Séries ST2S, STL biotechnologies

Un exemple de tâche de reformulation en terminale STL par capsule vidéo

Marianne BARAILLE — 2020-11-22T21:20:11Z

La séquence élaborée par Mme PEREIRA Emilie et Mme LESELLIER Tiphaine (Lycée Emile Littré - Avranches) porte sur un thème appelé "Diagnostic et traitement d'une infection oculaire". Cette séquence se compose de 4 activités technologiques (AT) dont certaines ont un J1 + J2 pour permettre la lecture des ensemencements.

La première est un début d'identification des genres des germes qui ont causé l'infection avec une observation microscopique et un isolement des germes du pus.
La deuxième, une recherche des causes de cette infection en mettant en place des techniques particulière à savoir une filtration sur membrane de l'eau de l'unité de soin et une recherche des porteurs sains de Staphylococcus aureus avec le test Pastorex (les deux causes possibles).
La troisième, une galerie d'identification complète pour identifier les espèces responsables de l'infection.
La quatrième, la recherche des traitements qui pourraient être mis en place pour éradiquer cette infection avec deux techniques, l'antibiogramme en milieu gélosé et la CMI liquide.

A l'issue de ces 4 AT, la tâche de reformulation demandée aux élèves était un travail individuel sur le temps de travail personnel avec pour consigne de réaliser un compte-rendu avec une mise en forme originale. Le délai était de 2 semaines. Certains élèves ont réalisés des enquêtes policières, des BDs, un jeu de carte, des présentations Power Point...

Parmi ces productions, une élève a choisi de réaliser une capsule vidéo que vous pouvez découvrir maintenant.

Remerciements à Mme Pereira et Mme Lesellier pour cette contribution.

e-Bug : un outil pédagogique sur les microbes et les infections

Marianne BARAILLE — 2018-09-06T14:05:05Z

La plateforme e-Bug comporte de nombreuses ressources développées avec la participation de Santé Publique France.

plateforme e-Bug

E-bug est mis à la disposition des enseignants européens pour leur permettre de sensibiliser leurs élèves aux sujets de la transmission, de la prévention et du traitement des infections et ainsi que les problèmes croissants liés à l'antibiorésistance.
Elle intègre des mises à jour scientifiques et tient compte de modifications des programmes scolaires nationaux.

Sur le niveau lycée, e-Bug propose des ressources pédagogiques sur l'utilisation des antibiotiques, l'antibiorésistance et sur les vaccinations.. Ces ressources se présentent sous plusieurs formes :

des présentations PowerPoint intitulées "Pourquoi se faire vacciner" et "La découverte des antibiotiques et apparition des résistances"

de nombreuses animations pour expliquer le fonctionnement du système immunitaire et de la résistance aux antibiotiques. Ces vidéos sont en anglais, donc exploitables par exemple en ETLV. Il est aussi possible de sous-titrer en français...

Voici par exemple une animation présentant l'immunité innée et l'immunité acquise

des cartes de débat pour aider à organiser un débat structuré autour des antibiotiques et de la vaccination. Un guide pour les enseignants est fourni, ainsi qu'un jeu de cartes mettant en scène des personnages différents.

des fiches conseils synthétiques sur les infections virales courantes et sur la vaccination.

e-Bug propose un accès direct au site web pour les élèves de 15-18 ans.

site web 15-18 ans

Toujours sur les thèmes de l'antibiothérapie et de la vaccination, on y retrouve les animations, les fiches conseils mais en plus, les élèves disposent d'interviews de chercheurs, de témoignages, des articles de presse et de nombreux liens vers des sites web et des vidéos.

De quoi encourager nos élèves à rechercher des informations et des ressources de façon plus autonome.

Dossier thématique : les nouvelles technologies de décontamination

O Beaumesnil — 2017-01-20T19:01:00Z

Les nouvelles technologies de destruction des micro-organismes applicables en industries agro-alimentaires : Les micro-ondes Les tubes à passage direct de courant Le chauffage ohmique Les champs électriques pulsés Les champs magnétiques pulsés Les hautes pressions hydrostatiques La lumière pulsées Les ultra-sons Les plasmas froids
(d'après une conférence de F.TONON - AgroHall - Evreux)

- Microbiologie / Microbiologie, Sécurité biologique, Bioindustries, BTS

Exemple de jeu Learning Apps sur les bactériophages

O Beaumesnil — 2015-06-22T18:15:59Z

Le cycle lytique du bactériophage T4

O Beaumesnil — 2015-06-22T10:20:27Z

Ressources destinée aux élèves de T STL Biotechnologies, ou aux étudiants de BTS de biologie montrant les différentes étapes de l'infection d'E.coli par un phage T4. Les deux ressources proposées sont des capsules vidéos Zaption enrichies de différentes informations complémentaires, ainsi que de questions au fur et à mesure de la lecture.

