Compter les cellules peut s’avérer utile pour faire un suivi de population mise en culture, pour un test nécessitant une concentration précise.
Cela concerne les unicellulaires (levures, euglènes, chlorelles, paramécies…).
Attention, les eubactéries sont trop petites pour être aisément dénombrer dans une lame de numération. On utilise alors une technique de comptage de colonies ou un spectrophotomètre ou un turbidimètre.
Comptage de cellules grâce à une lame de numération
Plusieurs types de lames de numération sont disponibles et simples à utiliser dont la lame Kova et les cellules de Malassez.
Dans tous les cas, n’oubliez pas de faire plusieurs comptages dans les mêmes conditions afin d’obtenir des moyennes.
Si les cellules sont très nombreuses :
Pensez à diluer vos solutions et à tenir compte du facteur de dilution dans vos calculs.
Vous pouvez dénombrer non pas chaque petit carré mais un nombre statistique. Pour cela, pas question de choisir les carrés qui vous plaisent ! Par exemple, prenez systématiquement les petits carrés qui forment les 2 diagonales de votre grand carré.
Utilisez Python pour automatiser le comptage.
Conseils :
prenez en photo ce que vous voyez au microscope et faîtes le comptage ultérieurement (possibilité de revenir dessus, de faire faire le comptage à plusieurs personnes, utiliser Mesurim).
Vous pouvez aussi si vous avez un très grand nombre de comptages à réaliser, utiliser Python pour l’automatiser. Pour cela, il faut un bon contraste de couleurs qui peut donc nécessiter un traitement préalable des photos numériques.
Lame Kova
Elle convient pour des levures par exemple. C’est une plaque jetable qui comprend 10 cupules quadrillées. Elle permet donc de réaliser 10 comptages.
Chaque cupule est un petit volume précis. Elle a une encoche où la solution doit être versée (côté en biseau).
Agitez au préalable votre solution. Prélevez au milieu de la solution (donc ni au fond, ni sur les parois, ni en surface).
Introduisez la solution dans la cupule non utilisée (non barrée au marqueur) en faisant attention à ne pas déborder.
Au microscope, faîtes la mise au point sur la partie quadrillée de la lame Kova. La grille comportant 9 grands carrés, chacun découpé en 9 petits carrés : 9 grands carrés contiennent 1 μL de liquide, 1 grand carré (formé de 9 petits carrés) contient 0,1 μL et 1 petit carré contient 0.01 μL.
Dénombrez les cellules qui sont à cheval uniquement sur deux des côtés (toujours les mêmes, par exemple en haut et à droite).
A la fin du comptage, barrez au marqueur la cupule dont vous vous êtes servi pour le comptage.
Si les 10 cupules sont barrées, jetez la lame Kova.
La gamme de concentration pour ce type de comptage se situe entre 250 000 et 2 500 000 cellules/ml. La concentration optimale lue avec cette méthode est de 1 million de cellules/ml.
Détermination de la concentration de cellules
Il faut au préalable constituer un témoin : gamme de concentrations choisies par l’expérimentateur. Cela permet d’étalonner la mesure pour ensuite comparer le résultat obtenu à partir d’une solution inconnue.
Utilisation d’un spectrophotomètre
Adapté pour les petites cellules : levures, chlorelles, les eubactéries par exemple.
Réalisez au préalable un enregistrement sur l’ensemble des longueurs d’onde possible pour définir la longueur d’onde adaptée à vos solutions.
Mesurez les absorbances pour votre gamme de concentrations étalon puis construisez la courbe étalon. On admet qu’on applique la loi de Beer-Lambert qui relie l’absorbance à la concentration.
Mesurez ensuite l’absorbance de la solution inconnue et à l’aide de la courbe étalon, déterminez la concentration en cellules.
Même principe que pour le spectrophotomètre. A utiliser pour des cellules plus grandes ou de tailles hétérogènes (mélange…) par exemple ou pour suivre la biomasse.
La mesure se fait souvent vers 600 nm ou dans les infra-rouges (850 à 950 nm).
TIPE et sable, sable et TIPE : un couple qui fonctionne bien…en général….
