Microbiologie: Activités Technologiques

Classe de première:

  Microbiologie: Activités Technologiques

 ( enseignement par groupes d'atelier)

(5 heures hebdomadaires)

 

A- OBJECTIFS

B - PROGRAMME ET COMPETENCES ATTENDUES

1 Techniques bactériologiques

1.1 La manipulation aseptique et ses règles:

1 2 Examen macroscopique des cultures et examen microscopique des bactéries.

1.3 Techniques d'ensemencement 1.4 Techniques de l'identification biochimique :

2 Bactériologie systématique

2.1 Staphylococcus, Micrococcus, Streptococcus, Entérococcus 2.2 Cocci à Gram négatif aérobies :

2.3 Bacilles à Gram négatif aérobies peu exigeants : 2.4 Bacilles à Gram positif aérobies:

2.5 Bactéries anaérobies 2.6 Mycobactéries

3- Ecologie microbienne

3.1 Etude de la composition qualitative à partir d'une flore commensale: 3.2 Microbiologie du sol:

C - METHODOLOGIE

  Classe de terminale:

Microbiologie: Activités Technologiques

 ( enseignement par groupes d'atelier)

(4 heures hebdomadaires)

  A- OBJECTIFS

B- PROGRAMME ET COMPETENCES ATTENDUES

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: contrôle d'un médicament selon les indications de la pharmacopée

3 Techniques de production

C- METHODOLOGIE

 

Classe de première:

A-OBJECTIFS

Les activités technologiques sont un support expérimental solide permettant l'acquisition de connaissances, de méthodologies, de savoir-faire technologiques spécifiques et conférant au titulaire du diplôme la capacité de s'adapter rapidement aux exigences de situations professionnelles variées.Dans tous les cas, l'exercice de ces emplois est subordonné à la possession de compétences technologiques spécifiques:

- maîtriser les techniques de base, en particulier:
- la manipulation aseptique et les techniques de stérilisation,
- l'utilisation et la maintenance de l'outil microscope
- les techniques d'isolement et celles concourant à l'identification des micro-organismes.
- connaître, analyser et exploiter les principales caractéristiques des souches susceptibles d'être dénombrées, isolées et / ou identifiées.
- Analyser et contrôler les risques liés aux manipulations

Ce sont les objectifs principaux du programme de la classe de première.

En outre, les techniques de microbiologie participent, à des degrés divers, à l'acquisition de capacités transversales.

 

 

 

B - PROGRAMME ET COMPETENCES ATTENDUES

PROGRAMME

 

COMPETENCES ATTENDUES

 

1 Techniques bactériologiques

1 1 La manipulation aseptique et ses règles: le risque microbiologique au laboratoire (cf programme de sécurité)

 

Maîtriser la manipulation aseptique

 

1 2 Examen macroscopique des cultures et examen microscopique des bactéries. Reconnaissance et description des différentes morphologies

 

Décrire les éléments constitutifs du microscope optique et en expliquer les rôles.

Définir les termes de grossissement, grandissemement, pouvoir séparateur

Définir la microscopie en contraste de phase, fond noir, en lumière UV

Utiliser et entretenir correctement le microscope.

Mesurer un champ microscopique à différents grossissements.

Evaluer la taille des micro-organismes contenus dans un champ microscopique

A partir de culture de différents groupes bactériens (staphylocoques, Streptocoques, Neisseria, entérobactéries, Pseudomonas ) fournis sur milieux gélosés ou de différents milieux biologiques (aliments, eaux, air sols, végétaux, flore cutanée...), reconnaître l'aspect des colonies, décrire les caractères morphologiques : forme, groupements, taille, caractères tinctoriaux, mobilité, spores, capsules

 

 

 

1 3 Culture des bactéries aérobies et techniques d'ensemencement

 

Indiquer, à partir de documents, le rôle des principaux composants et les propriétés des principaux milieux non sélectifs, usuels et enrichis.

