Microbiote et ubiquité des bactéries
Après un week-end à la montagne, Léa se lave les mains avant le déjeuner à la cantine. Pourtant, quelques minutes plus tard, sa main porte déjà des milliers de bactéries. Faut-il s'en inquiéter ? Les bactéries sont-elles toutes des ennemies ? Dans cette page, tu vas découvrir qu'elles sont partout, qu'elles vivent aussi en nous et qu'on ne pourrait pas s'en passer.
Des êtres vivants invisibles et partout présents
Une bactérie est un être vivant unicellulaire : un seul être = une seule cellule. Elle est si petite qu'on ne peut pas la voir à l'œil nu. Il faut un microscope (optique, grossissement ×1 000 environ).
Les bactéries font partie des micro-organismes (ou microbes), avec certains champignons microscopiques. Les virus sont aussi des microbes, mais ils ne sont pas des cellules. Ici, on s'intéresse surtout aux bactéries.
Pour mesurer des objets aussi petits, on utilise le micromètre : $1\ \mu\text{m} = 0{,}001\ \text{mm}$, soit $10^{-6}\ \text{m}$. Une bactérie mesure de l'ordre de $1$ à $5\ \mu\text{m}$.
Les bactéries vivent dans tous les milieux : l'air, l'eau, le sol, les aliments, les objets, la peau. C'est l'ubiquité des bactéries : elles sont présentes partout. Elles se multiplient très vite quand les conditions sont favorables (nourriture, humidité, température adaptée).
Parmi les affirmations suivantes, indiquer celles qui sont exactes et corriger les autres. a) Toutes les bactéries sont dangereuses pour l'être humain. b) Les bactéries…
Parmi les affirmations suivantes, indiquer celles qui sont exactes et corriger les autres.
- a) Toutes les bactéries sont dangereuses pour l'être humain.
- b) Les bactéries sont des êtres vivants unicellulaires.
- c) Les bactéries sont visibles à l'œil nu sans instrument.
- d) Les bactéries sont présentes dans l'air, l'eau, le sol et sur la peau.
Une bactérie mesure environ $2\ \mu\text{m}$ de long. Convertir cette longueur en millimètres, puis indiquer quel instrument permet de l'observer.
Une bactérie mesure environ $2\ \mu\text{m}$ de long. Convertir cette longueur en millimètres, puis indiquer quel instrument permet de l'observer.
Le microbiote : un monde microbien hébergé
Notre corps n'est pas stérile. Il abrite des milliards de micro-organismes qui vivent sur la peau, dans la bouche, dans le nez, dans l'intestin ou dans le vagin. L'ensemble des micro-organismes qui vivent dans ou sur un organisme s'appelle le microbiote. On dit que l'être humain héberge ce monde microbien, car ces micro-organismes y trouvent un abri et de la nourriture.
Le microbiote intestinal est le plus riche : il contient environ $4\times10^{13}$ bactéries, soit un peu plus que le nombre de cellules humaines (environ $3\times10^{13}$). Chaque personne a un microbiote qui lui est propre, et qui se met en place dès la naissance.
Les rôles du microbiote intestinal
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Il aide à digérer certains aliments (comme les fibres) et à en tirer de l'énergie.
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Il protège : les bactéries du microbiote occupent la place et consomment les nutriments, ce qui empêche des bactéries pathogènes de s'installer.
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Il contribue au bon développement de la paroi de l'intestin et à l'entraînement du système immunitaire.
Définir le terme « microbiote » et citer trois parties du corps humain qui hébergent un microbiote.
Définir le terme « microbiote » et citer trois parties du corps humain qui hébergent un microbiote.
Le microbiote intestinal d'un adulte contient environ $4\times10^{13}$ bactéries, alors que le corps humain compte environ $3\times10^{13}$ cellules humaines. a)…
Le microbiote intestinal d'un adulte contient environ $4\times10^{13}$ bactéries, alors que le corps humain compte environ $3\times10^{13}$ cellules humaines.
- a) Calculer le rapport entre le nombre de bactéries et le nombre de cellules humaines.
- b) Expliquer pourquoi on dit que l'être humain « héberge » un monde microbien.
- c) Citer deux rôles du microbiote intestinal.
Un patient de Lille a suivi un traitement antibiotique de deux semaines. Il souffre ensuite de troubles digestifs. Une analyse montre une forte diminution de la…
Un patient de Lille a suivi un traitement antibiotique de deux semaines. Il souffre ensuite de troubles digestifs. Une analyse montre une forte diminution de la diversité de son microbiote intestinal.
- a) Proposer une explication à ce déséquilibre.
- b) Expliquer pourquoi un microbiote diversifié protège contre l'installation de bactéries pathogènes.
