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Pourquoi une espèce particulière de bactéries donne-t-elle naissance à un type particulier de colonie ?

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La colonie bactérienne varie en forme, en altitude, en marge, en opacité, en chromogenèse, etc. Qu'est-ce qui donne un caractère défini à une colonie et quelle est la source de toute la diversité ? La raison est-elle similaire à celle de la structure du cristal de sel (c'est-à-dire que les éléments de base se connectent de manière très définie les uns aux autres) ?

METTRE À JOUR (clarification)

Sur cette page, on observe que les colonies peuvent prendre diverses formes, comme si elles avaient une structure interne, de sorte que par exemple, la forme, l'élévation et la marge diffèrent et peuvent même être décrites comme ayant une forme particulière.

En supposant que les bactéries n'ont aucune forme d'organisation ou de spécification sociale, quels facteurs font que leurs colonies ont une forme particulière, et cette forme est bien définie pour chaque espèce ?

De plus, par exemple, cette image sur ce site Web montre clairement une colonie de bactéries qui ressemble à des cristaux de glace. Si la colonie de bactéries n'a pas de structure interne, qu'est-ce qui fait que les bactéries suivent un modèle semblable à un cristal ? Pourquoi pas un goo informe, comme on pourrait l'imaginer ?


Pourquoi une espèce particulière de bactéries donne-t-elle naissance à un type particulier de colonie ? - La biologie

BIOLOGIE E/M SUJET TEST 1

Vos réponses aux questions Biology E/M Subject Test 2 doivent être renseignées dans la partie Test 2 de votre feuille de réponses (à la fin du livre). Les notes sur toute autre section ne seront pas prises en compte dans votre score de Biologie E/M Subject Test.

Lorsque votre superviseur donne le signal, tournez la page et commencez le test du sujet de biologie E/M. Il y a 100 ovales numérotés sur la feuille de réponses. Il y a 60 questions dans le test de biologie de base, 20 questions dans la section Biologie-E et 20 questions dans la section Biologie-M. Par conséquent, utilisez UNIQUEMENT les ovales 1-80 (pour Biologie-E) OU les ovales 1-60 plus 81-100 (pour Biologie-M) pour enregistrer vos réponses.

POUR LA BIOLOGIE-E ET LA BIOLOGIE-M, RÉPONDEZ AUX QUESTIONS 1-60

Instructions: Chaque ensemble de choix en lettres ci-dessous fait référence aux énoncés numérotés qui le suivent immédiatement. Sélectionnez le choix à une lettre qui répond le mieux à chaque question ou correspond le mieux à chaque énoncé, puis remplissez l'ovale correspondant sur la feuille de réponses. Un choix peut être utilisé une fois, plusieurs fois ou pas du tout dans chaque ensemble.

Questions 1-3

1. Localisation de la respiration cellulaire chez les procaryotes

2. Produit final du métabolisme anaérobie dans les cellules musculaires

3. Localisation de la glycolyse chez les eucaryotes

Question 4-6

4. Stade de la méiose au cours duquel se produit la recombinaison du matériel génétique

5. Stade de la méiose au cours duquel des paires de chromosomes homologues s'alignent au centre de la cellule

6. Stade de la méiose au cours duquel les chromatides sœurs sont séparées

Question 7-9

7. Un type d'apprentissage simple impliquant une perte de sensibilité à des stimuli sans importance

8. Les oies reconnaissent une horloge à retardement comme « mère » si elles y sont exposées pendant une période critique peu de temps après l'éclosion

9. Les poissons reçoivent de la nourriture en même temps qu'un robinet sur leur bol en verre et apprennent rapidement à s'approcher lorsqu'un robinet retentit même en l'absence de nourriture

Questions 10-12

10. Structure où se produit la majeure partie de la digestion et de l'absorption des nutriments

11. Structure où la digestion de l'amidon a lieu en premier

12. Structure avec le pH le plus bas

Instructions: Chacune des questions ou des énoncés incomplets ci-dessous est suivi de cinq suggestions de réponses ou de compléments. Certaines questions portent sur un ensemble qui renvoie à une situation de laboratoire ou d'expérimentation. Pour chaque question, sélectionnez le choix qui est la meilleure réponse à la question, puis remplissez l'ovale correspondant sur la feuille de réponses.

13. Les structures homologues, qui ont des structures sous-jacentes similaires mais peuvent avoir des fonctions différentes, sont formées par

14. L'hémoglobine est une protéine des globules rouges qui lie et transporte l'oxygène et un peu de dioxyde de carbone. Son affinité pour l'oxygène change à mesure que le sang se déplace des poumons vers les tissus corporels et revient vers les poumons. On pourrait s'attendre à ce que l'hémoglobine ait

(A) une affinité élevée pour le dioxyde de carbone dans les poumons et une faible affinité pour l'oxygène dans les tissus

(B) une faible affinité pour le dioxyde de carbone dans les poumons et une affinité élevée pour l'oxygène dans les tissus

(C) une affinité élevée pour l'oxygène dans les poumons et une faible affinité pour l'oxygène dans les tissus

(D) une faible affinité pour l'oxygène dans les poumons et une forte affinité pour l'oxygène dans les tissus

(E) une affinité élevée pour l'oxygène dans les poumons et une affinité élevée pour le dioxyde de carbone dans les poumons

15. Laquelle des séquences d'ARN suivantes serait transcrite à partir de la séquence d'ADN ATGCCTAGGAC ?

16. Les arthropodes peuvent être caractérisés par tous les éléments suivants SAUF

(B) un système vasculaire de l'eau

17. Lesquelles des fonctions suivantes sont des fonctions du rein ?

I. filtration du sang pour éliminer les déchets

II. régulation de la pression artérielle

18. Chez les poulets, l'allèle des plumes de la queue longue (T) est dominant sur l'allèle des plumes de la queue courte (t). Si un poulet à queue longue (TT) de race pure s'accouple avec un poulet à queue courte (TT) de race pure, quel pourcentage de leur progéniture (s'ils sont accouplés avec le bon génotype) pourrait donner naissance à des poulets à queue courte ?

(E) incapable de déterminer à partir des informations fournies

19. Tous les éléments suivants pourraient être considérés comme des facteurs dépendant de la densité affectant la croissance démographique SAUF

20. La meilleure définition d'une espèce est

(A) un groupe d'organismes qui occupent la même niche

(B) une population qui travaille ensemble pour se défendre contre les prédateurs

(C) un groupe d'organismes qui peuvent s'accoupler les uns avec les autres

(D) une population qui se nourrit d'autres populations

(E) une population dans laquelle tous les membres bénéficient de l'association d'une manière ou d'une autre

21. Lequel des éléments suivants contient du sang pauvre en oxygène ?

22. Un organisme semble être un ver segmenté. Après observation, il est déterminé que l'organisme a une circulation fermée, une bouche et un anus, et n'a PAS d'exosquelette. L'organisme appartient probablement au phylum

23. Lesquelles des substances suivantes sont produites par les réactions lumineuses de la photosynthèse ?

24. Considérez le graphique suivant de la concentration du substrat en fonction de la formation du produit. Supposons que la concentration en enzyme soit constante. Pourquoi le graphique se stabilise-t-il à des concentrations élevées de substrat ?

(A) Toute l'enzyme est épuisée et la formation de produit ne peut pas se produire sans elle.

(B) Il n'y a plus de substrat à transformer en produit.

(C) La concentration du substrat dépasse la concentration en enzyme et tous les sites actifs sont saturés.

(D) La réaction est terminée.

(E) Un inhibiteur a été ajouté et il a ralenti la vitesse de formation du produit.

25. Un oiseau qui se nourrit à la fois d'insectes et de baies serait classé comme un

26. Laquelle des formules chimiques suivantes pourrait représenter un monosaccharide ?

27. Une population d'oiseaux vit dans une zone avec de nombreux insectes dont elle se nourrit. Les insectes vivent à l'intérieur des arbres, s'enfouissant dans l'écorce. Au cours de plusieurs centaines d'années, la taille moyenne du bec de la population d'oiseaux a augmenté. Cela est dû à

(A) aptitude accrue des oiseaux, conduisant à la spéciation

(B) diminution de l'aptitude des insectes, permettant aux oiseaux de les attraper plus facilement

(C) amélioration de la forme physique des oiseaux à gros bec, conduisant à l'évolution

(D) diminution de la fitness des oiseaux à petit bec, conduisant à la spéciation

(E) mutation aléatoire et recombinaison génétique

28. L'emplacement sur une enzyme où un substrat se lie est appelé le

29. Les cellules humaines maintiennent des gradients de concentration à travers leurs membranes plasmiques, de sorte qu'il existe une concentration élevée de sodium à l'extérieur de la cellule et une concentration élevée de potassium à l'intérieur de la cellule. Supposons qu'à l'intérieur de la membrane cellulaire se trouvent des canaux de « fuite » de sodium. Ces canaux permettraient au sodium de

(A) sortir de la cellule par simple diffusion

(B) se déplacer dans la cellule par simple diffusion

(C) sortir de la cellule par diffusion facilitée

(D) se déplacer dans la cellule par diffusion facilitée

(E) se déplacer dans la cellule par transport actif

30. Le rôle des décomposeurs dans le cycle de l'azote est de

(A) fixer l'azote atmosphérique dans l'ammoniac

(B) incorporer de l'azote dans les acides aminés et les composés organiques

(C) convertir l'ammoniac en nitrate, qui peut ensuite être absorbé par les plantes

(D) dénitrifier l'ammoniac, renvoyant ainsi l'azote dans l'atmosphère

(E) libérer l'ammoniac des composés organiques, le renvoyant ainsi au sol

31. Tout ce qui suit est vrai à propos du système endocrinien SAUF

(A) il repose sur des messagers chimiques qui voyagent dans la circulation sanguine

(B) c'est un système de contrôle qui a des effets extrêmement rapides sur le corps

(C) les hormones n'affectent que certains organes "cibles"

(D) il est impliqué dans le maintien de l'homéostasie du corps

(E) ses organes sécrètent des hormones directement dans la circulation sanguine, plutôt que par des canaux

32. Deux organismes vivent en étroite association l'un avec l'autre. Un organisme est aidé par l'association, tandis que l'autre n'est ni aidé ni blessé. Lequel des termes suivants décrit le mieux cette relation ?

(E) Relation prédateur-proie

33. Le débit cardiaque (la quantité de sang pompé hors du cœur en une minute) et la pression artérielle sont directement proportionnels. Lequel des graphiques suivants illustre le mieux la relation entre le débit cardiaque et la pression artérielle ?

(UNE)

(B)

(C)

(RÉ)

(E)

Les questions 34-36 se réfèrent au schéma suivant.

34. Emplacement où les cellules haploïdes mâles sont produites

35. Structure collante où les grains de pollen peuvent se fixer et germer

36. Structure qui, une fois fécondée, se développe en fruit

Question 37-38

Les tropismes font référence aux mouvements effectués par les plantes vers ou loin de certains stimuli. Les tropismes « positifs » se réfèrent spécifiquement aux mouvements vers un stimulus, tandis que les tropismes « négatifs » se réfèrent aux mouvements effectués à partir d'un stimulus.

37. Une plante poussant sur le côté ombragé d'un bâtiment se penche autour du coin du bâtiment vers la lumière du soleil. Ceci est un exemple de

38. La tige et les feuilles de la plante poussent loin du sol. Ceci est un exemple de

Les questions 39-43 se réfèrent au schéma suivant.

39. L'hormone marquée X dans le diagramme est souvent utilisée dans les tests de diagnostic en vente libre pour déterminer quand l'ovulation s'est produite. Cette hormone est

40. Sur la base des niveaux de pointe de l'hormone X, quel jour du cycle l'ovulation est-elle la plus susceptible de se produire ?

41. L'hormone marquée Y dans le diagramme est

(A) la progestérone, sécrétée par le corps jaune après l'ovulation

(B) la progestérone, sécrétée par l'ovaire après l'ovulation

(C) oestrogène, sécrété par le corps jaune après l'ovulation

(D) œstrogène, sécrété par l'ovaire après l'ovulation

(E) oestrogène, sécrété par le follicule avant l'ovulation

42. Immédiatement après la fécondation, le zygote commence à subir une division cellulaire rapide. Ce processus est connu sous le nom

43. À partir de laquelle des couches germinales primaires le système nerveux se développe-t-il ?