 

A partir de cultures en bouillon de différents groupes bactériens, choisir après examens microscopiques, le milieu d'isolement adapté. Justifier ce choix. Isoler les souches proposées. Analyser la composition d'un milieu sélectif et en déduire son application. Résoudre un mélange bactérien et proposer sur la base des examens microscopiques et culturaux , une orientation du diagnostic des bactéries le constituant. Justifier les choix méthodologiques : milieux et techniques de culture.

 

1 4 Techniques de l'identification biochimique :

-tests d'orientation, galeries traditionnelles et miniaturisées.

Tests et galeries d'identification rapide

 

Les compétences attendues apparaissent en 2.

 

2 Bactériologie systématique

2 1 Cocci à Gram positif aérobies: Staphylococcus, Micrococcus,

Streptococcus, Entérococcus

 

Indiquer les critères d'identification des familles des Micrococcaceae et de Streptococcaceae.

Dégager à partir de documents et de 1'étude de galeries traditionnelles et (ou) miniaturisées, les caractères distinctifs des principaux genres et principales espèces.

Analyser les résultats obtenus en situation réelle et construire un schéma récapitulatif de l'identification d'un coque Gram+ en hiérarchisant dans le temps les critères utilisés. Analyser des résultats proposés en situation simulée

Préciser, pour les espèces ou groupes suivants: Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogènes groupe A, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pneumoniae , Streptocoques oropharyngés, Enterococcus, Streptocoques lactiques, Leuconostoc:

L'habitat, le rôle pathogène, le rôle écologique ou l'importance dans les bio-industries.

Rechercher, pour les bactéries d'intérêt médical , un schéma d'identification rapide et décrire les techniques utilisées

 

2.2 Cocci à Gram négatif aérobies :

Neisseria et Branhamella

 

Reconnaître des coques à Gram négatif sur la base des examens microscopiques et culturaux. Présenter les principaux genres et espèces en précisant l'habitat et le pouvoir pathogène.

 

 

2.3 Bacilles à Gram négatif aérobies peu exigeants : Entérobactéries, Vibrions,Pseudomonas et bactéries apparentées

 

Indiquer les critères morphologiques, culturaux et biochimiques permettant d'orienter l'identification vers une des trois familles : Entérobacteriaceae, Vibrionaceae, Pseudomonas et apparentés.

Proposer , sous forme d'un schéma, une démarche analytique hiérarchisant ces critères.

Proposer et mettre en oeuvre une galerie traditionnelle et une galerie miniaturisée adaptées à l'identification des principaux genres et principales espèces d'intérêt médical ou d'importance industrielle .

Analyser les résultats obtenus ou ceux présentés en situation simulée pour proposer une identification d'espèce. Valider ces résultats en vérifiant la conformité des caractères les plus significatifs Indiquer l'habitat, le rôle pathogène, le rôle écologique ou l'importance dans les bio-industries.

 

 

2.4 Bacilles à Gram positif aérobies:

2 4 1 Bacillus

 2 4 2 Lactobacillus

 

Indiquer le rôle écologique et 1'importance industrielle de Bacillus,

Analyser des tableaux de résultats pour dégager les caractères distinctifs des principales espèces.

Proposer, ensemencer et interpréter une galerie traditionnelle et /ou miniaturisée d'identification

Identifier le genre Lactobacillus sur des critères morphologiques et culturaux. Distinguer les groupes fermentaires (homo et hétérofermentaires)

Présenter les rôles écologiques et industriels de Lactobacillus 

2.5 Bactéries anaérobies

Présenter et mettre en oeuvre les techniques permettant d'obtenir l'anaérobiose.
Présenter les critères de la classification des bactéries anaérobies. Présenter et et mettre en oeuvre les techniques permettant l'isolement et l'orientation du diagnostic des Clostridium et(ou) des bactéries de la flore de Veillon sur la base des caractères microscopiques et culturaux

2.6 Mycobactéries

 

Préciser les caractères morphologiques et culturaux des Mycobactéries

3- Ecologie microbienne

3-1- Etude de la composition qualitative à partir d'une flore commensale :

la flore intestinale

 

A partir de prélèvements de selles, réaliser :

- les examens microscopiques.

