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UNITE D’ENSEIGNEMENT (UE) :
BIOLOGIE 1 : DIVERSITE DU MONDE VIVANT

NIVEAU D’ETUDE : LICENCE 1
Année universitaire 2012 – 2013.

ECUE 1 : BIODIVERSITE DU MONDE MICROBIEN

AUTEUR :
Dr KAROU T. Germain, Microbiologiste, Maître Assistant des Universités.
Enseignant chercheur, Laboratoire de Biotechnologie UFR Biosciences de
l’Université Félix Houphouët Boigny (UFHB).
E-mail : gatkarou@yahoo.fr

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UE BIOLOGIE I : DIVERSITE DU MONDE VIVANT.
ECUE 1 : DIVERSITE DU MONDE MICROBIEN.

PLAN DU COURS
Introduction.
I.
II.
III.

RAPPELS.
DEFINITIONS.
DIVERSITE DU MONDE MICROBIEN.
III.1.

LES ARCHAEBACTERIES.

III.2.

LES EUBACTERIES.

III.3.

LES PROTISTES.

III.3.1.

Les algues microscopiques

III.3.2.

Les micromycètes

III.3.2.1. Les levures
III.3.2.2. Les moisissures
III.3.3.
III.4.

Les protozoaires

LES VIRUS ET APPARENTES.

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Introduction.
Les microorganismes constituent un grand ensemble extrêmement important et très
diversifié d’organismes non visibles à l’œil nu, uniquement visibles qu’au microscope
vivant soit en groupes soit en tant que cellules seules. On leur adjoint les virus bien
que non cellulaires.
La microbiologie qui étudie entre autre la diversité des organismes microscopiques
doit son importance à l’influence vitale qu’ont les microorganismes sur toutes les
formes de vie sur terre. En effet, la plupart des cellules microbiennes, dans leur
diversité assurent leur cycle vital, produisent leur énergie et se reproduisent de façon
autonome contrairement aux cellules animales et végétales incapables de se
développer seules dans la nature.
Les microorganismes sont unicellulaires pour la plupart et pourtant, ils assurent
les mêmes activités fonctionnelles que les autres êtres vivants : ils mangent,
boivent, respirent, se déplacent, dorment, rejettent des déchets, se reproduisent et
meurent comme NOUS !
Nous verrons ainsi, après quelques rappels sur la place des microorganismes par
rapport aux règnes animal et végétal dans le monde vivant et les définitions de termes,
les grands groupes de microorganismes et leurs différentes organisations qui font la
diversité du monde microbien.

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I.

RAPPELS.

Après les premières classifications et pendant longtemps, le monde vivant a été divisé
en deux grands groupes ou règnes : les règnes animal et végétal appartenant au
domaine dit des EUKARYA (EUCARYA) définis comme les organismes dont les
cellules constitutives possèdent un vrai noyau entouré d’une membrane qui l’isole du
cytoplasme.

Figure 1: schéma d'une cellule eucaryote.
Avec la découverte du microscope au XVIIème siècle par Antoni Van
LEEUWENHOEK (1632-1723), on s’est aperçu de l’existence de nombreux êtres
vivants non visibles à l’œil nu (animalcules) qui ne peuvent être classés ni dans l’un
ni dans l’autre des deux règnes. Les débats scientifiques continuent sur le nombre de
règnes qui permettrait une meilleure classification du monde vivant. Mais pour
l’heure, le système le plus généralement admis comporte les règnes suivants : les
Archaebactéries, les Eubactéries, les protistes, les champignons, les végétaux et
les animaux.
Ces règnes connus du monde vivant se regroupent dans trois domaines que sont les
domaines BACTERIA, ARCHAE et EUKARYA (ou EUCARYA). A côté de ces
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groupes, signalons les virus, les viroïdes et les prions dont la position n’est pas encore
définie. (Tableau I).

Tableau I : classification du monde vivant.