Question 44-46

Une communauté stérile et rocheuse près d'un lac n'a pratiquement aucune végétation ou vie animale. Après une période d'environ 75 ans, la communauté possède une grande variété de flore et de faune, notamment des arbres à feuilles caduques, des cerfs et des ratons laveurs.

44. Le processus qui a eu lieu peut être décrit comme

45. La communauté stable d'arbres à feuilles caduques et d'animaux est connue sous le nom de

46. Habituellement, les premiers organismes à coloniser les zones rocheuses sont les lichens. Ceux-ci sont connus sous le nom de

Les questions 47-50 se réfèrent à l'expérience suivante.

Les diurétiques sont des substances qui aident à éliminer l'eau du corps. Les effets de diverses substances ont été testés sur plusieurs volontaires. Tous les volontaires avaient une masse de 70 kg. Ils n'ont rien bu pendant huit heures avant le test et ont uriné juste avant d'ingérer la substance d'essai. Les trois substances (eau, caféine et sel) ont été testées sur trois jours distincts. Les résultats sont présentés dans les tableaux ci-dessous.

47. Laquelle des substances suivantes pourrait être classée comme diurétique ?

48. Quel graphique représente le mieux la variation du volume d'urine lors de l'ingestion de caféine ?

(UNE)

(B)

(C)

(RÉ)

(E)

49. Le but d'ingérer l'eau plate (Tableau 3) était de

(A) réhydrater les volontaires

(B) dissoudre les substances

(E) agir comme une substance d'essai positive

50. Sur la base des résultats en Tableau 2, si un volontaire ingère 4,5 g de chlorure de sodium dissous dans 100 ml d'eau, quel serait le volume d'urine approximatif prédit recueilli après une heure ?

Les questions 51-53 se réfèrent aux informations suivantes sur l'hérédité.

L'hémophilie est un trouble dans lequel le sang ne coagule pas. John, un homme hémophile, épouse Jane, une femme normale, et ensemble, ils ont quatre enfants, deux garçons (Mark et Mike) et deux filles (Molly et Mary). Aucun des enfants ne présente les symptômes de l'hémophilie. Mark, Mike, Molly et Mary épousent tous des individus normaux et ont des enfants. Aucun des enfants de Mark ou de Mike, homme ou femme, ne présente de symptômes d'hémophilie, mais les fils de Molly et Mary présentent tous des symptômes d'hémophilie alors que les filles de Molly et Mary n'en présentent pas.

51. Lequel des énoncés suivants explique le mieux la raison pour laquelle Mark, Mike, Molly et Mary ne présentent pas de symptômes d'hémophilie, même si leur père, John, est hémophile ?

(A) L'hémophilie est une maladie liée à l'X et Jean ne peut transmettre que son chromosome Y.

(B) L'hémophilie est une maladie liée à l'X et même si Molly et Mary ont reçu un chromosome X hémophile de John, Jane leur a donné un chromosome X normal.

(C) L'hémophilie est un trouble lié à l'Y et ne peut donc pas se manifester chez les femmes.

(D) L'hémophilie est un trouble lié à l'Y et Mark et Mike doivent avoir reçu un chromosome X de John.

(E) L'hémophilie est une maladie liée à l'X, et même si Mark et Mike ont reçu un chromosome X hémophile de John, Jane leur a donné un chromosome X normal.

52. Si l'une des filles de Mike épouse un homme normal, quelle est la probabilité qu'un de leurs enfants présente des symptômes d'hémophilie ?

53. Parmi les personnes suivantes, lesquelles sont hétérozygotes pour l'hémophilie ?

(B) Mark, Mike, Molly et Mary

Questions 54-57

Un volontaire a reçu une injection intraveineuse de plusieurs substances d'essai pour déterminer l'effet de chaque substance sur les variables corporelles normales. Les résultats sont affichés dans Tableau 1. Supposons qu'il y ait suffisamment de temps entre les injections pour que les substances n'interfèrent pas les unes avec les autres.

54. Sur la base des informations contenues dans Tableau 1, laquelle des propositions suivantes est la substance B la plus probable ?

55. Sur la base des informations contenues Tableau 1, laquelle des propositions suivantes est la substance A la plus probable ?

56. Dans quelles conditions la substance D peut-elle être libérée normalement ?

(B) Lorsque la pression artérielle est basse

(D) Lorsqu'il y a eu un apport limité en calcium alimentaire

(E) Lorsque le calcium alimentaire est en excès

57. Tous les changements suivants dans les valeurs des variables sont significatifs SAUF

(A) le changement de glucose sérique lorsque la substance A est injectée

(B) le changement dans le sérum Na + lorsque la substance D est injectée

(C) la variation du Ca++ sérique lorsque la substance B est injectée

(D) le changement de glucose sérique lorsque la substance C est injectée

(E) l'évolution du Na + sérique lors de l'injection de la substance B

Question 58-60

Trois types cellulaires différents ont été observés au microscope. Les observations sont résumées dans Tableau 1.

Les trois types de cellules ont été cultivés dans des cultures séparées avec beaucoup d'oxygène et de nutriments disponibles. Figure 1 montre leurs taux de croissance. Au temps 1, l'oxygène n'était plus disponible pour les cellules.

58. Sur la base des informations contenues dans Tableau 1, laquelle des catégories suivantes est la classification la plus probable du type cellulaire A ?

59. Laquelle des équations suivantes la cellule de type C est-elle capable d'exécuter ?

60. Envisager Figure 1. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux la raison de la différence entre les courbes de la cellule de type B et de la cellule de type C ?

(A) La cellule de type B est incapable de survivre en présence d'oxygène, tandis que la cellule de type C peut fermenter.

(B) Les produits de fermentation dans les cellules de type C sont toxiques pour les cellules et ils meurent.

(C) Le type cellulaire B est un aérobie obligatoire tandis que le type cellulaire C est capable de fermenter.

(D) Le type cellulaire B est un anaérobie facultatif, tandis que le type cellulaire C est un aérobie obligatoire.

(E) Le type cellulaire C est un aérobie obligatoire, tandis que le type cellulaire B est un anaérobie obligatoire.

Si vous passez le test Biologie-E, continuez avec les questions 61-80.
Si vous passez le test Biologie-M, passez maintenant à la question 81.

TEST DE BIOLOGIE-E

Instructions: Chacune des questions ou des énoncés incomplets ci-dessous est suivi de cinq suggestions de réponses ou de compléments. Certaines questions portent sur un ensemble qui renvoie à une situation de laboratoire ou d'expérimentation. Pour chaque question, sélectionnez le choix qui est la meilleure réponse à la question, puis remplissez l'ovale correspondant sur la feuille de réponses.

Question 61-64

61. Le plus sec de tous les biomes terrestres, caractérisé par des précipitations faibles et imprévisibles

62. Forêts de conifères, caractérisées par des hivers longs et froids et des étés courts et humides

63. Biome caractérisé par une grande diversité de flore et de faune et des niveaux élevés de précipitations

64. Zones nordiques, caractérisées par du pergélisol, des températures extrêmement froides et peu d'arbres

65. Les plantes qui ont de vraies racines, tiges et feuilles, ainsi que des fleurs et des graines enfermées dans des fruits, sont classées comme

66. Lequel des énoncés suivants indique que les animaux ont des horloges biologiques internes ?

(A) Une souris maintenue dans l'obscurité constante montre un rythme d'activité quotidien.

(B) Un coq chante chaque fois que le soleil se lève en hiver comme en été.

(C) Un hibou maintenu dans une lumière constante s'éloigne d'un cycle de 24 heures.

(D) Certaines espèces d'oiseaux peuvent détecter les fluctuations du champ magnétique terrestre.

(E) Un écureuil dont la nuit et le jour sont artificiellement inversés s'adapte bientôt à son nouvel horaire.

67. Lequel des énoncés suivants énumère correctement la hiérarchie phylogénique ?

(A) Domaine, royaume, embranchement, famille, classe, ordre, genre, espèce

(B) Embranchement, famille, ordre, domaine, classe, royaume, espèce, genre

(C) Royaume, domaine, famille, ordre, classe, embranchement, genre, espèce

(D) Domaine, royaume, embranchement, classe, ordre, famille, genre, espèce

(E) Famille, royaume, ordre, domaine, embranchement, genre, classe, espèce

68. Un serpent à sonnettes serait classé comme un

(A) consommateur tertiaire et hétérotrophe

(B) consommateur secondaire et autotrophe

(C) producteur et un autotrophe

(D) producteur et un hétérotrophe

(E) consommateur primaire et hétérotrophe

69. À un moment donné de leur développement, les chordés possèdent tous les éléments suivants SAUF

(A) un cordon nerveux creux dorsal

Question 70-73

Une population d'oiseaux (Population A) sur une île éloignée et isolée est étudiée pour déterminer la longueur du bec. Les données obtenues sont tracées dans Figure 1.

Supposons que 200 ans plus tard, les becs des oiseaux de l'île soient à nouveau mesurés (Population B). Les données, une fois tracées, ont donné un graphique comme dans Figure 2.

70. Quelle est la longueur moyenne du bec (en cm) des oiseaux dans Figure 1 ?

71. Quelle est la raison la plus probable de la différence de distribution des longueurs de bec entre les données tracées dans Figure 1 et les données tracées dans Figure 2 ?

(A) Tous les oiseaux avec un bec de 30 mm se sont envolés vers une nouvelle île au cours d'une période de 200 ans.

(B) Les oiseaux avec des becs de 30 mm ont été sélectionnés contre.

(C) Les prédateurs ont consommé des oiseaux avec des becs de 40 mm.

(D) Les prédateurs ont consommé des oiseaux avec des becs de 20 mm.

(E) Les oiseaux avec des becs de 30 mm ont été sélectionnés pour l'extinction.

72. Supposons qu'un chercheur étudiant la population B trouve que les oiseaux avec un bec de 20 mm sont incapables de s'accoupler avec des oiseaux qui ont un bec de 40 mm. Ces deux groupes d'oiseaux seraient désormais classés comme

(A) occupant des niches différentes

73. Comment la longueur du bec de la population d'oiseaux changerait-elle après une autre période de 200 ans ?

(A) La longueur moyenne du bec reviendrait à 30 mm.

(B) La longueur moyenne du bec passerait à 40 mm.

(C) La longueur moyenne du bec passerait à 20 mm.

(D) Les différences de longueur de bec seraient plus prononcées.

(E) Il n'est pas possible de déterminer comment la longueur du bec pourrait changer.

Question 74-78

Les pluies acides se forment après que la combustion de combustibles fossiles libère dans l'atmosphère des composés contenant de l'azote et du soufre. La lumière du soleil et la pluie provoquent des réactions chimiques qui convertissent ces composés en acide nitrique et en dioxyde de soufre, qui se combinent avec les gouttelettes d'eau pour former des pluies acides. Les pluies acides ont généralement un pH d'environ 5,5.

L'acidité plus élevée du sol et de l'eau affecte négativement de nombreux organismes vivants. Lorsque le pH de l'eau du lac baisse, les poissons tombent malades et meurent. Tableau 1 montre les effets du pH sur la taille des poissons adultes.

Les champignons mycorhiziens, qui forment une association mutualiste avec de nombreuses racines de plantes, sont particulièrement sensibles aux effets des pluies acides. Ces champignons facilitent l'absorption de l'eau et des nutriments par les plantes à leur tour, les plantes fournissent des sucres et des acides aminés sans lesquels les champignons ne pourraient pas survivre.

74. Lequel des graphiques suivants représente le mieux l'effet des pluies acides sur la taille des poissons ?

(UNE)

(B)

(C)

(RÉ)

(E)

75. La relation entre les champignons mycorhiziens et les plantes peut être décrite comme une relation dans laquelle

(A) un partenaire profite de l'association et l'autre partenaire est lésé

(B) un partenaire bénéficie de l'association et l'autre partenaire n'est ni blessé ni aidé

(C) un partenaire s'attaque à l'autre partenaire

(D) les deux partenaires bénéficient de l'association

(E) aucun des partenaires ne bénéficie de l'association

76. Si le pH du sol était de 7,0, quel serait l'effet sur les champignons mycorhiziens et les plantes ?

(A) Les champignons survivraient mais la plante serait blessée.