- les isolements sélectifs et non sélectifs en justifiant le choix des milieux utilisés

- le repérage des colonies d'aspect différent

- l'identification des différents groupes microbiens présents dans le prélèvement - un bilan de l'analyse qualitative et semi-quantitative de la flore commensale étudiée

 

3-2 Microbiologie du sol:

Isolement des Actinomycètes

 

Décrire les techniques utilisées pour isoler les Actinomycètes

 Mettre en évidence l'ammonification,la nitrification et la cellulolyse

 

C METHODOLOGlE

 

  Le programme propose une logique de progression qui est explicitée par l'énoncé des compétences terminales. Il convient de faire acquérir :

Les connaissances indispensables relatives au risque biologique et notamment celui qui est lié à la manipulation des souches microbiennes et des produits biologiques d'origine humaine:

une maîtrise suffisante:
de la manipulation aseptique
des gestes et comportements qui garantissent la sécurité des personnes et la qualité des préparations
de l'organisation du poste de travail

On veillera à ce que ces apprentissages ne se fassent pas exclusivement sur la base de consignes à respecter mais soient aussi le résultat de réflexions et d'argumentations. Ils s'appuieront notamment sur le programme de " Prévention des risques au laboratoire "( cf ci-après Fonction " sécurité " )

Bien que ces manipulations puissent être exploitées utilement dans le cadre d'une approche de la bactériologie systématique, elles constituent un préalable à tous les travaux pratiques technologiques.

Il semble souhaitable que la bactériologie systématique soit abordée, dans un premier temps, sur la base d'études de nature méthodologique. Dans cette optique, il apparaît logique de faire converger d'a fluides utilisés ainsi qu'une connaissance technologique des matériels et des équipements

· une analyse à priori" des risques liés à une manipulation ou à une activité

2 - Introduire le "rationnel" dans des phénomènes supposés imprévisibles ou inéluctables suppose:

· une analyse "à posteriori" des risques c'est-à-dire l'analyse des incidents et des accidents survenus dans des manipulations ou des activités.

· une connaissance scientifique suffisante des agents, des produits et des fluides utilisés ainsi qu'une connaissance technologique des matériels et des équipements

 Il s'agit donc d'une autre approche de la sécurité où la perception du risque ne se limite plus à la seule sensation ni à l'énoncé d'interdits mais où l'on développe l'esprit d'analyse plutôt que l'esprit d'obéissance, où l'on responsabilise, où l'on éduque à priori donc sans cesser de protéger.

 - La classe de première permet surtout de développer les connaissances scientifiques relatives aux principaux agents responsables d'accidents au laboratoire c'est-à-dire les agents biologiques et les produits chimiques.

 Cette étude sera intégrée aux travaux pratiques spécifiques et développée au fur et à mesure des besoins et de la progression.

Les méthodes d'analyse des risques n'ayant pas encore été traitées, on se limitera à donner les régles de sécurité à appliquer et les mesures de prévention à adopter c'est-à-dire:

· en laboratoire de microbiologie : les conduites recommandées pour limiter les contaminations aéroportées et manuportées ainsi que l'inventaire des dispositifs et des équipements de protection individuelle et collective.

· en laboratoire de biochimie : les conduites recommandées pour limiter les risques de projections ou de bris ou d'explosions ou d'incendies ainsi que l'inventaire des dispositifs et des équipements de protection individuelle et collective.

