Diversité du monde microbien

3èmeSVTMicrobiote et système immunitaireDiversité du monde microbien~9 min de lecture

Diversité du monde microbien

Les microbes sont des êtres vivants invisibles à l'œil nu (bactéries, virus, champignons microscopiques, protozoaires) : ils sont partout, beaucoup nous sont utiles, notamment ceux de notre microbiote, et quelques-uns seulement nous rendent malades.

Objectifs

  • Citer les grands groupes de micro-organismes et reconnaître leurs différences (taille, organisation).
  • Décrire l'organisation d'une bactérie et expliquer pourquoi un virus n'est pas une cellule.
  • Savoir que les micro-organismes sont présents partout et se multiplient très vite quand les conditions sont favorables.
  • Définir le microbiote et donner des exemples de microbes utiles et de microbes pathogènes.

1. Un monde vivant invisible

Un micro-organisme (ou microbe) est un être vivant si petit qu'on ne peut le voir qu'au microscope. On mesure leur taille en micromètres : \( 1\ \mu\text{m} = 0{,}001\ \text{mm} \), c'est-à-dire qu'il faut mettre mille micromètres bout à bout pour faire un millimètre.

On distingue quatre grands groupes :

  • les bactéries : des cellules très simples, sans noyau, de quelques micromètres (exemples : les bactéries du yaourt, le bacille de la tuberculose, le vibrion du choléra) ;
  • les champignons microscopiques : levures (pain, bière de mil) et moisissures (sur le pain ou les fruits abîmés) ; ce sont des cellules avec un noyau ;
  • les protozoaires : des êtres faits d'une seule cellule avec un noyau, souvent plus gros que les bactéries (exemple : le Plasmodium, responsable du paludisme, transmis par le moustique anophèle) ;
  • les virus : beaucoup plus petits que les bactéries, ce ne sont pas des cellules (exemples : le virus de la rougeole, le VIH, le virus de la grippe).
flowchart TD
A[Micro-organismes] --> B[Cellules]
A --> C[Virus pas une cellule]
B --> D[Sans noyau bacteries]
B --> E[Avec noyau]
E --> F[Champignons microscopiques]
E --> G[Protozoaires]

Le Plasmodium, responsable du paludisme, est :

  1. une bactérie
  2. un virus
  3. un protozoaire
Le Plasmodium est un être unicellulaire avec un noyau : c'est un protozoaire, transmis par la piqûre du moustique anophèle.

2. Bactéries et virus : deux organisations très différentes

La bactérie : une cellule simple

Une bactérie est une cellule vivante complète : elle se nourrit, grandit et se reproduit seule. Elle possède :

  • une paroi rigide qui la protège et lui donne sa forme (bâtonnet, sphère, virgule…) ;
  • une membrane sous la paroi, qui contrôle les échanges ;
  • un cytoplasme ;
  • un chromosome (son ADN) libre dans le cytoplasme : il n'y a pas de noyau ;
  • parfois un ou plusieurs flagelles qui lui permettent de se déplacer.

À toi : place les noms des parties sur le schéma de cette bactérie en bâtonnet.

Schéma d'une bactérie en bâtonnet à légender

Le virus : un parasite obligatoire

Un virus n'est pas une cellule : il est formé seulement de matériel génétique entouré d'une enveloppe de protéines. Il ne se nourrit pas et ne peut pas se multiplier seul : il doit entrer dans une cellule vivante et l'obliger à fabriquer de nouveaux virus. On dit que c'est un parasite obligatoire.

Lequel de ces micro-organismes ne peut PAS se multiplier en dehors d'une cellule vivante ?

  1. Le virus de la rougeole
  2. La levure du boulanger
  3. Le vibrion du choléra
Le virus n'est pas une cellule : il ne se reproduit qu'à l'intérieur d'une cellule qu'il infecte. La levure et la bactérie du choléra sont des cellules qui se multiplient seules.

3. Partout, et ils se multiplient très vite

Les micro-organismes sont présents partout : dans l'air, l'eau, le sol, les aliments, sur les objets, sur notre peau et dans notre corps. Quand ils trouvent de la nourriture, de l'humidité et une température favorable (souvent proche de 37 °C pour les microbes du corps humain), les bactéries se multiplient par division : une bactérie donne deux bactéries, qui en donnent quatre, puis huit…

Dans de bonnes conditions, certaines bactéries se divisent environ toutes les 20 minutes. Après \( n \) divisions, une bactérie a donné \( 2^n \) bactéries.