(B) Les champignons seraient blessés mais la plante survivrait.

(C) Les champignons seraient légèrement endommagés et la plante serait légèrement endommagée.

(D) Ni les champignons ni la plante ne survivraient.

(E) Ni les champignons ni la plante ne seraient blessés.

77. Quelle pourrait être la meilleure stratégie pour prévenir les dommages écologiques dus aux pluies acides ?

(A) Remplissez les lacs de poissons plus gros afin qu'ils puissent mieux résister aux effets de l'acide

(B) Réduire la quantité de combustibles fossiles brûlés

(C) Fournir aux plantes un excès de phosphore et d'eau

(D) Fournir aux champignons un excès de sucres et d'acides aminés

(E) Ajouter des alcalins au sol et à l'eau pour neutraliser l'acide

78. Les champignons sont classés comme

(A) les décomposeurs procaryotes

Question 79-80

Les graphiques suivants montrent la croissance de deux espèces de paramécies étroitement apparentées, toutes deux cultivées seules (Figure 1) et lorsqu'ils sont cultivés ensemble (Figure 2). Les deux espèces consomment des bactéries comme source de nourriture et se reproduisent par fission binaire plusieurs fois par jour.

79. Les données en Figure 2 indique que

(UNE) P. aurélia est la proie P. caudata

(B) P. aurélia est un meilleur concurrent que P. caudata

(C) P. aurélia et P. caudata sont dans une relation symbiotique

(RÉ) P. aurélia est un parasite de P. caudata

(E) P. aurélia s'est amélioré lorsqu'il est combiné avec P. caudata que lorsqu'il a grandi seul

80. Les paramécies sont membres du royaume

ARRÊTER
SI VOUS TERMINEZ AVANT L'APPEL DE L'HEURE, VOUS POUVEZ VÉRIFIER VOTRE TRAVAIL SUR LE
TEST DE BIOLOGIE-E COMPLET UNIQUEMENT. NE VOUS RETOURNEZ A AUCUN AUTRE TEST DE CE LIVRE.

TEST DE BIOLOGIE-M

Si vous passez le test Biologie-M, continuez avec les questions 81-100. Assurez-vous de commencer cette section du test en remplissant l'ovale 81 sur votre feuille de réponses.

Instructions: Chacune des questions ou des énoncés incomplets ci-dessous est suivi de cinq suggestions de réponses ou de compléments. Certaines questions portent sur un ensemble qui renvoie à une situation de laboratoire ou d'expérimentation. Pour chaque question, sélectionnez le choix qui est la meilleure réponse à la question, puis remplissez l'ovale correspondant sur la feuille de réponses.

81. Tout ce qui suit est vrai à propos de l'ARN SAUF

(B) ses bases sont l'adénine, la thymine, la guanine et l'uracile

(C) il a un squelette sucre-phosphate

(E) il se trouve à la fois dans le noyau et le cytoplasme de la cellule

82. La fonction de l'appareil de Golgi est de

(A) emballer et stocker les protéines pour la sécrétion

(C) fonction dans la respiration cellulaire

(D) aider la cellule à expulser les déchets

(E) digérer des substances étrangères

83. Une cellule eucaryote qui a une paroi cellulaire mais manque de chloroplastes serait classée comme une

84. Tout ce qui suit pourrait donner naissance à de nouvelles espèces SAUF

(A) variations de la taille des bois entre les rennes mâles et femelles

(B) un tremblement de terre qui sépare physiquement une population de lézards en deux groupes distincts

(D) évolution d'une population de chats telle qu'ils ne peuvent plus s'accoupler avec leurs ancêtres

(E) une inondation massive qui sépare une population de grenouilles sur les côtés opposés d'un grand lac

85. La composition en bases de l'ADN varie d'une espèce à l'autre. Lequel des rapports suivants vous attendriez-vous à rester constant dans l'ADN ?

86. Lequel des groupes suivants ont le plus en commun les uns avec les autres ?

(A) Membres d'un même royaume

(B) Membres du même genre

(C) Membres du même phylum

(D) Membres de la même classe

(E) Membres d'une même famille

87. Lequel des individus suivants est le MOINS adapté en termes d'évolution ?

(A) Un homme de 45 ans atteint d'une maladie en phase terminale qui a engendré trois enfants

(B) Un homme de 20 ans qui a eu un enfant

(C) Une femme de 35 ans avec quatre enfants

(D) Un enfant de 4 ans en bonne santé

(E) Une femme de 25 ans avec un enfant, qui a subi une ligature des trompes pour prévenir de futures grossesses

Question 88-92

La plupart des bactéries peuvent être cultivées en laboratoire sur des plaques de gélose contenant du glucose comme seule source de carbone. Certaines bactéries nécessitent l'ajout de substances supplémentaires, telles que des acides aminés, au milieu de croissance. De telles bactéries sont appelées auxotrophes. Ces bactéries sont désignées par l'acide aminé dont elles ont besoin, suivi d'un « - » en exposant (par exemple, arg - ). Les bactéries qui ne nécessitent pas cet acide aminé particulier peuvent être indiquées par un « + » en exposant.

Différentes souches de bactéries ont été cultivées sur plusieurs plaques contenant une variété de nutriments. Figure 1 montre les colonies (numérotées) qui se sont développées sur chaque plaque. Les suppléments dans chaque planche sont indiqués.

Dans une deuxième expérience, la colonie 1 a été mélangée à de la gélose molle et étalée sur une plaque de manière à former une pelouse uniforme de bactéries. Les pelouses bactériennes apparaissent trouble sur les plaques de gélose. Une seule goutte d'un organisme inconnu a été placée au centre de la pelouse bactérienne, et après 24 heures, une zone claire connue sous le nom de « plaque » est apparue à cet endroit. La zone claire a continué à s'étendre à un rythme lent. Bien que de nouvelles colonies puissent être cultivées à partir d'échantillons prélevés sur la pelouse, les tentatives de croissance de nouvelles colonies à partir d'échantillons prélevés dans la zone de la plaque ont échoué.

88. Se référant à Figure 1, quel est le génotype de la colonie 3 ?

89. La colonie 1 est-elle un auxotrophe ?

(A) Oui, il est capable de croître en présence des trois acides aminés testés.

(B) Oui, il ne peut croître que si du glucose est présent.

(C) Non, il est capable de croître en l'absence de glucose.

(D) Non, il est capable de croître en l'absence d'acides aminés supplémentaires.

(E) Les données disponibles sont insuffisantes pour déterminer la réponse.

90. Quelles structures ont pu être observées dans un échantillon de la colonie 2 ?

91. Si un milieu de culture liquide contenant du glucose, de la leucine et de la proline était inoculé avec la colonie 4, une croissance bactérienne serait-elle observée ?

(A) Non, la colonie 4 est un auxotrophe d'arginine (arg - ).

(B) Non, la colonie 4 ne peut pas se développer en présence de leucine.

(C) Oui, le génotype de la colonie 4 est leu - , pro - .

(D) Oui, la colonie 4 ne nécessite que du glucose pour se développer.

(E) Les données disponibles sont insuffisantes pour faire une prédiction.

92. Quelle est la raison la plus probable de l'éclaircissement (la plaque) dans la pelouse des bactéries dans la deuxième expérience ?

(A) L'organisme inconnu est la colonie bactérienne 2, et ces bactéries mangent les bactéries de la colonie 1 formant la pelouse.

(B) L'organisme inconnu est un virus qui infecte les bactéries et provoque leur lyse (les tue).

(C) La goutte placée au centre de la pelouse contenait un acide fort qui a détruit les bactéries à cet endroit.

(D) Les bactéries sont très délicates et la perturbation les a fait mourir.

(E) L'organisme inconnu a commencé à produire de la thréonine, qui est toxique pour la colonie 1.

Question 93-96

En 1910, une petite ville de la côte est des États-Unis dépendait principalement de l'agriculture pour soutenir son économie. Au milieu des années 1930, une aciérie a été construite et l'économie est passée d'un soutien agricole à un soutien industriel. L'aciérie a libéré beaucoup de smog et de suie dans l'air, qui se sont accumulés sur l'écorce des arbres dans une zone boisée près de la périphérie de la ville. Sur une période de dix ans, l'écorce s'assombrit progressivement, puis conserve une couleur sombre constante.

Une variété d'animaux et d'insectes vivaient dans la zone boisée. En particulier, une certaine espèce de papillon servait de principale source de nourriture à une population d'oiseaux. Les papillons pondent leurs œufs dans l'écorce des arbres et doivent donc passer pas mal de temps assis sur les troncs des arbres. Tableau 1 présente des données sur la population de papillons.

93. Les ailes des papillons de nuit et les ailes des oiseaux sont toutes deux utilisées pour le vol (fonctions similaires) cependant, leurs structures sous-jacentes sont très différentes. Les ailes de papillon de nuit et les ailes d'oiseau sont ainsi classées comme

94. Quelle est l'explication la plus probable du changement du pourcentage de papillons noirs dans la population ?

(A) Les papillons blancs ne se mélangeaient plus à la couleur de l'écorce de l'arbre et ont donc été sélectionnés pour.

(B) Les papillons noirs se sont mieux mélangés avec la couleur de l'écorce des arbres et ont donc été sélectionnés pour.

(C) Les papillons noirs se sont mieux mélangés avec la couleur de l'écorce de l'arbre et ont donc été sélectionnés contre.

(D) Les papillons blancs se sont mieux mélangés avec la couleur de l'écorce de l'arbre et ont donc été sélectionnés contre.

(E) Les papillons noirs ne se sont pas mélangés avec la couleur de l'écorce des arbres et ont donc été sélectionnés contre.

95. Si une graine de l'un des arbres était plantée dans une zone éloignée de l'aciérie, de quelle couleur serait l'écorce de l'arbre ?

(A) Noir, parce que l'arbre parent avait une écorce noire

(B) Blanc, parce que le gène responsable de l'écorce noire a été muté en raison de la pollution de l'environnement

(C) Noir, parce que le gène responsable de l'écorce blanche a été muté en raison de la pollution de l'environnement

(D) Blanc, car l'écorce noire était une caractéristique acquise et n'est donc pas transmise à la descendance

(E) La couleur de l'écorce ne peut pas être déterminée.

96. Les oiseaux suivent visuellement leurs proies, tandis que les chauves-souris se fient au sonar pour localiser leur nourriture. Si la population d'oiseaux était remplacée par une population de chauves-souris en 1940, quel serait le rapport entre les papillons blancs et les papillons noirs ?

Question 97-100

Le tube de dialyse est une membrane semi-perméable. Il permet aux petites molécules, telles que l'eau, de passer facilement, tandis que les molécules plus grosses, telles que le saccharose, sont restreintes. Le mouvement des molécules à travers le tube est dû à des gradients de concentration. Dans une expérience conçue pour étudier l'osmose, plusieurs morceaux de tube de dialyse ont été remplis de solutions de saccharose de concentration variable et placés dans des béchers contenant de l'eau distillée. La vitesse et la direction du mouvement de l'eau ont été déterminées en pesant les sacs avant et après les avoir placés dans l'eau distillée. Les données sont enregistrées ci-dessous.

97. Pourquoi la masse du tube 3 augmente-t-elle alors que la masse du tube 4 diminue ?

(A) L'eau se déplace dans le tube 3 et le saccharose se déplace dans le tube 4.

(B) L'eau se déplace dans le tube 4 et le saccharose se déplace dans le tube 3.

(C) L'eau pénètre dans le tube 3 et l'eau sort du tube 4.

(D) Le saccharose se déplace dans le tube 3 et le saccharose sort du tube 4.

(E) Le saccharose sort du tube 3 et l'eau sort du tube 4.

98. Pourquoi la masse du Tube 1 reste-t-elle relativement inchangée tout au long de l'expérience ?

(A) La tubulure de dialyse dans le tube 1 est défectueuse et ne permet pas à l'eau de traverser.

(B) Il n'y a pas de gradient de concentration pour conduire le mouvement du saccharose.

(C) Le tube de dialyse s'est cassé, permettant au contenu du tube de se mélanger avec le contenu du bécher.

(D) Il n'y a pas de gradient de concentration pour conduire le mouvement de l'eau.

(E) L'expérimentateur n'a pas réussi à enregistrer correctement les données.

