Objectifs du cours : Cultiver des micro-organismes
1. Comprendre les besoins essentiels des micro-organismes
L’élève doit être capable d’expliquer les conditions nécessaires à la croissance microbienne :
besoins nutritifs (carbone, azote, minéraux, vitamines),
disponibilité de l’eau,
source d’énergie,
température optimale,
pH adapté,
présence ou absence d’oxygène selon l’espèce.
2. Identifier et utiliser différents types de milieux de culture
L’élève doit reconnaître :
les milieux liquides (bouillons),
les milieux solides gélosés,
les milieux sélectifs,
les milieux différentiels.
Il doit savoir choisir le milieu adapté en fonction de l’objectif de culture.
3. Maîtriser les techniques de culture en conditions aseptiques
L’élève doit savoir appliquer :
les règles de stérilité,
l’utilisation d’un bec Bunsen ou d’un poste de sécurité microbiologique,
la désinfection des surfaces,
la gestion du matériel stérile et des boîtes de Pétri.
4. Réaliser différentes techniques d’ensemencement
L’élève doit maîtriser :
les stries d’isolement,
l’ensemencement en surface,
l’ensemencement en profondeur,
la culture en bouillon.
Ces gestes pratiques sont essentiels pour isoler et observer des souches microbiennes.
5. Observer, décrire et interpréter une culture microbienne
L’élève doit savoir analyser :
la morphologie des colonies,
leur couleur, relief, contour, opacité,
la présence éventuelle de contamination,
la densité cellulaire dans un bouillon.
6. Comprendre la dynamique de croissance microbienne
L’élève doit connaître :
les phases de croissance,
la signification biologique de chaque phase,
l’influence des conditions du milieu.
7. Appliquer les règles de sécurité en microbiologie
L’élève doit respecter les règles du niveau L1 :
port de la blouse,
lavage des mains,
désinfection du poste,
élimination des déchets biologiques.
Description du cours : Cultiver des micro-organismes
1. Introduction générale à la culture microbienne
La culture de micro-organismes est une compétence fondamentale du programme de Biotechnologies, Biologie et Biochimie (BBB) en Terminale STL. Elle consiste à créer des conditions favorables permettant à des micro-organismes — bactéries, levures ou champignons — de se multiplier pour être observés, étudiés ou utilisés dans des applications biotechnologiques. Ce cours fournit aux élèves les connaissances nécessaires pour comprendre comment les micro-organismes se développent et comment les manipuler en laboratoire en toute sécurité.
2. Les besoins nutritifs et physico-chimiques des micro-organismes
2.1. Les nutriments indispensables
Comme tout être vivant, les micro-organismes ont besoin :
d’une source de carbone (glucose, lactose…),
d’une source d’azote,
de minéraux et oligo-éléments,
parfois de vitamines.
Ces éléments sont fournis par les milieux de culture, formulés pour répondre à leurs besoins métaboliques.
2.2. L’importance des conditions physico-chimiques
La croissance dépend également de :
la température : certaines bactéries sont mésophiles (37 °C), d’autres psychrophiles ou thermophiles ;
le pH : chaque micro-organisme possède un pH optimal ;
la présence d’oxygène : certaines espèces sont aérobies, d’autres anaérobies strictes, d’autres encore anaérobies facultatives.
Comprendre ces besoins permet de choisir les conditions idéales pour cultiver efficacement une espèce donnée.
3. Les milieux de culture : supports de la croissance microbienne
3.1. Milieux liquides
Les milieux liquides permettent d’obtenir une biomasse importante, utile pour des analyses biochimiques ou des inoculations ultérieures.
3.2. Milieux solides
Les milieux gélosés permettent :
d’isoler des colonies,
d’observer leur morphologie,
d’obtenir une culture pure.
3.3. Milieux sélectifs et différentiels
Les milieux sélectifs favorisent certains micro-organismes tout en inhibant d’autres.
Les milieux différentiels permettent de mettre en évidence des caractéristiques métaboliques (ex : fermentation d’un sucre).
4. Techniques aseptiques et ensemencement
4.1. Les règles de stérilité
Travailler en microbiologie impose d’éviter toute contamination. Les élèves apprennent à :
désinfecter leur plan de travail,
flammer une anse,
manipuler près d’une flamme ou sous une hotte,
ouvrir et refermer correctement une boîte de Pétri.
4.2. Les techniques d’ensemencement
Les principales méthodes enseignées sont :
les stries d’isolement, permettant d’obtenir des colonies isolées,
l’ensemencement en surface, pour répartir homogènement une suspension,
l’ensemencement en profondeur, utile pour tester l’anaérobiose,
la culture en bouillon, pour multiplier rapidement les cellules.
Ces techniques constituent la base du travail de laboratoire en microbiologie.
5. La dynamique de croissance microbienne
5.1. Les différentes phases
Une culture microbienne évolue en quatre grandes phases :
Phase de latence : adaptation au milieu.
Phase exponentielle : multiplication rapide.
Phase stationnaire : équilibre entre croissance et mortalité.
Phase de déclin : diminution de la population.
5.2. Importance de ces phases
Ces connaissances permettent :
d’anticiper la quantité de biomasse disponible,
de choisir le moment optimal pour réaliser une observation ou un prélèvement,
d’interpréter des courbes de croissance.
6. Sécurité microbiologique (niveau L1)
Le cours insiste sur les règles de biosécurité :
port de la blouse,
gants si nécessaire,
lavage des mains,
désinfection des surfaces,
confinement des déchets biologiques,
règles d’hygiène strictes.
Ces pratiques sont essentielles pour protéger l’élève et assurer la validité des cultures.