 Toutefois, cet inventaire des conduites et des dispositifs ou équipements devra être justifié scientifiquement à chaque fois que cela est possible afin de développer un comportement " sécuritaire " raisonné et intelligent (cf 2-5-1, 2-5-3-5, 2-5-4, et 3-3-2 : " justifier et analyser ")

Bien entendu, on mettra en garde les élèves, dès la classe de première, contre le risque électrique en attendant que celui-ci soit davantage développé en classe terminale.

- L'étude du cadre juridique et social doit rester strictement informatif. On peut faire appel à cet effet à un conférencier spécialisé (INRS,CNAM,CRAM...) qui présentera en temps limité ( 2à 3 heures) ce cadre juridique et social et les méthodes d'analyse à priori et à postériori des risques.

Cette intervention devra être conduite en classe terminale dès le début de l'année scolaire afin de permettre aux professeurs de mettre en oeuvre, chacun dans sa discipline, les méthodes d'analyse des risques.

- Le risque chimique sera enseigné en travaux pratiques de biochimie, ce qui n'exclût pas de le faire également en travaux pratiques de chimie. Quelques commentaires supplémentaires peuvent être apportés:

* on dressera une typologie des principaux produits chimiques utilisés dans les laboratoires de biologie: acides, hydrocarbures aromatiques, alcools, éther, cétones, solvants chlorés, aldéhydes, phénols, produits cancérogènes.

* Chacune de ces familles sera illustrée par des exemples de produits utilisés dans les laboratoires de biochimie et biologie.

* On mentionnera pour chacun debord ses efforts sur les techniques d'étude des caractères microscopiques et culturaux, en utilisant une variété suffisante de souches, les résultats obtenus devant permettre de déboucher sur un premier classement et une orientation du diagnostic.

Il peut être utile dans ce cas d'anticiper quelque peu sur la suite de la progression et d'utiliser quelques caractères biochimiques de réalisation simple ( catalase-oxydase).

Les caractères biochimiques et les méthodologies associées à leur exploration peuvent être progressivement explicités et introduits dans des schémas d'identification.

Il devient alors possible de mobiliser l'ensemble des connaissances acquises sur les différents groupes pour en faire une étude synthétique comprenant leurs rôles écologiques et leurs importances industrielles et médicales.

Les objectifs terminaux à atteindre sont la compréhension des méthodologies mises en oeuvre, l'aptitude à pratiquer des choix raisonnés et judicieux en liaison avec une bonne connaissance des critères d'identification.

Le travail sur documents et l'utilisation de l'outil informatique sont dans la mise en oeuvre de ce programme, des pratiques pédagogiques recommandées.

 

En matière de sécurité, les objectifs attendus sont les suivants:
- Mettre en oeuvre une méthode d'analyse " à priori " des risques liés à une manipulation ou à une activité:
* inventaire correct et exhaustif des produits utilisés (produits chimiques et biologiques) et des souches microbiennes cultivées, isolées ou identifiées
* description des différentes catégories de risques encourus: risques chimiques, risques électriques risques liés à l'utilisation de machines et d'appareils, risques biologiques
- Mettre en oeuvre une méthode d'analyse " à posteriori " des risques: analyse des incidents et accidents survenus dans des manipulations ou activités du même type et mise en évidence logique et argumentée de facteurs potentiels d'accidents
- Répertorier les textes réglementaires, les normes, les recommandations, les " Bonnes Pratiques de Laboratoire ", les réglements intérieurs qui s'appliquent à une manipulation ou à une situation donnée
- Prévoir les mesures de sécurité conformes au diagnostic réalisé pour la manipulation ou l'activité envisagées
- Prendre les mesures de sauvegarde adaptées en cas de dysfonctionnement et de danger: arrêt immédiat des appareils et des installations, neutralisation ou destruction ou évacuation des produits et des micro-organismes
- Savoir donner l'alerte en cas d'accident
- Savoir protéger du suraccident et transmettre l'alerte aux services de sauvetage-secours et de soins adaptés
- Savoir intervenir en cas de brûlure par flamme ou de projections de produits corrosifs
- Estimer les conséquences possibles sur l'environnement

 

 

 

 

Classe de terminale:

 

A - OBJECTIFS

 

Le baccalauréat Biochimie-Génie biologique doit permettre à son titulaire d'exercer des activités :

- dans les laboratoires de contrôles (contrôles alimentaires, contrôles d'hygiène des locaux et du personnel, contrôles de la propreté microbiologique ou de la stérilité de produits pharmaceutiques, cosmétologiques et de dispositifs médicaux, contrôles de pollution des milieux naturels).