99. Lequel des graphiques suivants illustre le mieux la relation entre le tube 2 et le tube 3 ?

(UNE)

(B)

(C)

(RÉ)

(E)

100. Les membranes cellulaires sont également semi-perméables, permettant à l'eau mais pas à d'autres substances de traverser facilement. Un globule rouge placé dans une solution de NaCl à 0,9% ne gonflera ni ne se ratatinera. Sur la base de ces connaissances et des informations présentées dans Tableau 1, qu'arriverait-il à un globule rouge placé dans une solution de NaCl à 20 % ?

(A) L'eau serait aspirée hors de la cellule et la cellule gonflerait.

(B) L'eau serait aspirée dans la cellule et la cellule gonflerait.

(C) L'eau serait extraite de la cellule et la cellule se ratatinerait.

(D) L'eau serait aspirée dans la cellule et la cellule se ratatinerait.

(E) Aucun changement ne se produirait dans la cellule.

ARRÊTER
SI VOUS TERMINEZ AVANT L'APPEL DE L'HEURE, VOUS POUVEZ VÉRIFIER VOTRE TRAVAIL SUR L'ENSEMBLE DU TEST DE BIOLOGIE-E UNIQUEMENT.

COMMENT NOTER LE PRINCETON REVIEW BIOLOGY E/M SUJET TEST 1

Lorsque vous passez le vrai examen, les surveillants récupèrent votre cahier de test et votre feuille à bulles et envoient votre feuille de réponses au New Jersey où un ordinateur examine le motif des ovales remplis sur votre feuille de réponses et vous donne un score. Nous ne pouvions même pas inclure un petit ordinateur avec ce livre, nous proposons donc cette façon plus primitive de noter votre examen.

Déterminer votre score

ÉTAPE 1 Déterminez combien de questions vous avez répondu correctement et combien vous vous êtes trompé lors du test. N'oubliez pas que les questions auxquelles vous ne répondez pas ne comptent ni comme bonnes ni comme mauvaises réponses.

ÉTAPE 2 Indiquez ici le nombre de bonnes réponses.

ÉTAPE 3 Indiquez ici le nombre de mauvaises réponses. Maintenant, divisez ce nombre par 4. (Utilisez une calculatrice si vous vous sentez particulièrement paresseux.)

ÉTAPE 4 Soustrayez le nombre de mauvaises réponses divisé par 4 du nombre de bonnes réponses. Arrondissez ce score au nombre entier le plus proche. Ceci est votre score brut.

ÉTAPE 5 Pour déterminer votre score réel, prenez le numéro de l'étape 4 ci-dessus et recherchez-le dans la grille de notation sur cette page. Par exemple, si votre score brut est de 53, trouvez votre score à l'examen en allant à 50 dans la colonne de gauche, puis en vous déplaçant vers la droite de 4 espaces jusqu'à la colonne « 3 ». Votre score à l'examen serait de 630.


Pourquoi une espèce particulière de bactéries donne-t-elle naissance à un type particulier de colonie ? - La biologie

Il existe de nombreuses raisons différentes pour lesquelles on peut avoir besoin de connaître la population de micro-organismes dans un échantillon donné. Par exemple, pour déterminer la vitesse à laquelle un microbe est tué par la lumière UV, il faut analyser le nombre de viable cellules avant et à divers moments pendant l'exposition aux UV. Dans d'autres expériences, il est important de savoir que vous avez la bonne densité ou stade de croissance à utiliser, comme requis pour transformer un plasmide construit in vitro dans un E. coli souche. L'évaluation des populations bactériennes dans les industries appliquées est également importante. De nombreuses usines agroalimentaires mesurent le niveau et le type de micro-organismes présents dans leurs aliments en effectuant des comptages sur milieu sélectif. De plus, les usines de traitement des eaux usées échantillonnent et comptent régulièrement les microbes présents dans leurs systèmes de traitement pour s'assurer que le type et le nombre de bactéries sont présents. La numération microbienne peut être déterminée en utilisant un large éventail de techniques. Notez que ces tests nécessitent tous des informations quelque peu différentes et fonctionnent sur des périodes différentes, comme expliqué ci-dessous. Dans cette section, nous résumons certaines des méthodes les plus courantes.

Comptages microscopiques

La méthode la plus directe de comptage des micro-organismes consiste à utiliser un microscope et une lame avec des chambres spéciales de volume connu. Ces lames permettent de compter un petit nombre de cellules dans un petit volume et d'extrapoler le résultat pour déterminer la population. Un exemple d'un tel dispositif est illustré à la figure 30.3. Une culture est placée sur la lame marquée de grilles précises. Le nombre de cellules présentes dans chaque grille est compté et une moyenne déterminée. La conversion à l'aide d'une formule donne le nombre de cellules par millilitre dans la culture. Cette méthode est rapide, un résultat peut être connu en quelques minutes et est facile à réaliser. Cependant, sans l'utilisation de colorants de viabilité spéciaux, il est impossible de distinguer les cellules vivantes des cellules mortes. Si cette distinction est importante, les comptages microscopiques directs ne sont pas la solution. Enfin, les cultures contenant moins de 1 million de cellules par ml sont en fait trop diluées pour les comptages directs car il y a trop peu de cellules dans le très petit volume qui est réellement examiné au microscope pour un comptage précis.

Figure 30.3. Une chambre de comptage Petroff-Hausser. En comptant soigneusement les microbes dans chaque carré, il est possible de déterminer avec précision la population de microbes dans un échantillon.

Compteurs électroniques de particules - le compteur Coulter

Les compteurs de particules électroniques sont utiles si le nombre de bactéries dans un échantillon doit être compté régulièrement. La méthode est basée sur la propriété que les particules non conductrices, telles que les bactéries, provoquent une perturbation dans un champ électrique lorsqu'elles le traversent. UNE Compteur de socs est un type de compteur de particules électronique dans lequel il y a une petite ouverture entre les électrodes à travers laquelle passent les particules en suspension, Figure 30.4. Dans cette zone de détection, chaque particule déplace son propre volume d'électrolyte, provoquant un trou dans le courant. Une telle chute de courant est enregistrée comme une particule. En contrôlant précisément la vitesse à laquelle la solution passe à travers l'ouverture, il est possible d'obtenir des comptages exacts et reproductibles à une vitesse pouvant atteindre plusieurs milliers de bactéries par seconde. Les compteurs Coulter dépendent fortement de la taille des particules et sont proches de leurs limites détectables avec les micro-organismes. Des compteurs de particules qui utilisent la diffraction de la lumière comme moyen de dimensionner et de compter les particules sont également fabriqués et peuvent détecter des particules de moins de 1 micromètre de diamètre.

Graphique 30.4. Un compteur de socs. Les compteurs de particules dépendent de la perturbation d'un courant dans une chambre. Bien qu'il y ait une dépense initiale, ils peuvent faire gagner beaucoup de temps si de nombreux échantillons doivent être comptés. Cependant, ils ne peuvent pas faire la distinction entre les microbes.

L'avantage de cette méthode est la simplicité de son fonctionnement et sa reproductibilité. Comme dans les comptages microscopiques, la machine ne peut pas distinguer entre les cellules vivantes ou mortes ou même entre la poussière et les bactéries. Toute particule de taille raisonnable dans la solution sera comptée.Il y a aussi les frais d'achat du compteur, qui peuvent coûter plusieurs milliers de dollars.

Comptes viables

L'une des méthodes les plus courantes pour déterminer le nombre de cellules est la nombre de plaques viables. La figure 30.5 montre un film démontrant le nombre de plaques viables. Un échantillon à compter est dilué dans une solution qui ne nuira pas au microbe, mais qui ne supporte pas sa croissance (donc ils ne se développent pas pendant l'analyse). Dans la plupart des cas, un volume de liquide (ou une partie de solide) de l'échantillon est d'abord dilué 10 fois dans un tampon et mélangé soigneusement. Dans la plupart des cas, une portion de 0,1 à 1,0 ml de cette première dilution est ensuite diluée encore 10 fois, ce qui donne une dilution totale de 100 fois. Ce processus est répété jusqu'à ce qu'une concentration estimée à environ 1000 cellules par ml soit atteinte. Dans le technique de la plaque étalée certaines des dilutions les plus élevées (densité bactérienne la plus faible) sont ensuite prélevées et étalées avec une tige de verre stérile sur un milieu solide qui favorise la croissance du microbe. Il est important que le liquide répandu sur la plaque pénètre dans la gélose. Cela empêche le liquide restant à la surface de provoquer le regroupement des colonies et le besoin de plaques sèches limite le volume à 0,1 ml ou moins. Une deuxième méthode pour compter les bactéries viables est la technique de la plaque de coulée, qui consiste à mélanger une partie de la dilution avec de la gélose fondue et à verser le mélange dans une boîte de Pétri. Dans les deux cas, elles sont diluées de manière à ce que des cellules individuelles se déposent sur la gélose et donnent naissance à des colonies. En comptant chaque colonie, le nombre total de unités formant colonie (UFC) sur la plaque est déterminé. En multipliant ce nombre par la dilution totale de la solution, il est possible de trouver le nombre total d'UFC dans l'échantillon d'origine.

Graphique 30.5. Nombre de plaques viables. Le placage par dilution puis l'étalement sur un milieu approprié est un moyen simple mais efficace de déterminer le nombre de microbes dans un échantillon. Cependant, de nombreux microbes ne peuvent pas se développer en culture, ce qui ne donne pas un décompte précis de ce qui est présent dans l'environnement.

Un inconvénient majeur de la numération sur plaque viable est l'hypothèse que chaque colonie provient d'une cellule. Chez les espèces où les cellules poussent ensemble en grappes, il en résulte une sous-estimation grossière de la véritable population. Un exemple en est le genre Staphylocoque,, qui est connu pour former des amas de micro-organismes en solution. Chaque touffe est donc comptée comme une colonie. Ce problème est la raison pour laquelle le terme « UFC par ml » est utilisé au lieu de « bactéries par ml » pour les résultats d'une telle analyse. C'est un rappel constant qu'une colonie n'équivaut pas à une cellule. Un grand soin doit également être pris lors de la dilution et de l'étalement pour éviter les erreurs. Même une seule erreur de dilution peut avoir des effets importants sur les nombres finaux. La vitesse à laquelle les bactéries donnent naissance à une colonie observable peut également varier. Si un temps d'incubation trop court est utilisé, certaines colonies peuvent manquer. La température d'incubation et les conditions du milieu doivent également être optimisées pour obtenir les colonies les plus grandes possibles afin qu'elles soient facilement dénombrées. Enfin, cette technique prend du temps. Selon l'organisme, un jour à plusieurs semaines peut être nécessaire pour déterminer le nombre d'UFC présentes quand l'expérience a commencé. De telles informations peuvent ne plus être utiles pour de nombreuses expériences.

Malgré ses lacunes, la numération sur plaque viable est une méthode populaire pour déterminer le nombre de cellules. La technique est sensible et a l'avantage de ne compter que les bactéries vivantes, ce qui est souvent l'enjeu important. Toute concentration de micro-organisme peut être facilement comptée, si la dilution appropriée est étalée. Il est même possible de concentrer une solution avant le comptage, comme cela se fait souvent dans l'analyse de l'eau, où les populations bactériennes sont généralement de faible densité. L'équipement nécessaire pour effectuer des numérations sur plaque viables est facilement disponible dans n'importe quel laboratoire de microbiologie et est bon marché par rapport à d'autres méthodes. Enfin, en utilisant un milieu sélectif, il est possible de déterminer le nombre de bactéries d'une certaine classe, même dans des populations mixtes. Ces avantages ont fait des dénombrements sur plaques viables un favori des laboratoires alimentaires, médicaux, aquatiques et de recherche pour la détermination de routine du nombre de cellules.

Encore une autre méthode de détermination du nombre de cellules viables dans une culture est appelée la méthode du nombre le plus probable. Par cette méthode, une culture est diluée au point où une certaine petite quantité de cette culture devrait contenir environ une cellule, puis plusieurs tubes séparés de milieu de culture frais sont inoculés avec des aliquotes de cette petite quantité. Après une durée appropriée, les tubes sont vérifiés pour voir combien d'entre eux présentent une croissance bactérienne évidente. La fraction de tubes avec croissance peut alors être ajustée à une courbe pour prédire le nombre réel de cellules viables dans la culture de départ, puisque la distribution des cellules dans les tubes inoculés doit suivre une distribution de Poisson. Évidemment, comme on ne sait pas exactement quelle quantité diluer la culture avant que les échantillons ne soient répartis dans les tubes, plusieurs dilutions différentes doivent être testées. De cette façon, l'un d'eux aura un nombre raisonnable de tubes "positifs" et "négatifs". La nature précise de l'ajustement de la courbe est plus détaillée que ce que nous devons examiner ici, tout comme l'analyse statistique qui la supporte.