DOMAINES
BACTERIA

REGNES
 Eubactéries
 Bactéries

ARCHAE

 Archaebactéries

EUKARYA

 Protistes
 Algues
 Micromycètes
 Protozoaires

 Plantes
 Champignons
 Animaux

 VIRUS ET APPARENTES (Virions, viroïdes, prions)

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Les Eubactéries, les Archaebactéries et les protistes auxquels on associe les virus et
apparentés regroupent

l’ensemble

des

microorganismes. Cet ensemble des

microorganismes est caractérisé majoritairement par les procaryotes (Eubactéries et la
majorité des archaebactéries)

Figure 2: Schéma d'une cellule procaryote de bactérie.

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Les cellules eucaryotes diffèrent des cellules procaryotes essentielle ment par
l’organisation et les caractères résumés dans le tableau suivant :

Tableau 2 : Caractères différentiels de l’organisation des cellules eucaryotes et
procaryotes.

Caractère ou organite

Taille de la cellule

Cellule Eucaryote

Cellule Procaryote

10 - 100μm

1 - 10μm

Type de noyau

vrai

primitif

Membrane nucléaire

oui

non

Nombre de chromoso mes

>1

1

Chromosome circulaire

Non

oui

Réticulum endoplasmique

oui

N on

Appareil de Golgi

oui

N on

Lysosomes

oui

N on

Mitochondries

oui

N on

Chloroplastes

oui

N on

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II.

DEFINITIONS.

La définition de certains termes est indispensable à la compréhension des concepts
clés du cours.
Prion :
C’est une protéine infectieuse dont la forme extracellulaire ne contient pas d’ARN.
Virion :
Particule virale complète : l’acide nucléique est entouré d’une capside (enveloppe)
protéique et, dans certains cas, d’autres composants.
Viroïde :
C’est petit ARN simple brin circulaire qui induit différentes maladies des plantes.
Virus :
C’est un élément génétique contenant soit de l’ADN soit de l’ARN qui se réplique
dans les cellules hôtes mais qui présente également une forme extracellulaire.
ADN :
Acide DésoxyriboNucléique, matériel héréditaire des cellules et de certains virus.
ARN :
Acide RiboNucléique impliqué dans la synthèse protéique qu’on trouve également
comme comme matériel héréditaire de certains virus.
Cellule :
Unité fondamentale de la matière vivante.
Ecosystème :
C’est l’ensemble des organismes et des composants non biotiques d’un environnement
particulier.
Microorganisme :
Organisme microscopique constitué d’une cellule unique ou de plusieurs cellules. Les
virus bien qu’acellulaires sont classés dans ce groupe.

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Microbiologie :
C’est la science qui étudie les microorganismes dans leur diversité, leur évolution, leur
fonctionnement, leur rôle sur la planète terre, au sein de la société humaine, du corps
humain, chez les animaux et les plantes.
Germe :
Elément primitif d’un être vivant en Biologie ; le mot germe a pour synonymes virus,
microbe, bactérie, embryon, fœtus, fondement, grain, œuf, origine, cause, etc.
Microbe :
Terme familier employé pour désigner les organismes microscopiques (virus,
bactéries, parasites etc.) pour causer des maladies ; pouvant nuire à l’Homme.

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III.

DIVERSITE DU MONDE MICROBIEN.

Les microorganismes (organismes microscopiques) sont les organismes vivant les plus
nombreux (le nombre de bactéries dans l’intestin est supérieur au nombre d’Hommes
ayant vécu sur terre) qui soient ; ils sont présents dans tous les milieux de notre
environnement.
Ces êtres vivants microscopiques (Bactéries, Archaebactéries, algues, champignons,
protozoaires, virus, viroïdes et prions) diffèrent essentiellement par leurs tailles et
leurs formes. Ils se caractérisent d’autre part par leurs comportements à l’égard des
autres

êtres

vivants

et

particulièrement

de

l’Homme.

En

effet,

certains

microorganismes dits pathogènes causent des maladies souvent mortelles pendant que
d’autres sont indispensables au processus de la vie quand un troisième groupe apparaît
non pathogène ni utile ; ce sont les commensaux.
Le monde microbien est composé des règnes Archaebactéries, Eubactéries et Protistes.
Les groupes de microorganismes définis dans ces règnes tiennent compte de
l’organisation du type de noyau (primaire ou développé) ainsi que du nombre de
cellules constituant le microorganisme.
On a ainsi, un noyau primaire chez les Archaebactéries et les Eubactéries qui
présentent une organisation unicellulaire.