-Vue d'ensemble du cycle lytique :

L'animation est également en ligne directement sur le portail Zaption à cette adresse.

-Vue détaillée du cycle :

L'animation est également en ligne directement sur le portail Zaption à cette adresse.

Source des vidéos d'origine : vue d'ensemble et vue détaillée

Evolution de l'infection phagique au sein d'une population bactérienne

O Beaumesnil — 2015-06-22T10:17:09Z

La ressource ci-jointe est un diaporama (format .pdf) qui montre étape par étape, l'expansion progressive d'une infection phagique au sein d'une culture de bactéries en cours de développement.
L'approche permet de montrer la formation progressive d'une plage de lyse au sein d'une population bactérienne.

Evolution d'une infection phagique

La résistance aux antibiotiques

F Colomb — 2014-11-10T12:20:48Z

A partir du dossier INSERM sur la résistance aux antibiotiques que vous retrouverez ici et des trois vidéos ci-dessous, découvrez une des problématiques médicales actuelles d'importance puis testez vos connaissances avec le QCM que nous vous proposons à la fin de cet article.

1. Les Sépas et les antibiotiques - Universciences TV

Les Sépas et les antibiotiques
Hawk, l'un des deux petits aliens de la planète Sépa est malade. Comment combattre les bactéries qui se développent dans son corps ? Sum lui propose la méthode découverte en Angleterre en 1928 par le docteur Flemming !
Un épisode de la série d'animation L'aventure des Sépas où les Terriens apprennent la science aux extra-terrestres !

2. Bactéries et infections
vidéo visible sur le site de l'INSERM dans la collection les « POM Bio à croquer »

http://www.inserm.fr/inserm/accueil/tout-en-images/une-nouvelle-collection-de-films-courts-les-pom-bio-a-croquer/bacteries-et-infections

3. Résistance aux antibiotiques, une maladie émergente - Patrice Courvalin - Institut Pasteur

S03-E05 - Patrice Courvalin - Résistance aux antibiotiques, une maladie émergente
par Institut Pasteur

https://www.youtube.com/watch?v=5tD...

QCM sur la résistance aux antibiotiques

Dossier thématique : Pack hygiène et réglementation microbiologique

O Beaumesnil — 2014-02-04T19:00:08Z

Vous trouverez ci-dessous des documents sur cette thématique, projetés lors d'une formation organisée au lycée Galilée de Franqueville Saint Pierre :

Le diaporama sur le pack hygiène :

Pack hygiène

Le diaporama sur le contrôle microbiologique des bioproduits :

Contrôle des bioproduits

Le règlement 2073/2005 avec les critères microbiologiques :

Règlement 2073/2005

Voici également le lien vers l'espace enseignant Afnor, permettant de télécharger différents documents après avoir créé un compte (avec votre adresse mail professionnelle) : Espace Afnor enseignant

Contrôles de pureté, de stabilité et de résistance d'un levain de brasserie

O Beaumesnil — 2012-05-30T19:36:09Z

Ces contrôles visent à démontrer l'absence de contamination par des bactéries en montrant la pureté du levain et que celui-ci correspond bien à Saccharomyces cerevisiae, en étudiant ses caractéristiques morphologiques et biochimiques. Une fois la souche validée, il est nécessaire de vérifier ses capacités de croissance : pour cela on déterminera ses paramètres cinétiques de croissance de façon à vérifier qu'elle est apte à se développer dans le cadre d'une bioproduction.

Démarche mise en œuvre

A partir d'une suspension de levain, on réalise successivement :
un ensemencement sur gélose Sabouraud (pour vérifier la pureté de la souche),
un ensemencement d'une galerie API 20C AUX (pour vérifier ses caractéristiques biochimiques),
une observation au microscope optique du levain (pour vérifier ses caractéristiques morphologiques).
un test de développement en fermenteur de laboratoire (pour déterminer les paramètres cinétiques).
un test de résistance aux levures « killer » (pour vérifier la non sensibilité du levain aux contaminants extérieurs).

Ensemencement sur gélose Sabouraud :

L'ensemencement est réalisé par isolement sur un milieu gélose en boîte de Pétri.

Voir ci-dessous une vidéo de la technique d'ensemencement d'une gélose en boîte de Pétri :

Après incubation 24h à 30°C :

L'observation macroscopique des colonies montre la présence d'un seul type de colonies présentant les caractéristiques suivantes : couleur blanchâtre et aspect bombé et crémeux. Sur gélose Sabouraud, ces caractères sont représentatifs des levures. De plus, une odeur de levures de brasserie et/ou de boulanger confirme l'analyse. La souche est pure.