Modification de la quantité d'un composant cellulaire

Dans les situations où la détermination du nombre de micro-organismes est difficile ou indésirable pour d'autres raisons, l'utilisation de méthodes indirectes peut être une excellente alternative. Ces méthodes mesurent certaines propriétés cellulaires quantifiables qui augmentent en conséquence directe de la croissance microbienne.

La technique la plus simple de ce genre consiste à mesurer le poids des cellules dans un échantillon. Des portions d'une culture peuvent être prélevées à des intervalles particuliers et centrifugées à grande vitesse pour sédimenter les cellules bactériennes au fond d'un récipient. Les cellules sédimentées (appelées culot cellulaire) sont ensuite lavées pour éliminer le sel contaminant et séchées dans un four à 100-105 °C pour éliminer toute l'eau, ne laissant que la masse des composants qui composent la population de cellules. Une augmentation du poids sec des cellules est étroitement corrélée à la croissance cellulaire. Cependant, cette méthode compte aussi bien les cellules mortes que les cellules vivantes. Il peut également y avoir des conditions dans lesquelles le poids sec par cellule change au fil du temps ou dans des conditions différentes. Par exemple, certaines bactéries qui excrètent des polysaccharides ont un poids sec beaucoup plus élevé par cellule lors de la croissance à des niveaux élevés de sucre (lorsque les polysaccharides sont produits) qu'à faible. Si l'espèce à l'étude forme de gros amas de cellules telles que celles qui se développent de manière filamenteuse, le poids sec est une meilleure mesure de la population cellulaire qu'un dénombrement sur plaque viable.

Il est également possible de suivre l'évolution de la quantité d'un composant cellulaire au lieu de la masse entière de la cellule. Cette méthode peut être choisie parce que la détermination des poids secs est difficile ou lorsque le poids total de la cellule ne donne pas une image précise du nombre d'individus dans une population. Dans ce cas, un seul composant de la cellule est suivi tel que la protéine totale ou l'ADN total. Cela présente certains des mêmes avantages et inconvénients énumérés ci-dessus pour le poids sec. De plus, la mesure d'un composant cellulaire est plus laborieuse que les méthodes mentionnées précédemment car le composant d'intérêt doit être partiellement purifié puis soumis à une analyse conçue pour mesurer la molécule souhaitée. L'hypothèse dans le choix d'un seul composant tel que l'ADN est que ce composant est relativement constant par cellule. Cette hypothèse pose problème lorsque les taux de croissance sont différents, car les cellules bactériennes se développant à des taux élevés ont en fait plus d'ADN par cellule en raison des multiples initiations de réplication.

Turbidité

Une dernière méthode largement utilisée pour la détermination du nombre de cellules est une mesure turbidométrique ou diffusion de la lumière. La figure 30.6 montre un exemple de spectrophotomètre. Cette technique dépend du fait qu'au fur et à mesure que le nombre de cellules dans une solution augmente, la solution devient de plus en plus trouble (trouble). La solution semble trouble car la lumière qui la traverse est diffusée par les micro-organismes présents et la turbidité est proportionnelle au nombre de micro-organismes dans la solution. La turbidité d'une culture peut être mesurée à l'aide d'un photomètre ou d'un spectrophotomètre. La différence entre ces instruments réside dans le type de lumière qu'ils traversent à travers l'échantillon. Les photomètres, tels que l'appareil Klett-Summerson, utilisent un filtre rouge, vert ou bleu fournissant un large spectre de lumière. Les spectrophotomètres utilisent des prismes ou des réseaux de diffraction fournissant une bande étroite de longueurs d'onde à l'échantillon. Les deux instruments mesurent la quantité de lumière transmise, la lumière qui la fait passer de la source lumineuse à travers l'échantillon jusqu'au détecteur.

Graphique 30.6. Un spectrophotomètre Spec20D. Un spectrophotomètre commun, mais simple, fabriqué par Bausch et Lomb, le Spec 20D, est un instrument fiable pour déterminer les lectures de turbidité. Après avoir réglé la longueur d'onde et étalonné la machine, un échantillon est placé dans le support de cuvette. L'absorbance est lue sur l'affichage numérique.

Lors de la mesure de la diffusion de la lumière, il est important de prendre en compte la longueur d'onde de la lumière utilisée par une culture bactérienne. Les micro-organismes peuvent contenir de nombreuses macromolécules qui absorbent la lumière, notamment de l'ADN (254 µm), des protéines (280 µm), des cytochromes (400-500 µm) et d'éventuels pigments cellulaires. Lors de la mesure des bactéries par diffusion de la lumière, il est préférable de choisir une longueur d'onde où l'absorption est minimale et pour la plupart des cultures bactériennes, des longueurs d'onde d'environ 600 micromètres sont un bon choix. Cependant, la longueur d'onde exacte choisie est spécifique à l'espèce.

La quantité de lumière transmise à travers un échantillon est inversement proportionnelle au nombre de cellules et peut être exprimée dans l'équation illustrée à la figure 30.7.

Graphique 30.7. Transmission. La relation de transmittance à la lumière entrant et sortant de l'échantillon.

Où T est la lumière transmise, je0 est la lumière entrant dans l'échantillon et I est la lumière traversant le détecteur.

En raison de la nature de la diffusion de la lumière, la transmittance diminue géométriquement à mesure que le nombre de cellules augmente. Il est plus intuitif de penser aux unités en augmentant à mesure que la croissance augmente et pour la plupart des analyses bactériennes, transmission est converti en absorbance en utilisant l'équation de la figure 30.8

Graphique 30.8. La définition de l'absorbance. L'absorbance est définie comme le log négatif de la transmittance.

L'absorbance augmente de façon linéaire à mesure que le nombre de cellules augmente. Lorsqu'on mesure la croissance d'une culture, le terme densité optique (DO) est normalement utilisé pour représenter plus correctement la diffusion de la lumière qui se produit dans des conditions optimales, peu de lumière est réellement absorbée par la culture, de sorte que le terme absorbance est trompeur.

Pour la plupart des organismes unicellulaires, les changements de DO sont proportionnels aux changements de nombre de cellules (dans certaines limites) et peuvent donc être utilisés comme méthode pour suivre la croissance cellulaire. Si un nombre précis de cellules pour une DO donnée est souhaité, une courbe standard peut être générée, où le nombre de plaques viables ou la masse cellulaire est tracée en fonction de la DO. Il est également sage de développer une courbe standard pour vérifier que la DO est en fait une représentation précise de la croissance cellulaire. Une fois la courbe standard réalisée, il est alors possible de simplement mesurer la DO de la culture et de lire le nombre de cellules sur la courbe.

La turbidité d'une culture dépend de la forme et des composants internes absorbant la lumière du micro-organisme et, par conséquent, les lectures de turbidité sont spécifiques à l'espèce et ne peuvent pas être comparées entre différents microbes ou même entre différentes souches de la même espèce. Comme ci-dessus, il existe des microbes qui changent la taille ou la forme des cellules à différents stades de croissance, ce qui introduit une certaine imprécision dans cette méthode de comptage des cellules. De plus, les cellules vivantes et mortes diffusent la lumière et sont donc comptées. Cependant, la méthode est très rapide et simple à réaliser et fournit des résultats fiables lorsqu'elle est utilisée avec précaution, c'est donc une méthode extrêmement courante d'analyse en temps réel des populations procaryotes. Les mesures turbidométriques ne détruisent pas non plus l'échantillon.


Définition

Spore: Une spore est une cellule reproductrice dormante avec une paroi cellulaire épaisse, qui est très résistante aux conditions environnementales défavorables.

Cellule végétative : Une cellule végétative est toute cellule du corps à l'exception des cellules qui participent à la production des gamètes.

Animaux

Spore: Les animaux ne produisent pas de spores.

Cellule végétative : Les cellules du corps des animaux, à l'exception des cellules impliquées dans la formation des gamètes, sont des cellules végétatives.

Importance

Spore: Les cellules de spores sont résistantes aux conditions défavorables et lorsque les conditions sont favorables, les spores repoussent en un nouvel individu.

Cellule végétative : Les cellules végétatives sont les cellules fonctionnelles normales du corps.

Conclusion

Les spores et les cellules végétatives sont deux types de cellules produites par reproduction asexuée. Les spores sont un type de cellules reproductrices produites dans des conditions défavorables. Lorsque les conditions sont favorables, les spores germent pour former un nouvel individu. Les cellules végétatives sont les cellules corporelles régulières des organismes multicellulaires et unicellulaires, qui remplissent les fonctions régulières de l'organisme. Par conséquent, la principale différence entre les spores et les cellules végétatives réside dans leurs rôles au cours du cycle de vie d'un organisme.

Référence:

1.”Spore.” Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., s.d. La toile. Disponible ici. 11 août 2017.
2.”Cellules somatiques : définition, exemples et types.” Study.com. N.p., s.d. La toile. Disponible ici. 11 août 2017.

Image de courtoisie :

1. “Spores sous une feuille de fougère” Par kaibara87 – initialement publié sur Flickr en tant que Spores (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Spores de Puffball en SEM stéréoscopique, grossissement 5000x" par SecretDisc "Propre travail" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. “Bryum capillare leaf cells” By Des_Callaghan – Propre travail (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

À propos de l'auteur : Lakna

Lakna, diplômé en biologie moléculaire et biochimie, est biologiste moléculaire et s'intéresse de près à la découverte des choses liées à la nature.


Les protozoaires sont un groupe hétérogène qui possède trois organes de locomotion différents : les flagelles, les cils et les pseudopodes. Certains protozoaires, tels que Leishmanie et Trypanosome ont des formes flagellées appelées promastigotes et des formes non flagellées appelées amastigotes. Giardia lamblia et flagellé urogénital Trichomonas vaginalis ont aussi des flagelles. Certains protozoaires flagellés pathogènes

Le trophozoïte de Giardia lamblia contient quatre paires de flagelles. Trichomonas vaginalis est un protozoaire flagellé en forme de poire possédant cinq flagelles, dont quatre sont situés à sa partie antérieure. Le cinquième flagelle est incorporé dans la membrane ondulante du parasite.


Comprendre les bactéries et les enzymes

La nature adaptable des bactéries permet d'exploiter des souches particulières pour leurs qualités bénéfiques. La biodégradation naturelle des déchets organiques peut être grandement améliorée par l'introduction de bactéries naturelles, non génétiquement modifiées et non pathogènes. Les "spécialistes" de la biodégradation sont sélectionnés scientifiquement pour leur production d'enzymes exceptionnelle et leur stabilité à long terme.

Dans l'environnement naturel, les bactéries et les enzymes qu'elles produisent jouent un rôle important dans la biodégradation : les bactéries produisent les enzymes essentielles pour métaboliser la source alimentaire (déchets organiques) en énergie nécessaire à la croissance future de l'organisme vivant. Les enzymes facilitent la phase du métabolisme dans laquelle les composés complexes sont divisés en composés plus simples (catabolisme). Ceci, à son tour, accélère le processus de conversion de la source de nourriture en une source d'énergie disponible pour la croissance et la reproduction bactériennes (et la production continue d'enzymes).

1. Contexte général
Bien que certaines bactéries puissent causer certaines maladies, de nombreuses autres bactéries sont non seulement inoffensives, mais elles sont en fait très bénéfiques. L'influence positive de ces nombreux organismes microscopiques utiles dans notre biosphère est incalculable. Par exemple, sans bactéries, le sol ne serait pas fertile (et toutes les plantes et tous les animaux dépendent en fin de compte de la fertilité du sol pour les matériaux nécessaires à la vie). Diverses espèces de bactéries sont impliquées dans la décomposition de la matière organique, la fermentation et la fixation de l'azote atmosphérique. De nombreuses bactéries communes de l'air, du sol et de l'eau sont capables de digérer les matières organiques mortes, les protéines, les glucides, les graisses et les graisses, ainsi que la cellulose, en les décomposant en molécules plus simples et en utilisant ces substances. Cette capacité impressionnante des bactéries en tant que groupe à produire une si grande diversité de changements biochimiques et de résultats finaux constitue l'un des faits marquants du monde naturel.

