2BIOS01 Procaryotes 2019
I. Lecture de texte
Lisez le texte suivant puis répondez aux questions qui suivent en privilégiant une approche collaborative au sein de la classe.
II. Questions
- questionnaire élaboré par Vincent Menuz
1. Citez les trois morphologies bactériennes que l’on connait.
Les trois morphologies bactériennes sont sphériques, allongées (en bâtonnets) ou en forme de spirale. YanisA (discussion) 24 janvier 2019 à 10:37 (CET)
2. Que signifie le mot « bactérie » ?
"Bactérie" signifie "bâton" en grec car la morphologie en bâtonnet a été majoritairement observée au XIXème siècle. Les autres morphologies ont été observées avec le développement de la microscopie. YanisA (discussion) 24 janvier 2019 à 10:38 (CET) BenoitD (discussion) 3 février 2019 à 18:42 (CET)
3. Que signifie cette citation : « (…) leur masse cumulée serait comparable à celle des végétaux » (section 1, §2) ?
Cela signifie que si l'on additionne la masse de toutes les bactéries, on pensait qu'elle était équivalente à celle des végétaux. Cependant on sait maintenant que c'est faux, en effet cette fameuse masse est en réalité 10x supérieure à celle de l'ensemble des Eucaryotes réunis. StamatisR (discussion) 24 janvier 2019 à 10:49 (CET)
4. « Chez un individu en bonne santé, on trouve en fait jusqu’à cent fois plus de bactéries (principalement sur la peau et dans l’intestin) que de cellules humaines » (section 1, §2). Que pouvez-vous conclure sur (i) l’importance des bactéries pour les êtres humains et (ii) sur la taille des bactéries ?
La plus grande partie des cellules constituant le corps humain s'agit de cellules bactériennes, ce qui correspond à cent fois plus de bactéries que les cellules humaines. Elles sont le plus présentes dans l'intestin et sur la peau, afin de digérer les aliments et d'autre part d'éviter l'attaque de virus dans notre corps provenant de l'extérieur. Elles sont donc importantes et même indispensables à notre survie. En effet, elles participent au recyclage de la matière vivante en conservant le carbone prisonnier de cadavres et le transforment en dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
5. « (…) les populations de bactéries peuvent (…) adopter en quelques générations seulement de tout nouveaux caractères (…) » (section 1, §4). Décrivez deux conséquences possibles de cette propriété bactérienne.
Elles s'adaptent vite aux environnements extrêmes là ou d'autres ne survivent pas car elles se reproduisent rapidement. YanisA (discussion) 24 janvier 2019 à 10:55 (CET)
Une des conséquences peut être que des bactéries étant envahies par des antibiotiques apportés par des humains, peuvent rapidement retourner la situation à leur avantage en développant de nouvelles caractéristiques grâce à leur reproduction rapide. Ces caractéristiques leur permettraient de tuer l'ennemi suite à ces changements évolutifs. Elles ont donc une capacité de survie très importante.--MayaH (discussion) 31 janvier 2019 à 10:30 (CET)
Elles ont aussi une grande diversité populationnelle due à de multiples mutations ce qui leurs permet donc, comme cité au dessus, de survivre à tous types de modifications environnementales ou situations.--ZoeS (discussion) 31 janvier 2019 à 10:39 (CET)
Cela peur être dangereux pour nous car elles peuvent s'adapter très rapidement aux antibiotiques et a leur environnement en général leur permettant d'être présentes dans tout les environnements même les plus extrêmes. Tout cela est dû a leur rythme de reproduction qui est très soutenu mais on pense qu'il faut quand même des condition de départ un minimum propices a leur développement sinon la première génération meurt et donc la lignée ne survit pas.--OscarG (discussion) 31 janvier 2019 à 11:15 (CET)
6. Pourquoi pense-t-on que les bactéries ont été une des conditions à la vie actuelle sur la terre ?
On pense cela car même dans un environnement anaérobique, les bactéries produisaient de l'oxygène. Les bactéries résistantes à l’oxygène développèrent le principe de la respiration. Au contraire, celles qui n'arrivaient pas à s'adapter à l’oxygène disparurent. --LisaH (discussion) 24 janvier 2019 à 11:00 (CET)
Auparavant, les bactéries, et surtout les cyanobactéries ont obtenu la capacité de produire de l'oxygène grâce aux mutations. Ce fait a contribué à ce qu'on appelle la "catastrophe du dioxygène", où l'oxygène a augmenté sa concentration dans l'atmosphère, ce qui entraînait un grand impact sur la biodiversité. En effet, une nouvelle condition de vie s'est formée, où l'oxygène "domine" et les procaryotes, adaptés aux environnements anaérobiques disparaissaient en grande quantité. Cela a permis aux espèces ayant subit des mutations et devenues ainsi aérobiques d'avoir d'immenses avantages sur les autres.