Exemple résolu : combien de bactéries en 3 heures ?

Une seule bactérie tombe dans la sauce d'Aïcha. Elle se divise toutes les 20 minutes. Combien y a-t-il de bactéries au bout de 3 heures ? Cherche d'abord, puis dévoile les étapes.

Nombre de divisions : 3 heures = 180 minutes, donc \( 180 \div 20 = 9 \) divisions.
À chaque division, le nombre de bactéries est multiplié par 2 : \[ 1 \times 2^9 \]
Calcul : \[ 2^9 = 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 512 \]
Conclusion : en 3 heures, une seule bactérie a donné 512 bactéries. En 6 heures (18 divisions), on dépasserait 260 000 bactéries, car \( 2^{18} = 262\,144 \).

Pourquoi garde-t-on les restes de repas au réfrigérateur ?

  1. Le froid tue toutes les bactéries
  2. Le froid ralentit fortement la multiplication des bactéries
  3. Le froid transforme les bactéries en virus
Au froid, la plupart des bactéries se multiplient beaucoup plus lentement, mais elles ne meurent pas : il faut quand même bien réchauffer les aliments.

4. Le microbiote : nos microbes amis

Le microbiote est l'ensemble des micro-organismes (surtout des bactéries, mais aussi des levures et des virus) qui vivent normalement sur et dans notre corps sans nous rendre malades : microbiote intestinal, de la peau, de la bouche… Il compte des milliers de milliards de micro-organismes, la plupart dans l'intestin.

Le microbiote nous est utile :

  • il aide à digérer certains aliments (fibres) et fabrique des vitamines ;
  • il occupe la place et consomme la nourriture disponible : les microbes pathogènes ont du mal à s'installer ;
  • il participe à l'entraînement de notre système immunitaire.

Microbes utiles, microbes pathogènes

Un microbe pathogène est un microbe capable de provoquer une maladie. Ils sont une petite minorité. Beaucoup de microbes sont utiles : fermentation des aliments (pain, lait caillé, attiéké, soumbala, bière de mil), décomposition des feuilles mortes et des déchets dans le sol, digestion.

Exercice : classe chaque microbe dans « utile » ou « pathogène ». Cherche d'abord.

  • les bactéries lactiques du lait caillé ;
  • le Plasmodium ;
  • la levure de la bière de mil (dolo) ;
  • le vibrion du choléra ;
  • les bactéries du sol qui décomposent les feuilles mortes.
Voir la solution

Utiles : les bactéries lactiques, la levure du dolo, les bactéries du sol (elles recyclent la matière et enrichissent le sol). Pathogènes : le Plasmodium (paludisme) et le vibrion du choléra (diarrhées graves, transmis par l'eau souillée).

Qu'est-ce que le microbiote intestinal ?

  1. Une maladie de l'intestin causée par des virus
  2. Un médicament qui tue les microbes
  3. L'ensemble des micro-organismes qui vivent normalement dans notre intestin
Le microbiote est une population normale et utile de micro-organismes : il aide la digestion et protège contre l'installation des pathogènes.

Erreurs fréquentes

  • Croire que tous les microbes sont dangereux : la plupart sont inoffensifs ou utiles.
  • Confondre bactérie et virus : la bactérie est une cellule, le virus n'en est pas une.
  • Prendre des antibiotiques contre un rhume ou une grippe : ce sont des maladies virales.
  • Penser que le froid tue les bactéries : il ralentit seulement leur multiplication.

Récapitulatif

Micro-organisme
Être vivant visible seulement au microscope : bactérie, champignon microscopique, protozoaire (et virus).
Bactérie
Cellule simple sans noyau : paroi, membrane, cytoplasme, chromosome, parfois flagelle.
Virus
Pas une cellule ; parasite obligatoire qui se multiplie seulement dans une cellule vivante.
Microbiote
Ensemble des micro-organismes qui vivent normalement dans et sur notre corps.
Pathogène
Se dit d'un microbe capable de provoquer une maladie.

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