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Chez les Protistes par contre, on a un noyau bien différencié (cellules eucaryotes) mais
présentent une organisation comportant à la fois des microorganismes unicellulaires et
des microorganismes pluricellulaires.

A côté de ces groupes bien définis, on a les virus et apparentés qu’on leur rattache
mais qui n’ont ni cellules ni noyau ; on les leur associe seulement par rapport à leur
taille (uniquement visibles au microscope).
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III.1.

LES ARCHAEBACTERIES.

Les archaebactéries appartiennent au domaine des Archae (procaryotes) qui vivent
dans des milieux extrê mes.
C’est en étudiant l’ARN ribosomal de divers organis mes que Carl Woese (1977) a
proposé de séparer claire ment les procaryotes (noyaux primitifs) en deux groupes que
sont les bactéries et les archaebactéries.
Les archaebactéries sont phylogénétiquement plus proches des eucaryotes que des
Eubactéries (le mécanisme de réplication de leur ADN est plus proche de celui des
eucaryotes que de celui des bactéries). Les archaebactéries se répartissent en trois
grands groupes que sont les halophiles extrêmes, les méthanogènes et les thermophiles
extrêmes.
Aucune archée n’est connue pour la manifestation d’une pathogénicité à l’égard de
l’humain.

III.2.

LES EUBACTERIES.

Les eubactéries (Eubacteria) ou «vrai bactéries» constituent la subdivision majeure des
procaryotes co mprenant toutes les bactéries. Les bactéries représentent à elles seules,
tous les me mbres du domaine BACTERIA, un des trois domaines du monde vivant.
Les bactéries vivent dans la plupart des milieux et constituent en nombre de cellules et
en masse, la plus grande partie du vivant. Elles re mplissent des fonctions
fondamentales dans l’écosystème terrestre comme par exemple, dans le cycle de

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l’azote ou du soufre. Elles jouent égale ment un rôle prépondérant dans le recyclage
des déchets organiques.
A partir des résultats d’études de séquences de gènes riboso miques issus
d’écosystèmes naturels et celles de souches cultivées en laboratoires, dix huit (18)
lignées majeures (phyla) ont été définies (Figure 3).

Figure 3: Arbre phylogénétique des lignées majeures (phyla) des bactéries selon
Madigan et Martinko (2006).

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Il s’agit des :
1. Protéobactéries :
C’est de loin le groupe le plus grand et le plus diversifié au sein des bactéries ; il est
composé de cinq (5) sous-divisions (alphaprotéobactéries, bêta, gamma, delta et
epsilon) regroupant chacune plusieurs genres. Les principaux genres appartenant aux
protéobactéries sont tous des GRAM négatif. Ils possèdent une grande diversité
métabolique et représentent la majorité des bactéries GRAM négatif rencontrées dans
les milieux médical, industriel ou agroalimentaire. On peut ainsi citer :
 Les Rhizobiales (Rhizobium), les Rikettsiales (Rikettsie) les Rhodospirillales
(Acetobacter) pour les Alphaprotébactéries ;
 Les Neisseriales (Neisseria), les Burkhodériales (Bordetella) pour les Bêta ;
 Les Entérobactériales (Escherichia, Salmonella, etc..), les Vibrionales (Vibrio), les
Pseudomonadales (Pseudo monas) pour les Gamma ;
 Les myxococcales (Myxobactéries) pour les Delta protéobactéries ;
 Les Campylobacteriales (Helicobacter, Campylobacter) pour les Epsilon
protéobactéries.
2. Les bactéries GRAM positif et les actinobactéries.
On différentie dans cet ensemble, les groupes suivants :
 Les bactéries GRAM positif non sporulées à faible % G+C représentées par les
bactéries

lactiques

et

apparentées :

(Ex.