--YuwaA (discussion) 30 janvier 2019 à 21:47 (CET)
Ce phénomène s'appelle la "pression de sélection"KatrinaT (discussion) 31 janvier 2019 à 10:40 (CET)
7. Schématisez comment, à partir d’une population de bactéries « A » sensible à l’oxygène, une nouvelle population « A’ » capable de résister à l’oxygène peut apparaître.
Grâce à la pression de sélection les bactéries vont évoluer. Les bactéries qui survivent, sont devenues résistantes à l'oxygène grâce aux mutations hasardeuses.StamatisR (discussion) 24 janvier 2019 à 11:01 (CET)
Les bactéries se reproduisent beaucoup plus vite que l'humain. Il y a donc plus de mutations et donc un tel changement est possible grâce celles-ci.--ZoeS (discussion) 30 janvier 2019 à 21:09 (CET)
8. Dessinez un arbre phylogénétique en plaçant : LUCA, les Bactéries, les Archéobactéries et les Eucaryotes, en sachant que (i) les Bactéries et les Archéobactéries ont un ancêtre commun plus ancien que l’ancêtre commun entre les Archéobactéries et les Eucaryotes.
L’arbre est à cette page: Campbell, chapitre 26 p.637 --LisaH (discussion) 24 janvier 2019 à 11:08 (CET)
Luca est le dernier ancêtre commun universel. Nous pouvons donc dire que les bactéries, les archéobactérie et les eucaryotes ont un ancêtre commun par contre les bactéries et les archéobactérie ont un ancêtre commun plus ancien que l'eucaryote qui est "apparu" plus tard.--ZoeS (discussion) 30 janvier 2019 à 21:14 (CET)
9. Les mitochondries et les chloroplastes sont des organelles intracellulaires d’eucaryotes qui permettent respectivement de produire de l’énergie (de l’ATP) et de produire des composés organiques riches en énergie (des sucres). Ces organelles auraient été « englouties » par les ancêtres des cellules eucaryotes. Expliquez (i) ce que veut dire « engloutir » et (ii) les conséquences évolutives de cet « engloutissement ».
"Engloutir" signifie que des bactéries primitives ont pénétré une cellule hôte sous forme de proies non-digérées ou de parasites, elles ont été invaginées à l'aide de la membrane plasmique.
Cet "engloutissement" a permis une relation mutuellement bénéfique entre la bactérie et la cellule hôte qui sont devenues petit à petit interdépendantes. Cela a crée donc énormément d'énergie et a permis la formation d'un noyau qui a conduit à l'apparition des premiers Eucaryotes. Les mitochondries et chloroplastes ont donc aussi été invaginés et sont séparés d'une double membrane.--EvinK (discussion) 24 janvier 2019 à 11:02 (CET)
Ce phénomène s'appelle "l'endosymbiose". --TaraS (discussion) 24 janvier 2019 à 11:18 (CET)
BenoitD (discussion) 31 janvier 2019 à 10:40 (CET)
10. Quelles sont les différences fondamentales entre les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes ?
Les cellules eucaryotes possèdent un noyau et des organelles tells que les mitochondries et éventuellement les chloroplastes.--LisaH (discussion) 24 janvier 2019 à 10:39 (CET)
Les cellules dites eucaryotes sont composées d'organites membraneux contrairement aux cellules dites procaryotes qui n'en ont pas. L'ADN,chez les Procaryotes, "flotte" donc dans une cellule procaryote alors que l'ADN d'une cellule eucaryote est dans le noyau. --ZoeS (discussion) 24 janvier 2019 à 11:11 (CET)
Une autre différence qui existe entre ces deux types des cellules est la différence de taille. Nous savons déjà que les bactéries sont les plus petits organismes vivants qui existent. StamatisR (discussion) 24 janvier 2019 à 11:24 (CET)
Les eucaryotes possédant un noyau (gènes enfermés), des membranes internes et des cytosquelettes, permettent de délimiter les différentes "parties" et fonctions de la cellule et d'obtenir ainsi une structure plus organisée et formelle comparés aux cellules procaryotes. --YuwaA (discussion) 30 janvier 2019 à 22:05 (CET)
11. Si une seule et unique bactérie est capable de se dédoubler toutes les 20 minutes, déterminez le nombre de bactéries attendues après 60 minutes.
8 bactéries seront attendues après 60 minutes--MayaH (discussion) 24 janvier 2019 à 10:40 (CET)~
Dans le corps humain, les bactéries se trouvent dans un milieu où ils peuvent se reproduire, mais par contre, ce milieu n' est pas idéal pour que les bactéries se reproduisent sans arrêt jusqu'à l'infinis. Alors on constate que le corps humain met lui même des obstacles a ses propres bactéries pour pour qu ils se reproduisent pas a l infinis. Si la reproduction se poursuivait a cette vitesse sans rencontrer d obstacles , il faudrait seulement deux jours a une cellule unique pour engendrer une colonie dont la masse dépasserait celle de la terre.KatrinaT (discussion) 31 janvier 2019 à 11:06 (CET)
12. Expliquez comment les bactéries échangent des informations entre elles.
Pour communiquer entre elles, les bactéries utilisent plusieurs techniques pour transférer des informations génétiques. Une des manières est appelée conjugaison, elle a lieu lorsque une bactérie donatrice munie d'un appendice allongé entre en contact avec une bactérie réceptrice pour un transfert d'ADN.