- dans des laboratoires d'analyse médicale, de recherche, dans les laboratoires oenologiques et les laboratoires d'analyse des sols.

Les programmes des travaux pratiques technologiques sont conçus de façon à permettre l'acquisition de méthodologies et de savoir-faire spécifiques et à conférer au titulaire du diplôme la capacité de s'adapter rapidement aux exigences de situations professionnelles variées.

Le principal objectif de travaux pratiques technologiques de la classe de terminale est donc de parfaire la formation de techniciens polyvalents en:.

- complétant les connaissances de microbiologie systématique,

- développant l'aptitude à analyser les problèmes spécifiques posés par des situations professionnelles données choisies parmi les plus représentatives, à rechercher et comprendre les solutions adaptées et les protocoles qui en résultent. Les travaux pratiques sont aussi un support expérimental solide facilitant l'appropriation de connaissances technologiques en relation avec des éléments de culture générale du cours de microbiologie générale.

- Ils contribuent aussi à développer des capacités spécifiques et transversales nécessaires pour toute poursuite d'étude.

 

B - PROGRAMME ET COMPETENCES ATTENDUES

Programme

Compétences attendues

1. Mycologie :

Levures et Moisissures

 

A partir de cultures données, orienter le diagnostic sur la base des caractères microscopiques et Culturaux.

Décrire et mettre en oeuvre les méthodes de culture, d'isolement et de dénombrement des levures et moisissures d'intérêt médical et industriel.

Décrire les méthodes d'identification.

 

2. Techniques d'analyse et de contrôle :

2.1. En microbiologie médicale
2.1.1 En microbiologie médicale

Etude cytobactériologique de produits pathologiques :
Selles, urines

2.1.2 Examen de préparations colorées de pus et de prélèvements génitaux

2.1.3 Etude de la sensibilité aux antibiotiques: Détermination de la CMI

Conduire l'analyse cytobactériologique d'une selle en vue de la recherche
de bactéries entéropathogènes: Salmonella,Shigella, Yersinia, staphylocoque .
Réaliser le sérotypage des salmonelles
Citer et hiérarchiser les critères de l'infection urinaire
Présenter et justifier les conditions de prélèvement
Conduire l'analyse cytobactériologique d'une urine: examen microscopique du sédiment, évaluation de la bactériurie et de la leucocyturie,isolement, orientation du diagnostic sur la base des résultats disponibles le deuxième jour de l'analyse,identification et antibiogramme.

Décrire les principales caractéristiques des préparations proposées et donner une conclusion pertinente

 

Interpréter des courbes de croissance de bactéries en présence de différentes concentrations en antibiotique.
Définir les phénomènes de bactériostase et de bactéricidie.
Indiquer les principales méthodes de détermination de la CMI, donner leur principe.
Présenter les conditions de la standardisation de l'antibiogramme
Réaliser un antibiogramme par la méthode des disques et par l'utilisation des systèmes miniaturisés.
Lire les résultats d'un antibiogramme à l'aide d'abaques

2.2 Dans les industries agro-alimentaires: contrôles d'hygiène
2.2.1 Méthodologie générale: techniques de dénombrement, choix des milieux,expression et interprétation des résultats.
2.2.2 Contrôles au niveau de la production:
Contrôles alimentaires
analyse bactériologique des eaux, et/ou du lait, et produit laitier,et/ou de plats cuisinés à l'avance
2.2.3 Contrôles au niveau des locaux- dénombrement des micro-organismes totaux sur une surface inerte

 

 

 

 

 

Réaliser tout ou partie de l'analyse bactériologique d'une eau, et/ou du lait, et/ou d'un produit laitier,et/ou d'un plat cuisiné à l'avance selon les protocoles imposés par la réglementation

Réaliser par une technique d'écouvillonnage ou avec une boîte contact, un dénombrement de la microflore totale d'une surface
Justifier les temps opératoires, les modes de calcul et d'expression des résultats.