Lactobacillus,

Staphilococcus,

Streptococcus) ;
 Les bactéries GRAM positif sporulées à faible % G+C exemples : Bacillus,
Clostridium et apparentées ;

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 Les bactéries sans paroi cellulaire apparentées aux bactéries GRAM positif à faible
% G+C : les Mycoplasmes ;
3. Les bactéries (Actinobactéries) GRAM positif à fort % G+C représentées par
les bactéries corynéformes et propioniques ;
 Les Actinobactéries filamenteuses : Streptomyces et autres actinomycètes
 Les autres actinobactéries exemple : Mycobacterium sp.
4. Les cyanobactéries et les prochlorophytes.
 Les

cyanobactéries :

elles

sont

phototrophes

oxygéniques

(productrices

d’oxygène) ;
 Les prochlorophytes et chloroplastes : phototrophes productrices d’oxygène, elles
possèdent des chlorophylles a et b mais pas de phycobilines ;
5. Les Chlamydia :
Bactéries parasites intracellulaires obligatoires possédant de faibles capacités
métaboliques.
6. Planctomyces – Pirellula
Ce sont des bactéries pédonculées présentant l’intérêt de ne pas avoir de
peptidoglycane.
7. Verrucomicrobium et Prosthecobacter.
Les Verrucomicrobia sont des bactéries à prosthèques très répandues dans la nature et
peuplant les milieux dulçaquicoles et marins tout comme les forêts et les sols agricoles
8. Flavobacteries.
Ces bactéries présentent une large gamme de types respiratoires : d’aérobies stricts à
anaérobies stricts. Ils sont présents dans des environne ments divers ; les deux
principaux genres sont Bactéroïdes et Flavobacterium.
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9. Cytophaga et apparentés
Ce sont des bacilles longs et fins GRAM négatif à extré mités générale ment pointues
qui sont mobiles par glissement.
10. Les bactéries vertes sulfureuses
Ce sont des bactéries qui oxydent le sulfure d’hydrogène (H2S) pour produire du
soufre.
11. Les spirochètes.
Ce sont des bactéries GRAM négatif, mobiles, fines en forme d’hélice souple. Ils sont
répandus dans l’environnement aquatiques et chez les animaux. Les principaux genres
sont Spirochaeta, Treponema, Leptospira, Borrelia, Cristispira.
12. Les Deinococci.
Ce groupe contient des bactéries chimio-organotrophes thermophiles.
13. Les bactéries vertes non sulfureuses.
Ils sont phototrophes anoxygéniques et thermophiles.
14. Nitrospira.
Bactéries chimiolithotrophes ou chimio-organotrophes mésophiles à thermophiles
cette bactérie oxyde le NO2 en NO3 et est autotrophe.
15. Deferribacter et genres apparentés.
Bactéries égale ment chimiolithotrophes ou chimio-organotrophes mésophiles à
thermophiles/
16. Thermotoga.
Bactéries GRAM négatif non sporulantes, hyperthermophiles capables de croître à
90°C, anaérobies, chimio-organotrophes.
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17. Thermodesulfobacterium.
2-

Bactérie thermophile réduisant les sulfates (SO4 en H2S), elle est anaérobie strict.
18. Aquifex, Thermocrinis et genres apparentés.
Ce sont des bactéries hyperthermophiles, chimiolithotrophes et autotrophes
obligatoires.

III.3.

LES PROTISTES.

C’est le groupe qui, au niveau des eucaryotes renferme les organismes microscopiques
que sont les algues, les micromycètes et les protozoaires ; il s’agit des eucaryotes
microbiens.
III.3.1.

Les algues microscopiques.

Les algues sont en général unicellulaires mais parfois sous forme d’agrégats de
cellules ; elles présentent les caractéristiques des végétaux par la chlorophylle qu’elles
contiennent et qui utilise la photosynthèse oxygénique. Du fait de la chlorophylle, les
algues sont de couleur verte mais certaines apparaissent brunes ou rouges car en plus
de la chlorophylle, elles contiennent des pigments comme les xanthophylles et les
caroténoïdes qui masquent la couleur verte.
Les principaux genres sont Chlamydo monas, Euglena, Gonyaulax.
III.3.2.

Les micromycètes.