La deuxième est la transduction.StamatisR (discussion) 24 janvier 2019 à 11:28 (CET)
La transduction a lieu lorsqu'un virus transporte de l'ADN bactérien avec lui et le transmet à d'autres bactéries.
Le dernier mode de transfert s'appelle transformation, elle a lieu lorsque certaines bactéries sont capables de s'approprier de l'ADN flottant après la mort d'autres bactéries.
Ces trois modes de communications ont lieu naturellement et sont utilisées fréquemment en laboratoire.--TrishaA (discussion) 30 janvier 2019 à 21:12 (CET)
13. Pourquoi faut-il diluer les bactéries pour isoler différentes espèces de bactéries ? Expliquez, à l’aide d’un schéma, en quoi une dilution permet une telle isolation.
En diluant fortement la solution, il est possible de déposer sur une boîte de Petri les bactéries très espacées les unes des autres. Certaines bactéries se reproduisant très rapidement, des colonies de mêmes bactéries pourront être formées en moins d'une journée. Ces bactéries seront identiques car issues d'un même parent.--TaraS (discussion) 24 janvier 2019 à 10:59 (CET)
14. Pourquoi la notion « d’espèce » se base sur une définition différente de celle qu’on a vu pour les plantes, les champignons et les animaux ?
La notion d'espèce est définie par le fait "d'avoir une forme semblable à l'âge adulte et embryonnaires, d'avoir un génome très proche et qu'une fécondation soit possible générant une progéniture fertile". Cette dernière condition est biaisée par le fait que la bactérie utilise la division cellulaire donc, sans fécondation, et leurs différences physiques (morphologiques) qui lorsqu'elles sont ressemblantes ne reste pas assez significative. On ne peut donc pas faire de rapprochement entre elles via leurs morphologies. On utilise pour les comparer leurs caractères biochimiques, de quelles réactions chimiques elles sont capables, de la nourriture elles sont capables d'assimiler, et leurs réactions lorsqu'elles sont en contacts avec différents anticorps. En utilisant l'ADN bactérien, cela fournit des informations généalogiques différentes c'est pour cela que la classification bactérienne reste délicate. --TaraS (discussion) 3 février 2019 à 17:30 (CET) / YanisA (discussion) 24 janvier 2019 à 11:04 (CET) / --OscarG (discussion) 24 janvier 2019 à 11:08 (CET)
15. Pourquoi certaines bactéries peuvent nous rendre malade ?
Certaines nous rendent malades car certaines bactéries sont pathogènes, elles sont donc capables de créer une infection en atteignant leur hôte à l'aide de flagelles ou de "cheveux", et lui injectant des toxines qu'elles produisent directement ou en entrant elles-mêmes dans la cellule. Cela peut amener à divers symptômes tels que des vomissements, la paralysie, la fièvre, etc. --JulieRS (discussion) 24 janvier 2019 à 10:55 (CET)
Chaque espèce de bactéries pathogènes sont capables de créer une infection.--TaraS (discussion) 24 janvier 2019 à 11:22 (CET)
Exemples de quelques pathologies bactériennes: pneumonie, infection urinaire, infection de la peau, otites etc.. BenoitD (discussion) 3 février 2019 à 18:52 (CET)
16. Que veut dire cette phrase : « Nos nombreux antibiotiques sont en fait des produits naturels de bactéries ou de champignons qui, eux-mêmes, sont résistants aux molécules qu’ils produisent pour lutter contre des bactéries rivales » (section 9, §1) ?
Les antibiotiques sont des molécules produites naturellement et synthétisées par des microorganismes pour se défendre contre des bactéries adverses dans leur environnement. Aujourd’hui, il existe plusieurs familles d’antibiotiques, naturels, semi-synthétiques ou de synthèse, qui s’attaquent spécifiquement à une bactérie ou à un groupe de bactéries.--JulieRS (discussion) 31 janvier 2019 à 11:17 (CET)
17. Imaginez une population de bactérie d’espèce « A ». On asperge cette colonie avec un antibiotique auquel l’espèce « A » est sensible. Que se passe-t-il si une seule bactérie « A » de cette population a développé une innovation évolutive qui la rend résistante à l’antibiotique ? Que pouvez-vous en conclure quant à l’utilisation massive d’antibiotique (i) dans l’élevage porcin et (ii) dans un but de prévention des maladies humaines.
La bactérie immunisée se duplique et il y a un transfert génétique sous forme de conjugaison, ce qui propage une nouvelle population immunisée contre l'antibiotique. L'utilisation massive d'antibiotiques mène à une augmentation de résistance contre les antibiotiques chez les bactéries et rend l'antibiotique inefficace. EvinK (discussion) 24 janvier 2019 à 10:40 (CET)
Références
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