Observation au microscope optique :

L'observation du levain montre la présence de cellules de forme ovoïde avec des bourgeonnements. Ces deux éléments montrent respectivement qu'il s'agit de levures et qu'elles sont dans une dynamique de croissance.

Ensemencement d'une galerie API 20C AUX

La galerie API 20C AUX constitue un outil permettant de vérifier l'identité d'une levure en étudiant ses caractères biochimiques.

Téléchargez la fiche d'utilisation de la galerie API 20C Aux (source : Bio-Mérieux)

Procédure API 20C Aux

Voir ci-dessous une vidéo de l'utilisation d'une galerie API :

La galerie API 20C AUX comporte 20 tests où chaque cupule permet d'étudier l'auxotrophie de la souche vis à vis d'un glucide présent dans la cupule.

Définition de l'auxotrophie : aptitude d'un micro-organisme à se développer en présence d'une source unique de carbone (ici un glucide).

La lecture des différents tests ( + : culture possible en présence du glucide, - : incapacité de la souche à se développer uniquement avec se glucide) permettent d'obtenir un profil, dont les résultats, une fois exploités sur une base de données permettent d'obtenir la correspondance avec le nom du levain.

Exemple de résultats obtenus à l'aide de la base de données en ligne Apiweb :

Le résultat obtenu confirme qu'il s'agit effectivement de la souche Saccharomyces cerevisiae avec une bonne fiabilité de l'identification (98,7%) et une bonne typicité (T=1) de la souche (c'est à dire une bonne correspondance entre le profil de notre souche et le profil théorique connu pour cette souche).

Conclusion : Le levain est une souche pure présentant une morphologie et des caractères biochimiques typiques de Saccharomyces cerevisiae.

Vérification des paramètres cinétiques de croissance

Le contrôle des paramètres cinétiques de la souche de levure décongelée, constitue une étape importante pour l'industriel. En effet, pour lui assurer des rendements convenables, le levain doit présenter un temps de génération convenable (le temps de génération est le temps nécessaire pour doubler le nombre de levures lors de leur croissance). On réalisera donc une étude complète de la croissance du levain en fermenteur.

Les fermenteurs de laboratoire sont des enceintes, généralement en verre permettant la croissance de micro-organismes, en contrôlant différents paramètres (agitation, température, pH, oxygénation).

Exemple de fermenteur de laboratoire :

Démarche mise en œuvre :

Une cuve de fermentation de 10 litres est ensemencée avec Saccharomyces cerevisiae dans un milieu analogue à celui utilisé pour fabriquer la bière (moût de fermentation à base de malt). On dénombre les levures au cours du temps au fur et à mesure de la croissance. Par exploitation graphique et des calculs, on peut alors déterminer la vitesse spécifique de croissance (Qx) et le temps de génération (G).

Voir l'animation ci-dessous pour modéliser les résultats d'une courbe de croissance en fermenteur (cocher graphe ln X = f(t), puis cliquez sur « Démarrer »)

Source : http://www.biomultimedia.net

Exemples de résultats obtenus avec le levain et interprétation :

Courbe de croissance : ln N levures/mL = f (t en minutes)

La phase exponentielle de croissance (ici surlignée en pointillés) est la zone permettant une exploitation numérique de résultats. L'équation de la droite en phase exponentielle, nous permet de déterminer la vitesse spécifique de croissance Qx.
Ici, après exploitation de ces résultats, on obtient :
Qx (correspondant au coefficient directeur) = 0,0069 min-1
soit un G = ln 2/Qx = ln 2 / 0,0069 = 100 min

Notre levain présente donc un temps de génération de 100 min, c'est le temps qu'il met pour doubler sa population. Ce temps de génération est satisfaisant au regard des exigences de productivité.

Conclusion : Les paramètres cinétiques du levain étudié sont convenables et permettront d'obtenir un rendement de production convenable pour la brasserie.

Vérification de la sensibilité aux levures « killer »

Les levains de brasserie peut-être soumis à diverses contaminations extérieures, notamment par des levures dites « killer » qui peuvent détruire les levains et ainsi nuire à une bioproduction.

Les levures de brasserie peuvent être classées en 3 catégories :
les levures « killer » qui libèrent une toxine pouvant détruire les autres levures,
les levures « sensibles » qui sont tuées par cette toxine,
les levures « neutres » qui ne produisent pas de toxine et qui y sont indifférentes.

Démarche mise en œuvre :

Le protocole consiste à mettre en présence sur milieu gélosé, le levain a étudier avec d'une part une souche test reconnue sensible, et d'autre part une souche reconnue « killer ».

