Commentaires sur les activités technologiques de microbiologie :

classe de première: Microbiologie: Activités technologiques

Objectifs 1. Techniques bactériologiques : 2. Microbiologie systématique: 3. Ecologie microbienne:

classe de terminale: Microbiologie: Activités technologiques

1 -Mycologie 2- Techniques d'analyse et de contrôle

2.1. En microbiologie médicale. 2.2. Dans les industries agro-alimentaires : contrôles d'hygiène.

2.3 Dans les industries pharmaceutiques: 3. Techniques de production

  classe de première: Microbiologie: Activités technologiques

Objectifs : A l'issue de la formation,

- les techniques de base (manipulation aseptique, techniques microscopiques, techniques d'ensemencement, d'isolement, d'identification) seront maîtrisées.

- les critères d'orientation générale (caractères microscopiques, caractères culturaux, catalase, oxydase, type respiratoire) seront connus et l'étudiant saura les utiliser pour déterminer les choix méthodologiques ultérieurs.

- les fondements de la microbiologie systématique seront compris.

Le programme pourra être découpé selon les indications suivantes :

1. Techniques bactériologiques : 11 semaines

1.1 - 1.2 - 1.3 La manipulation aseptique...

La manipulation aseptique et ses règles, examen macroscopique des cultures et examen microscopique des bactéries, culture des bactéries aérobies et techniques d'ensemencement (y compris isolement et dénombrement) : 7 semaines .

Les principes de la microscopie en fond noir, contraste de phase et en lumière U.V. seront abordés lors de leurs applications pratiques ou de leur démonstration.

1.4 Technique de l'identification biochimique : elle sera conduite en parallèle avec la bactériologie systématique. 4 semaines de méthodologie générale apparaissent cependant nécessaires. Elles seront consacrées à une présentation schématique des métabolismes et à la mise en oeuvre des tests biochimiques fondamentaux qui feront l'objet d'une analyse critique (avantages, limites, indications). On combinera le choix des souches et celui des tests mis en oeuvre de façon à ce que les résultats soient exploités et réinvestis dans une approche progressive de la bactériologie systématique.

2. Microbiologie systématique: 17 semaines

Pour chaque groupe étudié, on dégagera de l'analyse de résultats expérimentaux (en particulier ceux obtenus au 1.4) et de l'analyse de documents les critères de l'identification différentielle ainsi que les principaux systèmes d'identification (il conviendrait de présenter et de mettre en oeuvre une diversité suffisante de dispositifs)

2.1. et 2.2. Cocci à Gram positif et à Gram négatif : 4 semaines

2.1 Cocci à Gram positif

Il est nécessaire de fournir quelques prérequis très élémentaires d'immunologie : définitions d'un antigène, d'un anticorps, localisation des antigènes bactériens, représentation schématique d'une réaction d'agglutination et d'une réaction de précipitation, notions de sérogroupe et de sérotype. Les techniques rapides d'identification des Cocci à Gram positif seront limitées aux tests d'agglutination sur lame (y compris le groupage antigénique des Streptococcus), L'origine des souches sera précisée (nature de l'échantillon à partir duquel la souche présentée a été isolée) et utilisée pour guider ce choix des milieux.

Les activités envisagées pour l'étude des streptocoques tiendront compte de leur ubiquité. C'est ainsi que les espèces et groupes d'intérêt médical mais aussi les streptocoques lactiques (yaourt, laits fermentés, lait cru), feront l'objet de manipulations.

2.2. Cocci à Gram négatif

L'identification est exclue

2.3 Bacilles à Gram négatif peu exigeants : 6 semaines

Au cours d'une même séance, on mettra en oeuvre, avec un groupe d'élèves, l'étude de plusieurs germes. Chaque élève, en règle générale, ne réalisera qu'une partie de l'étude: la mise en commun des résultats permettra de dégager les éléments de la systématique et de réaliser, à terme, une identification précise.

On évitera donc des études à caractère répétitif.