2.3 Dans les industries pharmaceutiques Contrôles
d'un médicament selon les indications de la pharmacopée
 

3 Techniques de production: production de biomasse ou de métabolite

(en relation avec la biochimie)

C- METHODOLOGIE

Plusieurs approches de ce programme sont possibles et également justifiées. Les choix seront fonction des expériences antérieures, des réflexions et des moyens matériels dont disposent les équipes pédagogiques.

Dans tous les cas, Il est souhaitable de s'assurer de la solidité des acquis en bactériologie systématique avant de mettre en oeuvre une technologie d'analyse ou de contrôle.

On peut y parvenir en y consacrant les premières séances de l'année ou en intégrant à chaque technologie étudiée, les éléments de bactériologie systèmatique qui lui sont associés.

Lorsque des connaissances méthodologiques et des savoir-faire sont communs à un ensemble de techniques d'analyses ou de contrôle, il est conseillé d'en faire l'étude préalable. Il conviendra, en outre de privilégier l'analyse critique des protocoles et de bien situer leur mise en oeuvre dans le contexte économique ou médical en les situant dans le processus le plus large d'un diagnostic médical ou d'une démarche d'assurance qualité.

Il importe enfin de bien Intégrer les Bonnes Pratiques du Laboratoire, en particulier les contraintes réglementaires de sécurité.

Afin de mieux cerner les limites du programme, il paraît utile de suggérer la répartition suivante des séances de Travaux Pratiques ( sur la base de 4 heures hebdomadaires)

 

- Mycologie 3 séances
- Techniques d'analyses et de contrôle en Microbiologie médicale 12 séances
- Techniques d'analyse et de contrôle dans les industries - agro-alimentaires et pharmaceutiques 12 séances
- Techniques de production 3 séances

Enfin, il convient de rappeler les principaux objectifs de la fonction " Sécurité "
Mettre en oeuvre une méthode d'analyse à priori des risques liés à une manipulation ou à une activité:
*inventaire correct et exhaustif des produits utilisés (produits chimiques et biologiques) et des souches microbiennes cultivées, isolées ou identifiées
*description des différentes catégories de risques encourus: risques chimiques, risques électriques, risques liés à l'utilisation de machines et d'appareils, risques biologiques
- Mettre en oeuvre une méthode d'analyse à posteriori des risques: analyse des incidents et accidents survenus dans des manipulations ou activités du même type et mise en évidence logique et argumentée de facteurs potentiels d'accidents
- Répertorier les textes réglementaires, les normes, les recommandations, les "Bonnes Pratiques de Laboratoire", les réglements intérieurs qui s'appliquent à une manipulation ou à une situation donnée
-· Prévoir les mesures de sécurité conformes au diagnostic réalisé pour la manipulation ou l'activité envisagées
- Prendre les mesures de sauvegarde adaptées en cas de dysfonctionnement et de danger: arrêt immédiat des appareils et des installations, neutralisation ou destruction ou évacuation des produits et des micro-organismes
- Savoir donner l'alerte en cas d'accident
- Savoir protéger du suraccident et transmettre l'alerte aux services de sauvetage-secours et de soins adaptés
- Savoir intervenir en cas de brûlure par flamme ou de projections de produits corrosifs
- Estimer les conséquences possibles sur l'environnement.

 

Ministère de l'éducation nationale, Ministère de la recherche