2. Taux de multiplication
Dans des conditions raisonnables et adaptées à la croissance, le taux de multiplication asexuée des bactéries est très rapide, il a été constaté qu'une cellule se divise toutes les 20 à 30 minutes. Ainsi, en supposant que les conditions soient propices à un taux d'une division toutes les 30 minutes, une seule cellule individuelle aura produit 4 cellules à la fin de la première heure, 16 au bout de deux heures et environ un million (1 000 000) à la fin des quinze (15) heures. Ainsi, lorsque des produits contenant des millions de bactéries sélectionnées par millilitre sont introduits dans des conditions appropriées, la croissance bactérienne éventuelle est astronomique et, en raison de la présence d'un si grand nombre de bactéries efficaces et bénéfiques, la présence et la croissance de bactéries moins productives et souvent les bactéries nocives d'origine naturelle sont considérablement réduites par l'exclusion compétitive. En termes simples, les bactéries sélectionnées et introduites sont plus efficaces et rivalisent avec les bactéries naturelles pour la source de nourriture.

3. Conditions affectant la croissance des bactéries

une. Besoins alimentaires. Les bactéries doivent obtenir de leur environnement tous les éléments nutritifs nécessaires à leurs processus métaboliques et à la reproduction cellulaire. La nourriture doit être en solution et doit passer dans la cellule.

b. Température. Pour chaque bactérie, il existe certains points cardinaux de température auxquels la croissance est la plus rapide. Bien que les différentes espèces bactériennes diffèrent considérablement, la température de croissance optimale pour la plupart des bactéries se situe entre 5 ° C et 55 ° C (41 ° F à 131 ° F). La croissance peut ralentir à des températures inférieures à 5 °C (41 °F) et des dommages cellulaires peuvent survenir à des températures supérieures à 60 °C (140 °F). Les alvéoles ordinaires (non spores) sont endommagées à des températures de 60° à 80° C (122° F à 140° F) d'où une seule ébullition d'un fluide ou même une pasteurisation (application d'une chaleur de 63° C ou 145° F ) suffit à les éliminer. Les spores bactériennes, cependant, doivent être soumises à un chauffage très prolongé à des températures plus élevées avant d'être détériorées.

c. pH. Chaque bactérie a une plage de pH dans laquelle la croissance est possible. La croissance se produira dans des environnements dont le pH se situe entre 4,5 et 10, la valeur de pH optimale diffère grandement d'une espèce à l'autre, mais un environnement maintenu proche de la neutralité (pH 7) soutiendra la plupart des espèces bactériennes.

ré. Humidité.Les bactéries ont besoin d'humidité. L'importance de l'humidité pour la croissance bactérienne apparaîtra clairement si l'on se rend compte que les bactéries n'ont pas de pièces buccales et que toute leur nourriture doit être absorbée sous une forme soluble par le processus de diffusion à travers la paroi cellulaire sans humidité suffisante, par conséquent, l'afflux de nourriture et l'évacuation des excréments devient impossible.

e. Oxygène. Les bactéries de divers types présentent de grandes différences dans leur relation avec l'oxygène de l'air. Certains ont besoin d'oxygène pour respirer et ne peuvent se développer à moins qu'il ne leur soit fourni. Ceux-ci sont connus comme aérobies. D'autres ne poussent qu'en l'absence d'oxygène libre et sont incapables de l'utiliser dans leur respiration, on les appelle anaérobies. D'autres encore peuvent se développer dans l'une ou l'autre condition et sont appelés facultatifs.

1. Introduction
Les bactéries présentent une grande diversité dans leurs activités physiologiques. L'énergie nécessaire à la poursuite de l'activité cellulaire et les matériaux de construction nécessaires à la formation de nouvelles cellules pendant la multiplication sont assurés de diverses manières. L'acquisition d'énergie et de matériaux, à son tour, est liée dans une large mesure aux différentes enzymes produites par diverses bactéries.

2. Exemples d'action enzymatique
De nombreuses enzymes sont déchargées des cellules qui les produisent et, par conséquent, fonctionnent en dehors des cellules vivantes ("extra cellulaire"). Par exemple, les sécrétions du tube digestif des animaux contiennent de nombreuses enzymes extracellulaires de ce type. Toutes les enzymes du tube digestif agissent pour convertir les molécules complexes des aliments en molécules plus petites et plus simples qui sont plus faciles à assimiler dans la cellule bactérienne. Le processus de dégradation est appelé hydrolyse. Cette dégradation, qui implique la conversion de solides en substances solubles dans l'eau, et de grosses molécules solubles dans l'eau en plus petites, est l'essence du processus de digestion.

Certaines bactéries sont capables de former des spores. Les spores se forment généralement lorsque les conditions deviennent insatisfaisantes pour un métabolisme actif et pour la reproduction cellulaire. Les spores bactériennes sont extrêmement stables et résistantes à la chaleur, au séchage, à la lumière, aux désinfectants et à d'autres agents nocifs que l'organisme bactérien végétatif d'origine. Les spores peuvent survivre pendant de nombreuses années.

Lorsque des conditions plus appropriées se présentent, la spore germe et développe à nouveau une cellule similaire à celle qui a formé à l'origine la spore. Cette nouvelle cellule, dans des conditions favorables d'humidité, de température, de pH et d'approvisionnement alimentaire, commence le métabolisme actif, la reproduction et la production d'enzymes.

Les bactéries dans la nature rivalisent activement pour les nutriments et les espèces les plus performantes dans un habitat donné seront celles capables d'utiliser au mieux les conditions qui prévalent. Les bactéries introduites, spécialement sélectionnées, bénéfiques et résolvant les problèmes dominent le système auquel elles sont ajoutées et résolvent les problèmes de manière sûre et économique en éliminant la source du problème (les déchets organiques sont décomposés, digérés et métabolisés).

Les odeurs sont réduites en éliminant leur source et, par conséquent, la demande biochimique en oxygène (DBO), la demande chimique en oxygène (DCO), les solides en suspension (S/S) et les acides gras volatils (AGV) sont réduits et les principaux sous-produits de ce microbe dégradation sont l'eau (H20) et le dioxyde de carbone (C02).

Bactéries aérobies :
Bactéries qui nécessitent la présence d'oxygène pour vivre et fonctionner.

Bactéries anaérobies :
Les bactéries qui ne nécessitent pas la présence d'oxygène pour survivre sont capables de vivre et de fonctionner en l'absence d'oxygène.

Bactéries :
Tout élément d'un groupe de micro-organismes unicellulaires microscopiques divers, omniprésents.

Demande biochimique en oxygène I (DBO) :
Quantité d'oxygène requise/consommée par les bactéries lors de la digestion des déchets organiques dans l'eau. La DBO est une mesure relative de la qualité de l'eau puisque plus la DBO est élevée, plus la quantité de déchets organiques dans l'eau est importante. Les surtaxes et les amendes sont basées sur les niveaux de DBO des eaux usées.

Biodégradation :
La digestion de substances organiques par action biologique, un processus impliquant généralement des microbes, en particulier des bactéries.

Demande chimique en oxygène (DCO) :
Quantité d'oxygène requise/consommée lors de la digestion des déchets organiques par des moyens chimiques. La DCO est une mesure relative de la qualité de l'eau puisque plus la DCO est élevée, plus la quantité de matière organique dans l'eau est importante.

Chimiotaxie :
La capacité d'un organisme, dans ce cas une bactérie, à détecter et à se déplacer vers un produit chimique particulier. Les bactéries sélectionnées présentent une chimiotaxie positive et évoluent vers des niveaux plus élevés de sources alimentaires biochimiques. Cette capacité est particulièrement avantageuse lorsque l'objectif est la digestion efficace des matières organiques.

Unité formant colonie I (CFU) :
La méthode microbiologique standard utilisée pour compter les bactéries. Le nombre de cellules viables qui donnent naissance à une colonie de bactéries sur un milieu gélosé approprié.

Enzyme : (a/k/un catalyseur chimique non vivant) :
Toute substance organique complexe provenant de micro-organismes vivants et capable de produire certains changements chimiques dans les substances organiques par action catalytique. Les enzymes sont les catalyseurs chimiques des cellules vivantes.

REMARQUE : Alors que les bactéries métabolisent une grande variété de matières organiques, les enzymes sont spécifiques au substrat. Par exemple:

L'enzyme protéase catabolise (« décompose ») la protéine
L'enzyme amylase décompose l'amidon et les glucides
L'enzyme lipase décompose les graisses et les graisses
L'enzyme xylanase décompose la matière végétale (xylane)
L'enzyme cellulase décompose la cellulose
L'enzyme uréase décompose l'urée

Bactéries facultatives :
Bactéries capables de vivre et de fonctionner en présence ou en absence d'oxygène.

Dégradation microbienne :
Les activités bénéfiques sélectionnées des bactéries dans la réalisation de la biodégradation.

Mobile :
Capable de mouvement. Les bactéries sélectionnées sont mobiles, ce qui leur permet de se déplacer dans leur environnement immédiat.

Spore:
Forme inactive/dormante, protégée/résistante que certaines bactéries peuvent prendre temporairement, lorsque les conditions ne sont pas satisfaisantes pour le métabolisme actif et la reproduction cellulaire.

Solides en suspension (SS) : Particules de déchets organiques en suspension dans l'eau. Les niveaux de SS sont souvent utilisés pour indiquer la qualité de l'eau.

Acides Gras Volatils I (AGV) :
Les acides gras volatils sont les composés principalement responsables des odeurs « acides » ou « rances » émanant des matières organiques en décomposition. La présence de niveaux élevés d'AGV indique une dégradation microbienne inefficace des déchets organiques.


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Pourquoi une espèce particulière de bactéries donne-t-elle naissance à un type particulier de colonie ? - La biologie

Pourquoi le génie génétique est si dangereux

Projet du génome humain
Contexte de Barry Commoner
(fondateur du Center for the Biology of Natural Systems, Queens
Collège, CUNY)

Les récents rapports sur les résultats du projet du génome humain mettent en lumière les aspects contradictoires de la génétique moléculaire et de son application à la biotechnologie. Lorsque l'effort fédéral pour créer le projet du génome humain a été lancé en 1990, le directeur, James Watson, a défini son objectif comme « la description ultime de la vie ». cela détermine si vous avez une vie de mouche, de carotte ou d'homme. Cet objectif était justifié par une idée singulière qui a dominé pendant des décennies la recherche biologique et médicale. Consacré par Francis Crick (avec Watson, co-découvreur de la double hélice d'ADN) comme le « dogme central », il réduit l'héritage, une propriété que seuls les êtres vivants possèdent, à des dimensions moléculaires :

Chacun des gènes de l'ADN d'un être vivant, qui constituent collectivement le génome, régit exclusivement la formation de chacune des protéines individuelles qui, par leur activité biochimique (par exemple en tant qu'enzymes), donnent naissance aux traits hérités de la créature. L'ADN du gène porte un « code » qui est représenté par la séquence linéaire de ses quatre types de composants (nucléotides). Grâce à une série d'étapes intermédiaires, ce code devrait déterminer l'ordre linéaire distinctif des acides aminés qui sont enchaînés pour former une molécule de protéine particulière. Enfin, sur la base de cette séquence d'acides aminés distinctive, la protéine atteint une activité biochimique spécifique qui donne lieu à un trait héréditaire donné.

En théorie, donc, en identifiant et en énumérant tous les gènes humains et en caractérisant la séquence unique de leurs nucléotides constitutifs, le projet du génome pourrait utiliser la correspondance codée un à un entre le gène et la protéine pour définir la structure moléculaire et donc la fonction de chacune des protéines humaines qui déterminent nos traits hérités.