- c) Discuter l'affirmation : « Il faut éliminer toutes les bactéries du corps pour rester en bonne santé. »
Mettre en évidence les bactéries : la démarche expérimentale
Comment prouver que les bactéries sont partout ? On les cultive : sur un milieu nutritif (gélose) dans une boîte de Petri, chaque bactérie qui se divise forme, en un à deux jours, une colonie visible à l'œil nu (un petit point). Une colonie = des millions de bactéries issues d'une seule.
Dans une expérience, on compare toujours avec une boîte témoin : elle est préparée de la même façon mais sans le facteur étudié (ici, elle reste fermée). Si le témoin reste vide, les colonies des autres boîtes viennent bien du facteur testé et non du milieu lui-même.
Lors d'une séance de SVT au collège de Quimper, des élèves posent des boîtes de Petri contenant un milieu nutritif dans quatre situations : A) ouverte 10 minutes dans la…
Lors d'une séance de SVT au collège de Quimper, des élèves posent des boîtes de Petri contenant un milieu nutritif dans quatre situations : A) ouverte 10 minutes dans la classe, B) en contact avec une main non lavée, C) en contact avec une main lavée au savon, D) restée fermée. Après deux jours à $25\ °\text{C}$, on observe des colonies nombreuses en B, peu en A et C, aucune en D.
- a) Identifier la boîte témoin et justifier son rôle.
- b) Que montrent les résultats sur la présence des bactéries dans l'environnement ?
- c) Que montre la comparaison de B et C ?
On compte les bactéries cultivables sur différentes surfaces d'un collège (en colonies par $\text{cm}^2$) : poignée de porte : 180 ; clavier d'ordinateur : 90 ; table de…
On compte les bactéries cultivables sur différentes surfaces d'un collège (en colonies par $\text{cm}^2$) : poignée de porte : 180 ; clavier d'ordinateur : 90 ; table de classe : 40 ; plan de travail de la cantine après nettoyage : 2.
- a) Représenter ces données sous une forme adaptée (décrire le type de graphique choisi et ses axes).
- b) Interpréter les résultats en expliquant l'ubiquité des bactéries.
- c) Formuler deux recommandations d'hygiène argumentées.
Une multiplication rapide mais limitée
Une bactérie se reproduit par division : elle se coupe en deux bactéries identiques. Si chaque division prend 30 minutes, le nombre double à chaque étape.
| Nombre de divisions | 0 | 1 | 2 | 3 | $n$ |
|---|---|---|---|---|---|
| Nombre de bactéries | 1 | 2 | 4 | 8 | $2^n$ |
Au bout de 3 heures (6 divisions de 30 min), on obtient $2^6 = 64$ bactéries. Au bout de 12 heures (24 divisions), plus de 16 millions : la croissance est très rapide. C'est pourquoi une infection peut s'installer vite.
Dans la réalité, ce nombre n'augmente pas indéfiniment : la nourriture s'épuise, les déchets s'accumulent, la place manque, et les conditions (température, humidité) ne restent pas idéales. Dans le corps, les défenses de l'organisme et le microbiote limitent aussi leur nombre.
Une bactérie se divise toutes les 30 minutes dans de bonnes conditions. On part d'une seule bactérie. a) Calculer le nombre de bactéries après 3 heures. b) Exprimer le…
Une bactérie se divise toutes les 30 minutes dans de bonnes conditions. On part d'une seule bactérie.
- a) Calculer le nombre de bactéries après 3 heures.
- b) Exprimer le nombre de bactéries après $n$ divisions.
- c) Expliquer pourquoi, dans la réalité, ce nombre n'augmente pas indéfiniment.
Démontrer le rôle du microbiote
Comment savoir ce que fait le microbiote ? Les chercheurs comparent des souris axéniques (élevées sans aucun microbe) à des souris normales, de même race et nourries de la même façon. Un seul facteur change : la présence du microbiote.
Résultats : les souris axéniques absorbent moins d'énergie de leurs aliments, ont une paroi intestinale moins développée et sont plus sensibles aux infections. Quand on leur transfère le microbiote de souris normales, ces différences disparaissent en quelques semaines.
On en déduit que le microbiote participe à la digestion, au développement de l'intestin et à la protection contre les infections.
Des souris élevées sans aucun microbe (souris axéniques) sont comparées à des souris normales de même race, nourries de la même façon. Les souris axéniques absorbent…
Des souris élevées sans aucun microbe (souris axéniques) sont comparées à des souris normales de même race, nourries de la même façon. Les souris axéniques absorbent moins d'énergie de leurs aliments, ont un intestin aux parois moins développées et sont plus sensibles aux infections. Après transfert de microbiote de souris normales, ces différences disparaissent en quelques semaines.
- a) Formuler le problème scientifique étudié.
- b) Analyser les résultats pour en déduire les rôles du microbiote.
- c) Indiquer la limite d'une extrapolation de ces résultats à l'être humain.
Retour au début : la main de Léa porte vite à nouveau des bactéries car elles sont partout, mais la plupart sont inoffensives, et son propre microbiote la protège.