L'étude de bacilles à Gram négatif suppose que les tests relatifs à l'exploration des métabolismes glucidique et protidique aient été abordés préalablement ou à l'occasion de cette étude.

2.4. Bacilles à Gram positif : 3 semaines

On présentera la classification d'ensemble des bacilles à Gram positif aérobies.

2.4.1. cf compétences attendues

2.4.2. A partir de l'examen microscopique de différents aliments fermentés ( yaourt, fromages, choucroute...) et celui d'un prélèvement vaginal normal, on dégagera les caractères microscopiques et écologiques des Lactobacillus. On réalisera l'isolement de Lactobacillus sur un milieu sélectif.

2.5. Bactéries anaérobies (2 semaines avec 2.6.)

L'isolement des bactéries anaérobies ne comportera que des techniques en surface.

2.6. Mycobactéries

L'étude des caractères microscopiques sera associée à la mise en oeuvre d'une des colorations spécifiques des bacilles acido-alcoolo-résistants. Les caractères culturaux seront observés à partir de cultures fournies ou (et) de l'examen de diapositives.

3. Ecologie microbienne : 2 semaines

L'accent sera mis sur les aspects méthodologiques et le travail sur documents.

L'habitat, le rôle pathogène, le rôle écologique, l'importance dans les bio-industries seront évoqués pour chaque groupe bactérien de façon sommaire, l'application de ces connaissances étant du ressort du programme de terminale. Toute étude exhaustive et systématique est exclue.

On s'attachera :

- à relier le rôle potentiel de bio-contaminant d'une bactérie à sa présence dans la flore de l'air, de l'eau ou dans une des flores commensales humaine ou animale,

- à signaler son rôle éventuel dans une production (produits laitiers et bactéries lactiques)

- à évoquer, pour certains bacilles à Gram négatif, le pouvoir entéropathogène et le rôle dans les toxi-infections alimentaires, ou l'intérêt comme témoin de contamination fécale, ou enfin le rôle dans les infections hospitalières. L'implication de certaines bactéries dans des infections courantes sera signalée (angines, infections cutanées, infections urinaires ...).

Enfin le rôle pathogène des bactéries doit être mis en relation avec les règles de sécurité au laboratoire.

 classe de terminale: Microbiologie: Activités technologiques

1 -Mycologie ( 3 semaines )

- Moisissures

En relation avec le cours de microbiologie (2.2 et 3.2.2) on recapitulera les caractères morphologiques et culturaux des champignons. Il sera mis en oeuvre une méthodologie d'orientation et d'identification en faisant confronter aux élèves leurs observations avec un tableau des caractéristiques des moisissures les plus fréquentes, le savoir faire attendu étant la capacité d'orienter une identification en fonction des observations effectuées et d'un document fourni. On mettra en oeuvre une technique de dénombrement de moisissures ou de levures

- Levures

On présentera, recherchera et observera à partir de cultures de différentes levures (sans se limiter aux levures d'intérêt médical) leurs caractères distinctifs (caractères morphologiques forme, type de reproduction asexuée, pseudomycélium, blastospores, chlamydospores), caractères physiologiques (fermentation et assimilation des glucides).

Afin de concrétiser les méthodes d'identification des levures, on pourra réaliser l'identification d'une levure d'intérêt médical.

2- Techniques d'analyse et de contrôle (24 semaines)

2.1. En microbiologie médicale. (12 semaines)

2.1.1. Etude cytobactériologique de produits pathologiques: selles, urines.

Selles:

On définira le terme de diarrhée, et on dégagera schématiquement les principales causes de diarrhées infectieuses en mettant l'accent sur les toxi-infections d'origine alimentaire. On indiquera les bactéries responsables de ces toxi- infections.

Sur la base d'une analyse de documents, on étudiera la composition de la flore commensale intestinale.

On conduira l'examen cytobactériologique d'une selle.

La mise en oeuvre sera limitée, conformément au programme, à la recherche des bactéries entéropathogènes les plus fréquentes sous nos climats. Le cas de Staphylococcus aureus sort de ce cadre et pourra constituer un exemple de dysmicrobisme consécutif à une antibiothérapie

Urines : cf compétences attendues.