En février, le principal résultat du projet sur le génome a été annoncé. C'était « inattendu ». Après une recherche massive et ingénieuse, seulement environ 30 000 gènes humains ont été trouvés. Sur la base de la correspondance gène/protéine attendue, c'est trop peu pour tenir compte des 100 000 protéines humaines connues ou plus. De plus, selon cette mesure, les gens ne sont qu'à peu près aussi riches en gènes qu'une mauvaise herbe semblable à la moutarde (qui a 25 000 gènes) et environ deux fois plus génétiquement qu'une mouche des fruits ou un ver primitif. Si le nombre de gènes humains est trop faible pour correspondre au nombre de protéines et ne peut pas expliquer la grande différence héritée entre une mauvaise herbe et une personne, la « description ultime de la vie » doit être bien plus que ce que les gènes peuvent nous dire. Ainsi, le principal résultat du projet génome a été de contredire les prémisses scientifiques sur lesquelles il a été entrepris et de renverser, ou du moins d'endommager de manière critique, son icône directrice, le dogme central.

Rétrospectivement, il est clair que ce résultat « inattendu » était anticipé par des découvertes faites près de 20 ans plus tôt. En 1982, bien avant même que le projet du génome ne soit planifié, des expériences avaient montré que les enzymes protéiques peuvent découper des morceaux d'ADN qui constituent un seul gène (« épissage de gènes »), qui sont ensuite réassemblés de différentes manières et ne prescrivent pas une seule protéine. mais une variété d'entre eux. Par exemple, les centaines de protéines différentes qui établissent la sensibilité au tonus du réseau de cellules de la cochlée de l'oreille interne sont toutes dérivées, par épissage, d'un seul gène. Ainsi, de tels résultats contredisent l'hypothèse selon laquelle un seul gène particulier régit exclusivement la structure d'une seule protéine particulière - et donc le trait héréditaire individuel qu'il génère.

Ce n'est que l'un d'une série de résultats expérimentaux qui, au cours des 40 dernières années, ont contredit les préceptes de base du dogme central. Par exemple, dans les années 1960, des chercheurs avaient déjà découvert que le code ADN est souvent si mal copié qu'il ne peut pas expliquer la fiabilité beaucoup plus grande de l'héritage biologique lui-même ici aussi, a-t-on découvert, des enzymes protéiques sont à l'œuvre, cette fois pour réparer l'ADN mal codé. Une autre observation discordante concerne le fait que pour devenir biochimiquement active et générer réellement le trait héréditaire, la protéine nouvellement fabriquée, un ruban tendu d'une molécule, doit être repliée en une structure en forme de boule organisée avec précision. Crick a supposé que la protéine étirée se « replie » simplement de la bonne manière. Mais dans les années 1980, il a été découvert que, d'elles-mêmes, les protéines naissantes sont susceptibles de se replier de manière incorrecte et de rester donc biochimiquement inactives - à moins qu'elles n'entrent en contact avec un type spécial de protéine Achaperone qui parvient d'une manière ou d'une autre à se replier correctement. eux.

Ainsi, au fil du temps, les preuves expérimentales se sont accumulées pour montrer que, contrairement au dogme central, un gène donné n'est pas dans le contrôle exclusif d'un trait héréditaire. Au contraire, il n'exerce son effet sur l'hérédité que par l'intervention d'un système de processus à médiation protéique, un arrangement qui peut donner lieu à un ensemble de traits hérités beaucoup plus complexe que les gènes seuls.

Ce qui a été appris au cours des 20 dernières années sur le « prion », l'agent infectieux qui cause la maladie de la vache folle et les dégénérescences cérébrales humaines associées, est peut-être l'exemple le plus inquiétant des divergences non reconnues dans le dogme central. Selon cette théorie, la réplication biologique, et donc l'infectivité, ne peut pas se produire sans acide nucléique. Pourtant, lorsque la tremblante, la première maladie dégénérative connue du cerveau (chez le mouton), a été analysée biochimiquement, aucun acide nucléique n'a pu être trouvé dans le matériel infectieux. En 1980, Stanley Prusiner de la faculté de médecine de l'Université de Californie à San Francisco, a commencé une étude détaillée des agents infectieux qui causent la tremblante et des maladies humaines similaires. Ses travaux ont confirmé que ces agents sont bien des protéines sans acide nucléique (qu'il a nommées prions) et ont montré qu'ils se répliquent d'une manière totalement inédite. En envahissant le cerveau, le prion rencontre une protéine cérébrale normale, qu'il replie ensuite pour correspondre à la structure tridimensionnelle distinctive du prion. La protéine nouvellement repliée devient elle-même infectieuse et, agissant sur une autre molécule de la protéine normale, déclenche une réaction en chaîne qui propage la maladie jusqu'à sa mort. Ce processus, dans lequel la capacité du prion à se répliquer est directement transmise à une autre protéine, contredit le dogme central, qui inclut le dicton de Crick selon lequel la découverte d'un tel transfert génétique entre protéines'. ébranlerait toute la base intellectuelle de la biologie moléculaire.

Tous les exemples précédents sont le résultat de recherches sur les bases moléculaires de l'hérédité, généralement guidées par les préceptes du Dogme Central. Par toute mesure raisonnable, leurs résultats contredisent la maxime cardinale de la théorie : que les gènes de l'ADN régissent exclusivement les processus moléculaires qui donnent naissance aux traits héréditaires. Mais si les acides nucléiques ne sont pas seuls responsables de l'hérédité, et si les gènes ne spécifient pas de manière unique l'activité des protéines, alors il est dangereux de s'appuyer sur cette théorie erronée pour s'assurer que les conséquences du génie génétique sont - comme le prétend l'industrie biotechnologique - entièrement prévisibles. Pourtant, cette conclusion est rarement mentionnée, et encore moins débattue, dans la communauté scientifique. La presse est également restée silencieuse sur cette question. Par exemple, une recherche informatique d'articles dans les principaux journaux américains entre 1980 et 2000 n'en trouve aucun sur les chaperons ou l'infidélité du code ADN. Qu'un gène, réassemblé à partir de fragments, puisse régir la production d'une multiplicité de protéines n'est devenu une nouvelle qu'en février (après avoir été mentionné dans les rapports sur le génome), environ deux décennies après que cette découverte critique ait été faite.

L'emprise idéologique du dogme central sur la communauté de la recherche a été si forte qu'en 1997, lorsque Stanley Prusiner a reçu le prix Nobel, plusieurs collègues scientifiques ont publiquement dénoncé la décision parce qu'il prétendait que le prion, bien qu'infectieux, est une protéine sans acide nucléique. contredit la croyance dominante dans le dogme central et était, par conséquent, trop « controversée » pour justifier le prix. Ce biais induit par le dogme a sérieusement entravé non seulement le progrès scientifique, mais aussi la santé humaine. En réponse aux critiques virulentes du travail de Prusiner, Ralf Peterson, vice-président de l'Assemblée Nobel, a souligné qu'en jetant le doute sur le travail de Prusiner (qui, incidemment, expliquait la résistance unique du prion aux procédures de stérilisation conventionnelles qui étaient invoquées sur, inefficacement, pour contrôler la maladie), ses critiques ont retardé une action corrective efficace contre la maladie de la vache folle en Grande-Bretagne pendant si longtemps qu'il était alors trop tard.

Comment de telles divergences dans sa théorie directrice affectent-elles la fiabilité et la sécurité des cultures agricoles génétiquement modifiées ? Cette technologie est basée sur le précepte que les propriétés biochimiques spécifiques d'une protéine qui donnent lieu aux traits hérités d'une plante sont dérivées, via le « code » génétique, exclusivement d'un gène d'ADN particulier. Il s'ensuit donc qu'un gène transféré artificiellement d'une espèce totalement indépendante - par exemple, d'une bactérie, dans laquelle le gène produit une protéine insecticide - produira le même résultat, et pas plus, dans une plante de maïs ou de soja.

Au sein d'une même espèce, le résultat global de l'influence du gène sur la protéine - et donc sur le trait héréditaire qu'il régit - est généralement prévisible. Mais cela ne reflète pas le contrôle exclusif du gène sur le trait héréditaire, car, comme nous l'avons vu, ce résultat dépend également d'un éventail d'autres processus à médiation protéique tels que : la réparation du code ADN, l'épissage des gènes et la protéine à médiation chaperon pliant. Au contraire, la fiabilité du processus génétique naturel résulte de la compatibilité entre le système génique et les systèmes à médiation protéique tout aussi nécessaires. Cette interaction harmonieuse entre le génome et les systèmes à médiation protéique se développe au cours de leur coexistence sur de très longues périodes évolutives, au cours desquelles les variants incompatibles pouvant survenir sont rejetés. En d'autres termes, au sein d'une même espèce, la fiabilité du succès du processus moléculaire complexe qui donne lieu à l'héritage de traits particuliers est garantie par des milliers d'années de tests, dans la nature, qui assurent la compatibilité de ses composants.

En revanche, dans une plante transgénique génétiquement modifiée, un gène bactérien étranger doit interagir correctement avec les systèmes à médiation protéique de la plante, tels que la réparation du code ADN et les chaperons. Mais ces systèmes végétaux ont une histoire évolutive très différente de celle des gènes bactériens. En conséquence, dans la plante transgénique, l'interdépendance harmonieuse du gène étranger et des systèmes à médiation protéique du nouvel hôte est susceptible d'être perturbée de manière non spécifiée, imprécise et totalement imprévisible. Ceux-ci sont révélés par les nombreux échecs expérimentaux qui se produisent avant qu'un organisme transgénique ne soit réellement produit et par les défauts génétiques qui se produisent même lorsque le gène est transféré avec succès.

Ainsi, une étude récente a montré que dans les bactéries transgéniques, le système de réparation de code du nouvel hôte ne parvient pas à corriger la réplication défectueuse du gène étranger, un processus de réparation nécessaire qui se produit chez l'hôte d'origine. Cela signifie que dans le nouvel hôte transgénique, des erreurs aléatoires non corrigées dans la réplication des gènes peuvent persister, donnant lieu à des changements génétiques imprévisibles. De même, dans une expérience récente, un gène de méduse qui régit la production d'une protéine brillante verte a été transféré avec succès à un œuf de singe, puis détecté dans les tissus de la progéniture résultante. Mais là, la protéine rougeoyante verte elle-même était absente, signifiant un échec dans un ou plusieurs des processus qui doivent traduire le code du gène en une protéine active. De plus, comme la protéine a été détectée dans l'œuf, ce défaut est apparu plus tard, au cours du développement fœtal. Ce sont des exemples de la façon dont l'effet perturbateur d'un transfert de gènes « réussi » entre différentes espèces peut être non seulement imprévisible, mais aussi longtemps retardé dans son apparition.La probabilité, dans les cultures génétiquement modifiées, de certains cas d'effets perturbateurs, même extrêmement rares, du transfert de gènes est considérablement amplifiée par les milliards de plantes transgéniques individuelles qui sont déjà cultivées aux États-Unis.

Le degré auquel de telles perturbations se produisent dans les cultures génétiquement modifiées n'est pas connu à l'heure actuelle, car l'industrie de la biotechnologie n'est pas tenue de fournir même les informations les plus élémentaires sur la composition réelle des plantes transgéniques aux organismes de réglementation. Par exemple, dans le cas des plants de maïs qui portent un gène bactérien pour une protéine insecticide spécifique, aucun test n'est requis pour montrer que la plante produit réellement une protéine avec la même séquence d'acides aminés que la protéine bactérienne d'origine. Pourtant, cette information est le seul moyen de confirmer que le gène transféré donne en fait le produit prévu par la théorie.

De plus, aucune étude n'a été publiée pour étudier les conséquences à long terme et multigénérationnelles du transfert de gènes. Cela nécessiterait, par exemple, une analyse détaillée de la structure moléculaire et de l'activité biochimique du produit protéique du gène étranger non seulement dans les plantes d'essai en laboratoire, mais aussi dans la culture commerciale transgénique. Étant donné que certains effets inattendus peuvent n'apparaître que dans une fraction des plantes cultivées commerciales, de telles analyses doivent être effectuées sur des échantillons cultivés dans différentes régions suffisamment grands pour détecter une variation de plante à plante dans les produits protéiques. Étant donné que certains effets inattendus peuvent se développer très lentement, les plantes cultivées doivent également être surveillées au cours des générations successives. Aucun de ces tests essentiels n'est en cours.

