défini par des caractéristiques physiques et chimiques relativement uniformes, notamment la température, le pH, l’humidité, la salinité, la lumière et la disponibilité en oxygène.
• Écosystème : Constitué d’un biotope et d’une biocénose.
• Microbiote : Ensemble des micro-organismes non pathogènes, notamment les bactéries, virus, parasites et champignons commensaux, vivant dans un écosystème spécifique.

📝 Points essentiels

• La décomposition de la matière organique par les bactéries et les champignons participe aux cycles biogéochimiques.

• Dans le cycle du carbone, la photosynthèse transforme le CO₂ atmosphérique en matière organique végétale, puis les bactéries et les champignons la décomposent et la respiration microbienne libère du CO₂ dans l’atmosphère.

💡 Astuce mémo

Décomposition microbienne → cycles biogéochimiques → fonctionnement des écosystèmes

📖 4. Classification des bactéries

🔑 Notions clés & Définitions

• Taxonomie : Science de la classification biologique qui regroupe les organismes en taxons selon leur similitude et leur parenté évolutive.

• Phylogénie : Étude de l’évolution génétique des organismes dans le temps et de leurs liens de parenté.

📝 Points essentiels

• Les sept rangs taxonomiques sont:
  • domaine
  • phylum
  • classe
  • ordre
  • famille
  • genre
  • espèce

📌 La nomenclature binominale associe le nom du genre, écrit avec une majuscule, au nom de l’espèce, écrit en minuscule, comme dans Escherichia coli.

📌 Le génotype correspond à l’information génétique portée par l’ADN, tandis que le phénotype correspond aux caractères observables, comme la survie en présence d’un antibiotique.

💡 Astuce mémo

Domaine → phylum → classe → ordre → famille → genre → espèce

📖 5. Archées et extrêmophiles

★ À maîtriser

• Les archées constituent l’un des trois grands domaines du vivant et sont des procaryotes.

• Vers 1970, les espèces d’archées connues étaient principalement des extrêmophiles vivant à des températures inférieures à 0 °C ou supérieures à 100 °C, à des pH très acides ou très alcalins, sous fortes radiations ou sous fortes pressions hydrostatiques.

Compléments

• Les environnements ordinaires colonisés comprennent:
  • les mers et océans
  • la peau humaine
  • le rumen des bovins
  • la rhizosphère
  • les tourbières
  • les lacs
  • les rizières

💡 Astuce mémo

Extrêmes connus d’abord, environnements ordinaires ensuite

📖 6. Organisation et infection virales

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : Entité simple et acellulaire, contenant de l’ADN ou de l’ARN, incapable de se reproduire indépendamment d’une cellule vivante et mesurant environ 10 à 400 nm de diamètre.

📝 Points essentiels

• Les virus peuvent infecter les plantes, les animaux, les bactéries et les archées.

• Lors de l’infection d’une bactérie par le bactériophage T4, le phage injecte son ADN, copie cet ADN et fabrique ses composants, reconstitue les bactériophages dans la bactérie, puis les libère en provoquant la mort de la bactérie.

💡 Astuce mémo

Fixation → injection → copie → assemblage → libération

📖 7. Procaryotes et eucaryotes

★ À maîtriser

📌 Une cellule procaryote possède un chromosome circulaire, des ribosomes, une membrane cellulaire et un cytoplasme, tandis qu’une cellule eucaryote possède notamment un noyau contenant des chromosomes linéaires et des organites membranés. — Roger Stanier et Cornelis B. Van Niel, 1962

📌 Les cellules procaryotes ne possèdent ni noyau, ni organites membranés, ni mitose.

Compléments

• Les procaryotes mesurent environ 500 nm à 15–20 μm, tandis que les virus mesurent environ 20 à 400 nm.

💡 Astuce mémo

Noyau et organites chez l’eucaryote, nucléoïde et division binaire chez le procaryote

📖 8. Division et cultures bactériennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Culture pure : Population de cellules issue du développement d’un individu appartenant à une souche pure.
• Colonie bactérienne : Amas de cellules génétiquement identiques provenant de la multiplication d’une cellule isolée sur un milieu de culture solide gélifié à l’agar-agar.

★ À maîtriser

• Les cellules procaryotes se divisent par scissiparité, aussi appelée fission binaire, produisant deux cellules filles génétiquement identiques.

Compléments

• Une population bactérienne devient visible à l’œil nu après des divisions successives, alors qu’une cellule procaryote isolée est invisible à l’œil nu.

💡 Astuce mémo

Une cellule → divisions binaires → population → culture ou colonie

📖 9. Morphologie des colonies

★ À maîtriser

• La description d’une colonie porte notamment sur:
  • la taille
  • la couleur
  • la forme
  • le relief

📌 La taille, la forme et la couleur des colonies peuvent varier selon le milieu gélosé et les conditions expérimentales, notamment la température, l’atmosphère et l’humidité.

Compléments

• Dans une co-culture, deux espèces peuvent former des colonies différentes sur le même milieu de culture.

📖 10. Formes et groupements cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Coque : Cellule bactérienne sphérique pouvant être observée en grappe, par deux, par quatre ou en chaînette.
• Bacille : Cellule bactérienne en forme de bâtonnet, pouvant être droite, en chaînette, en virgule ou en massue.

📝 Points essentiels

• Les bactéries peuvent aussi présenter une forme hélicoïdale ou en spirale, une forme ramifiée, une forme pléiomorphe ou des formes atypiques chez certaines archées.

• Des exemples de formes cellulaires sont Campylobacter jejuni pour la forme hélicoïdale, Streptomyces pour la forme ramifiée, Mycoplasma pour le pléiomorphisme et Haloquadratum walsbyi pour une forme atypique d’archée. — Jiang et al., 2015

📊 Tableaux de synthèse

Cellules procaryotes et eucaryotes