C’est un groupe hétérogène comportant des microorganismes unicellulaires, les
levures et des microorganismes pluricellulaires comme les moisissures. Les habitats
des micromycètes sont très divers ; quelques uns sont aquatiques, essentiellement
d’eaux douces et un petit no mbre marins. Quelques champignons sont parasites des
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animaux et de l’humain, bien qu’en général les champignons soient moins
fréquemment que d’autres microorganis mes, des agents pathogènes d’animaux.
III.3.2.1. Les levures.
C’est le groupe de micro mycètes unicellulaires ; elles sont pour la plupart non
pathogènes (excepté Candida albicans) et surtout utiles. Quelques genres :
Saccharomyces, Candida, Torulopsis.
III.3.2.2. Les moisissures.
Elles sont pluricellulaires et largement répandues dans la nature. Les principaux genres
sont : Aspergillus, Penicillium.
III.3.3.

Les protozoaires.

Ce sont des microorganis mes unicellulaires présentant les caractéristiques des
animaux. Ils sont générale ment chimiohétérotrophes ; ils vivent principalement dans
l’eau et renferment beaucoup de parasites. Les principaux genres sont : Amoeba,
Paramecium, Trypanosoma.

III.4.

LES VIRUS ET APPARENTES.

Ce sont des éléments génétiques contenant soit de l’ADN soit de l’ARN qui se
répliquent dans les cellules hôtes indépendamment du ou des chromosomes des
cellules mais qui présentent également une forme extracellulaire. Cependant,
contrairement aux plasmides, les virus ont une forme extracellulaire qui leur permet
d’exister à l’extérieur de l’hôte pour de longues périodes et qui facilite leur
transmission d’un hôte à un autre. Dans la forme extracellulaire, le virus est une
particule qui contient de l’acide nucléique entouré d’une protéine et, dans certains cas,
d’autres

macromolécules.

La

particule

virale

aussi

appelée

VIRION,

est

métaboliquement inerte (pas de fonctions respiratoires ni biosynthétiques).

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Les virus, comme les plasmides et d’autres éléments génétiques, exploitent la
machinerie métabolique de la cellule hôte.
RP : toutes les cellules contiennent des génomes à ADN double brin.
Les virus ont quant à eux, des génomes soit à ADN soit à ARN. Un groupe de virus
utilise à la fois de l’ADN et de l’ARN comme matériel génétique mais à des étapes
différentes de leur cycle.
Les virus sont classés à la fois en fonction de la nature de l’acide nucléique qu’ils
contiennent et de l’hôte infecté.
En tenant compte de l’hôte, on a les virus des animaux, les virus des végétaux et les
virus des bactéries. Les virus bactériens appelés bactériophages ou phages ont été les
plus étudiés comme systèmes modèles pour la biologie moléculaire et la génétique de
reproduction virale. Les bactériophages infectent également les Archae. Les virus des
animaux ont été également très étudiés du fait de leur importance médicale. Les virus
des plantes, malgré l’importance capitale dans l’agriculture ont été les moins étudiés.
Tableau 3 : Quelques exemples de virus types en fonction des hôtes.
Virus

Hôtes

Type
d’acide Structure
de
nucléique
l’acide nucléique

X174

Bactérie

ADN sb

Circulaire

Bactériophage T4

Bactérie

ADN db

Linéaire

Bactériophage
lambda

Bactérie

ADN db

Linéaire

Poliovirus

Animaux

ARN sb

Linéaire

Herpes
simplex Animaux
virus type I

ADN db

Linéaire

la Plantes
du

ADN sb

Circulaire

Virus
de
la Plantes
mosaïque du niébé

ARN sb

Linéaire

Virus
de
mosaïque
choux-fleur

Page 19 sur 21

Figure 4: Représentation schématique des principaux types de bactériophages.

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Tableau 4 : Classification des virus selon Baltimore.
Classes

Description du génome et
stratégie de réplication

I

Génome à ADN db

Exemples
Bactériophages

Virus animaux

Lambda, T4

Virus de l’herpes,
Poxvirus

II

Génome à ADN sb

X174

Virus de l’anémie
du poulet

III

Génome à ARN db

IV

Génome à ARN sb de polarité MS2

6

Reovirus
Poliovirus

positive
V

VI

Génome à ARN sb de polarité

Virus de la grippe,

négative

virus de la rage

Génome

à

répliquant

ARN

sb

avec

se

Rétrovirus

un

intermédiaire à ADN
VII

Génome
répliquant

à

ADN
avec

db

se

Virus de l’hépatite

un

B

intermédiaire à ARN

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