2.1.2 Examen de préparations colorées de pus et de prélèvement génitaux.

On comparera (en s'appuyant sur l'examen de lames ou de diapositives) les aspects microscopiques les plus caractéristiques de prélèvements génitaux normaux à ceux observés dans le cas d'une blennorragie aiguë, d'une mycose , vaginose microbienne, ou vaginite à Trichomonas.

On réalisera l'examen de frottis colorés de prélèvements génitaux avec rédaction d'un compte rendu.

De même, on effectuera l'examen d'un frottis coloré de pus en repérant les éléments et paramètres caractéristiques (bactéries intra ou extra cellulaires, abondance des différents éléments, description de la flore microbienne). Sur la base des observations effectuées sur des lames présentant des aspects caractéristiques, (et éventuellement en intégrant l'origine du prélèvement), les élèves devront être capables de proposer une orientation du diagnostic.

2.2. Dans les industries agro-alimentaires : contrôles d'hygiène.(12 semaines avec 2.3)

2.2.1 Méthodologie générale : techniques de dénombrement, choix des milieux.

Présenter et mettre en oeuvre d'emblée les techniques communes à la plupart des contrôles:

- techniques de dilution

- numérations en milieux liquides , par incorporation en gélose, par filtration.

Préciser et mettre en oeuvre, en vue de la recherche et/ou du dénombrement des différentes populations : mésophiles totaux, coliformes, coliformes thermotolérants, E. coli , Salmonella, Staphylococcus aureus, anaérobies sulfito-réducteurs:

- les conditions opératoires (dilutions, milieux, température d'incubation

- les tests complémentaires

- les critères relatifs à la lecture et, en fonction des normes, l'interprétation des résultats.

De façon générale, il conviendra d'apprendre aux élèves à suivre les protocoles et à exécuter les techniques citées précédemment en prenant appui sur des documents aidant à leur compréhension et à leur interprétation.

Le dénombrement en cellule et par spectrophotométrie ainsi que le tracé d'une courbe de croissance seront réalisées au 3: Production de biomasse.

2.2.2. Contrôles au niveau de la production : contrôles alimentaires; analyse bactériologique des eaux et/ou du lait et produits laitiers et/ou de plats cuisinés à l'avance.

L'élève doit être capable de mettre en oeuvre un protocole fourni et exploiter les résultats obtenus selon un plan à deux ou trois classes.

2.2.3. Contrôles au niveau des locaux: dénombrement des micro-organismes totaux sur une surface inerte.

Présenter succinctement les procédures de nettoyage utilisées en fonction des zones à risque. Montrer l'importance des contrôles microbiologiques pour établir les modalités de ces procédures et pour en évaluer l'impact. Présenter, en dégageant leurs avantages et leurs limites, les techniques de prélèvement : par écouvillonnage, par impression d'une gélose, par utilisation de " Pétrifilm", Réaliser un dénombrement de la microflore totale d'une surface par une technique d'écouvillonnage et/ou par l'utilisation d'une boite contact.

2.3 Dans les industries pharmaceutiques: Contrôle d'un médicament selon les indications de la pharmacopée.

On se limitera au contrôle de la contamination microbienne d'un produit non obligatoirement stérile en application des méthodologies et savoir-faire acquis précédemment. Le cas des produits cosmétiques peut être envisagé.

3. Techniques de production (3 semaines)

Production de biomasse ou de métabolite (en relation avec la biochimie).

Les objectifs de ces manipulations sont:

- découvrir les différentes parties du fermenteur, leur rôle, leur utilisation.

- savoir introduire stérilement l'inoculum et prélever des parties aliquotes.

- corréler l'absorbance avec la concentration cellulaire dénombrée par une autre technique.

- tracer et interpréter une courbe de croissance en milieu non renouvelé.

 

Ministère de l'éducation nationale, Ministère de la recherche