Le protocole est résumé dans le logigramme ci-dessous :

Résultats obtenus et interprétation :

Les résultats des deux tests figurent ci-dessous :

Levain + Levures « killer » :
La souche « killer » s'est développée normalement sur l'ensemble de la gélose, elle a donc libérée ses toxines. Notre levain, déposé sur la strie centrale, s'est aussi développé. Notre levain n'est donc pas sensible.

Levain + Levures « sensibles » :
Le levain sur la strie centrale s'est développé normalement, tout comme les levures « sensibles ». La croissance des levures "sensibles n'a pas été inhibée par une quelconque toxine. Notre levain ne produit donc pas de toxine.

Conclusion : Le levain de brasserie est « neutre » : il est donc très intéressant pour la réalisation de la bioproduction car sera résistant aux contaminations extérieures par les levures killer.

Conclusion générale : le levain a été qualifié par les différents tests réalisés, il peut maintenant être produit pour ensuite être utilisé pour mettre en oeuvre un brassage

Processus de fabrication de la bière

F Colomb — 2012-05-30T19:35:56Z

Matières premières

Le malt qui est de l'orge germé et transformé (au moins 50% matières amylacées ou sucrées mises en œuvre).
Sans dépasser 30% du mélange, riz, semoule de maïs, grains d'orge non germés, sucre et glucose.
Du houblon et ses composés terpéniques qui permettent d'apporter l'amertume, de conférer un pouvoir antiseptique surtout vis-à-vis des Gram+ et de stabiliser la mousse.
De l'eau
Des auxiliaires de fabrication et/ou des additifs alimentaires comme du Ca2+ qui favorisent la multiplication de la levure et activent les enzymes, du caramel qui intensifie la coloration de la bière...

Fabrication

Le maltage se fait en malterie. Il produit du malt c'est-à-dire de l'orge germé. Cette étape se divise en
une hydratation de l'orge,
la germination proprement dite qui se fait en 4 jours en aération, à température et humidité contrôlée
le touraillage par des courants d'air chaud 70 à 200°C, qui a pour but de stopper la germination, d'induire les réactions de coloration et la production d'arômes, et de sécher malt.
le dégermage : repos du malt

Le maltage à pour but le développement des enzymes, alpha et
béta-amylases au sein de la céréale.

Le brassage à deux objectifs l'hydrolyse de l'amidon du malt, c'est l'étape de saccharification et l'addition de cônes femelles de houblon, c'est l'étape d'houblonnage.

Cette étape se divise en :
Concassage du malt
Brassage dans de grands récipients. La mise en suspension ou « empâtage » se fait dans l'eau à 40-50°C dans une grande cuve ronde que l'on appelle « malaxeur à maische » ou « cuve-matière ». La liquéfaction du brassin se fait en élevant la température vers 62-64°C.
Filtration pour éliminer les résidus insolubles ou « drèches », qui sont destinées à l'alimentation du bétail, et donner le jus sucré appelé moût.
Cuisson et houblonnage par ébullition prolongée (1 à 2h) qui inactive les enzymes et stérilise le moût suivie d'une une seconde filtration.
Le moût est enfin refroidi à 6°C avant ensemencement.

La fermentation est déclenchée par l'ensemencement par des levures du genre Sacharomyces parfaitement caractérisées et provenant de laboratoires. Les oses et les diholosides vont subir la fermentation alcoolique.

On distingue la fermentation principale (99% des sucres fermentescibles) qui peut se faire par :
la fermentation basse (la plus répandue), à 10-15°C, pendant une semaine environ, par l'espèce Sacharomyces carlbergensis La levure se dépose au fond des cuves (basse).
la fermentation haute (bières anglaises de type « ale »), en 3 à 4 jours à 20-25°C par Sacharomyces cerevisiae, qui reste en surface (haute).
la fermentation spontanée à température ambiante par des ferments contenus dans l'air ambiant (cas des lambics belges)

Puis la fermentation secondaire ou de garde dans des tanks hermétiques durant 3 à 8 semaines à une température abaissée à 0-1°C. Les objectifs sont de :
fermenter les 1% de sucres fermentescibles restant et saturer la bière en dioxyde de carbone
laisser décanter les levures et les matières en suspension
réaliser la maturation à l'abri de l'oxygène de l'air pour éviter l'oxydation de la bière ;
affiner la flaveur de la bière.

Une filtration finale est réalisée pour amener la bière à un trouble mesurable de 0,5 à 0,7 unité EBC (Bière brillante) suivie souvent d'une pasteurisation à 65°C (pasteurisation basse). Cette pasteurisation est remplacée de plus en plus par l'ultrafiltration.

Le conditionnement se fait avec du dioxyde de carbone sous pression, récupéré lors de la fermentation.

Schéma récapitulatif

Ci dessous une animation présentant les différentes étapes de fabrication de la bière

source : http://www.passioncereales.fr/