En somme, des milliards de plantes transgéniques sont maintenant cultivées avec seulement les connaissances les plus rudimentaires sur les changements qui en résultent dans leur composition. Sans analyses détaillées et continues des cultures transgéniques, il n'y a aucun moyen de savoir quelles conséquences dangereuses peuvent survenir. Mais, étant donné l'échec du dogme central, rien ne garantit qu'ils ne le feront pas. Les cultures génétiquement modifiées actuellement cultivées représentent une énorme expérience incontrôlée dont le résultat est intrinsèquement imprévisible. Notre projet est conçu pour aider à développer une compréhension publique efficace des implications dangereuses de cette situation critique.


Pourquoi une espèce particulière de bactéries donne-t-elle naissance à un type particulier de colonie ? - La biologie

ENVE 301 : Laboratoire de Microbiologie Environnementale

Techniques de culture pure

"L'ensemble de la science n'est rien de plus qu'un raffinement de la pensée quotidienne." - Albert Einstein, Physique et réalité [1936]

Objectifs du laboratoire :

À la fin de ce laboratoire, vous devez :

1. Être capable de définir les termes suivants :

contamination

techniques aseptiques

colonie

culture pure

croissance confluente

stérile

2. Être capable d'expliquer pourquoi il est important d'utiliser des techniques de transfert aseptique et de dilution/isolement par stries.

3. Être capable d'expliquer comment obtenir des colonies isolées en utilisant la technique de dilution/isolement par stries et pourquoi il est nécessaire d'obtenir des colonies isolées.

4. Être capable d'expliquer pourquoi ces procédures sont effectuées :

une. enflammer la boucle

b. inversion des plaques ensemencées

c. laisser les couvercles sur la boîte de Pétri en tout temps, sauf lors de la rayure ou du prélèvement d'un échantillon

5. Être capable d'expliquer pourquoi ces procédures ne sont pas effectuées :

une. placer une boucle contaminée sur le banc

b. placer une boucle chaude dans une culture liquide

c. placer une boucle stérile sur le banc pendant les stries

6. Être capable de reconnaître la contamination sur une plaque de gélose.

7. Étant donné une plaque à stries incubée, être capable de déterminer s'il existe des problèmes de stries et de décrire quels sont les problèmes.

Les bactéries sont partout ! Sur les paillasses, dans l'eau, la terre et la nourriture, sur la peau, dans les oreilles, le nez, la gorge et le tractus intestinal (flore normale). La diversité des bactéries présentes dans notre environnement et sur et dans notre corps est incroyable. En essayant d'étudier les bactéries de l'environnement, on découvre rapidement que les bactéries existent généralement dans des populations mixtes. Ce n'est que dans de très rares situations que les bactéries se présentent comme une seule espèce. Cependant, pour pouvoir étudier les caractéristiques culturelles, morphologiques et physiologiques d'une espèce individuelle, il est essentiel que l'organisme soit séparé des autres espèces qui se trouvent normalement dans son habitat. En d'autres termes, il faut établir ce qu'on appelle une culture pure du micro-organisme. Une culture pure est définie comme une population ne contenant qu'une seule espèce ou souche de bactéries. La contamination signifie que plus d'une espèce est présente dans une culture qui est censée être pure. La contamination n'implique pas que l'organisme contaminant est nocif, cela signifie simplement que l'organisme contaminant est indésirable dans la culture que vous essayez d'isoler et d'étudier. Des techniques spéciales, communément appelées techniques de culture pure aseptique, doivent être utilisées pour obtenir une seule souche isolée à étudier.

Avant d'apprendre les techniques de manipulation des cultures bactériennes, il est d'abord nécessaire de se familiariser avec les outils de la microbiologie.

Des boucles ou des aiguilles d'inoculation sont utilisées pour transférer des micro-organismes. Traditionnellement, les boucles/aiguilles d'inoculation étaient fabriquées à partir de fil de nichrome ou de platine. Les boucles de fil et les aiguilles sont stérilisées entre les utilisations par flambage de la boucle (incinération des micro-organismes). Les boucles et les aiguilles doivent être flambées avant et après chaque utilisation. Pour flamber une boucle, tenez la boucle de sorte que la partie filaire de la boucle (pas la poignée) s'allume en rouge. Toute la boucle doit être flambée avant que la stérilisation ne soit considérée comme terminée.

Récemment, les boucles/aiguilles en plastique préstérilisées (Figure 1) ont gagné en popularité pour de nombreuses utilisations dans le laboratoire de microbiologie. Un avantage des boucles/aiguilles en plastique est qu'elles n'ont pas besoin d'être stérilisées avant utilisation. L'inconvénient de ces boucles est qu'elles sont des articles jetables à usage unique

Figure 1 : Inoculation des boucles et des aiguilles

Source : http://www.antonides.nl/en/entogen.htm

Les boîtes de Pétri (plaques) (Figure 2) sont des boîtes couvertes utilisées pour la culture de micro-organismes. La boîte de Pétri stérile est remplie d'un milieu solide (agar) et la culture bactérienne est appliquée sur la surface ou incorporée dans le milieu

Figure 2 : Plaques de Pétri

Source : http://www.netpath.net/

billbsr/Page26.htm

Media (sg. medium) est un terme général désignant la substance sur laquelle un micro-organisme est cultivé. Idéalement, les milieux microbiologiques sont conçus pour imiter l'environnement dans lequel l'organisme se développe naturellement. Les tranches de pomme de terre et le liquide vitreux des yeux de vache sont deux exemples de milieux microbiologiques précoces. (Note historique : le terme inoculer signifiant « implanter des micro-organismes ou du matériel infectieux dans un milieu de culture » ​​[The American Heritage Dictionary] est dérivé de la racine latine inoculare - dans le sens dans et oculus signifiant œil, reflétant probablement l'utilisation précoce du liquide vitreux et les yeux de vache comme milieu pour la croissance de micro-organismes). Fondamentalement, les milieux microbiologiques sont actuellement classés comme étant soit chimiquement définis, soit complexes. Dans un milieu chimiquement défini, la quantité exacte de produits chimiques purs utilisés pour formuler le milieu est connue. Un milieu complexe est composé d'un mélange de protéines et d'extraits dans lequel la quantité exacte d'un acide aminé particulier, d'un sucre, etc. n'est pas connue.

Milieux définis chimiquement et complexes

Défini chimiquement : milieu Beijerinckia. Utilisé pour la culture des espèces Beijerinckia

Quantité par litre de support (grammes)

Préparation : Ajouter les composants à de l'eau distillée/déionisée et porter le volume à 1,0 L. Bien mélanger. Répartir dans des tubes ou des flacons. Autoclaver pendant 15 min à une pression de 15 psi.

Complexe : Milieu d'extrait de sol. Utilisé pour la culture des espèces Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitidis et Bacillus.

Quantité par litre de support (grammes)

Préparation : Ajoutez 500,0 g de terre de jardin à 1,0 L d'eau du robinet. Autoclaver pendant 3 heures à 15 psi/121°C. Filtrer sur papier filtre Whatman n°2. Ajouter les composants restants à filtrer. Amener le volume à 1,0 L avec de l'eau du robinet. Chauffer doucement et porter à ébullition. répartir dans des tubes. Autoclave.

En plus de la distinction entre chimiquement défini et complexe, les milieux microbiologiques peuvent être catégorisés en tant qu'enrichissement, sélectif et différentiel. Un milieu d'enrichissement contient un facteur de croissance important (par exemple une vitamine, un acide aminé, un composant sanguin ou une source de carbone) nécessaire à la croissance d'organismes exigeants. Les milieux sélectifs permettent la sélection de micro-organismes particuliers qui peuvent être présents dans une culture mixte. Les milieux sélectifs contiennent généralement un composant qui améliore la croissance de l'organisme souhaité ou inhibe la croissance d'organismes concurrents. Les milieux différentiels permettent la séparation des organismes sur la base d'un changement observable dans l'apparence des médias. Tout support unique peut être une combinaison des catégories ci-dessus. Par exemple, la Mannatol Salts Agar (MSA) pour l'isolement et l'identification de Staphylococcus sp. est un milieu complexe, sélectif et différentiel. Le MSA contient du NaCl, du mannitol (un sucre simple), un digestat pancréatique de tourteau de soja, du phosphate de postassium et du rouge de phénol (un indicateur de pH). La présence du digestat pancréatique dans le milieu en fait un milieu complexe puisque la composition exacte de ce matériel n'est pas connue. La concentration relativement élevée de sel dans le milieu est conçue pour inhiber de nombreux organismes et pour sélectionner des organismes tolérants au sel. Le staphylocoque se trouve couramment sur la peau humaine - un environnement salé dû à la sueur. Enfin, l'inclusion de mannitol et de rouge de phénol fait du MSA un milieu différentiel. Les staphylocoques métabolisent le mannitol en produisant de l'acide comme déchet. Cet acide abaisse le pH de la gélose à proximité immédiate de l'organisme. Le rouge de phénol passe du rouge au jaune lorsque le pH baisse. Ainsi, les organismes fermentant le mannitol peuvent être différenciés des autres organismes parce que la zone autour des colonies de fermenteurs mannitol change de couleur du rouge au jaune à mesure que les organismes grandissent.

Les milieux microbiologiques peuvent être préparés sous forme liquide (bouillon) ou solide. Lorsqu'un milieu solide est préparé, le bouillon correspondant est solidifié par l'ajout d'agar au bouillon. La gélose est un polysaccharide présent dans les parois cellulaires de certaines algues. Il est généralement inerte, d'un point de vue bactériologique - très peu de micro-organismes dégradent la gélose. De plus, ses propriétés thermiques (fond à 100 o C et se solidifie à environ 45-50 o C) en font un agent solidifiant idéal pour les milieux microbiologiques.

Frau Hesse et l'utilisation de la gélose en microbiologie

Fanny Angelina Eilshemius est née en 1850 à New York dans une riche famille d'immigrants néerlandais. Jeune femme, elle parcourt l'Europe. Pendant son séjour en Europe, elle a rencontré et épousé (1874) un médecin allemand, Walther Hesse. Le Dr Hesse a rejoint le laboratoire de Robert Koch en 1881 pour étudier la nouvelle science de la microbiologie. Frau Hesse, surnommée Lina, était une artiste talentueuse et dessinait des illustrations pour les publications de son mari. A cette époque, la gélatine était utilisée comme agent solidifiant pour les milieux microbiologiques. Les plaques de gélatine fondaient fréquemment par temps chaud et de nombreux isolats bactériens digéraient (liquéfiaient) la gélatine. Selon Wolfgang Hesse (ASM News Vol 58#8 p. 425-428, 1992). Descendant du Dr et Frau Hesse, le Dr Hesse a demandé à sa femme pourquoi ses gelées et ses puddings restaient solides par temps chaud alors que ses milieux microbiologiques ne le faisaient pas. Elle lui a dit qu'elle utilisait de l'agar-agar comme agent solidifiant lorsqu'elle faisait des gelées par temps chaud. Elle avait entendu parler de l'agar-agar dans sa jeunesse à New York par un voisin hollandais qui avait immigré de Java. Le Dr Hesse a ensuite essayé la gélose comme agent solidifiant dans les milieux bactériologiques et a découvert qu'elle fonctionnait à merveille. Depuis lors, la gélose est l'agent de solidification standard pour la microbiologie.


Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier L. Hoffman, E. P. Greenberg, G. Velicer et T. Platt pour leurs commentaires qui ont amélioré le manuscrit. La recherche dans le laboratoire Fuqua est soutenue par les National Institutes of Health (NIH) des États-Unis (GM080546) et la National Science Foundation (NSF) des États-Unis (MCB-0703467 et DEB-0326842). M.E.H. était stagiaire dans le cadre de la bourse de formation en génétique, sciences cellulaires et moléculaires de l'Indiana University (GM007757). Les recherches du laboratoire Parsek sont soutenues par la NSF (MCB0822405), le NIH (R01 AI061396 et 1R01 AI077628-01A1) et la Cystic Fibrosis Foundation (CFF) (CFR565-CR07), et la S.B.P. est soutenu par une bourse de recherche postdoctorale de la FCE.


Voir la vidéo: Bactéries et Infections (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Norm

    Je vous conseille de regarder le site Web où il existe de nombreux articles à ce sujet.

  2. Daman

    ))))))))))) Je ne peux pas vous vérifier :)

  3. Shalrajas

    Je veux dire, vous autorisez l'erreur. Entrez, nous en discuterons. Écrivez-moi en MP, on s'en occupe.

  4. Davin

    Tu n'aimes pas ça?

  5. Sevilin

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