C’est un classique mais l’intérêt du sable c’est qu’il n’a pas d’état d’âme, qu’il ne meurt pas pendant les week-ends, n’a pas besoin d’être emmené en vacances… C’est pratique !
Beaucoup de vidéos en cherchant sur YT “grains de bâtisseurs”. Je mets ici en lien plusieurs d’entre elles.
Empilement de grains, tas de sable, pente
Pour les tas de sable, les dunes, les rides, les avalanches…
Vidéo La pente du tas de sable sur YT : grains de bâtisseurs
Vidéo : angle de repos et angle d’avalanche du tas de sable sur YT : grains de bâtisseurs
Vidéo : angle de repos sur YT : grains de bâtisseurs
Vidéo : “effet volcan” mais je dirais plutôt effet des vibrations du sol sur le sable, sur YT: grains de bâtisseurs
Vidéo Banc multipiste : taille des grains et chute, sur YT : grains de bâtisseurs
Cultiver des machins vivants en TIPE c’est toujours COMPLIQUE ! D’abord parce que c’est vivant et donc ça meurt… Ensuite, cela prend de la place, cela nécessite de s’en occuper même pendant les vacances, cela a des exigences parfois loin des contraintes du lycée (climat, lumière…). Bref, c’est compliqué et très souvent décevant….et pourtant chaque année vous voulez quand même cultiver des machins vivants !
CE QUI SE CULTIVE PAS TROP MAL
Les végétaux comme les lentilles, les lentilles d’eau, les plantules de blé (j’ai écrit plantule pas plant), les haricots et fèves (n’espérez pas les fleurs ni les gousses), éventuellement les radis, les plantes achetées en pot (cactacées, coleus, …), les bulbes (oignon, ail, jacinthe, …).
De petits animaux : artémia, escargots, lombrics, drosophiles, gendarmes, grillons, phasmes, ténébrion, certaines araignées dont certaines à toile géométrique.
Des levures, des mycètes, des euglènes, des cyanobactéries, certaines bactéries autorisées.
Seuls les microorganismes du groupe 1 peuvent être utilisés dans les collèges et dans les lycées en sections générales : ils ne présentent ni danger pour l’individu qui les manipule ni pour la collectivité. C’est le cas, par exemple de champignons ascomycètes unicellulaires comme la Levure de boulanger, de euglénobiontes comme les Euglènes ou des chlorobiontes unicellulaires comme les pleurocoques ; de bactéries utilisées dans la fabrication du yaourt (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Bifidobacterium, etc), des cyanobactéries…
Le site de l’afstal propose la liste des bactéries pathogènes (et donc strictement interdites).
La mise en culture au laboratoire ou dans les salles de classe doit répondre aux conditions suivantes :
Leur origine doit permette d’assurer leur innocuité :
espèces utilisées dans l’alimentation à remplacer par “l’industrie agro-alimentaire” comme les levures de boulanger, les ferments lactiques,
souches provenant de fournisseurs spécialisés (levures ayant des métabolismes particuliers, euglènes, cyanobactéries, etc.)
Leur manipulation doit se faire en respectant les règles de manipulation de microbiologie : culture en conditions stériles autour d’une flamme ou d’un bec électrique, culture dans des tubes operculés avec de la ouate ou dans des boites de Pétri fermées.
Le niveau de confinement des cultures doit garantir qu’elles ne puissent pas se disperser.
Dès le constat de contaminations par un agent non ensemencé, les cultures sont détruites (soit dans l’eau de Javel ou dans des solutions désinfectantes, soit à l’étuve – on peut utiliser un autocuiseur ).
A la fin de la manipulation, après que les élèves aient pu exploiter les résultats, les cultures sont détruites suivant le même protocole que décrit précédemment.
Les cultures réalisées par les élèves sur milieu liquide ou solide peuvent être conservées dans différents lieux en fonction des expérimentations réalisées : réfrigérateurs, étuves, phytotron, armoires. Dans tous les cas une affiche est apposée sur le meuble ou l’appareil contenant les cultures ; y est sont notés le type de culture, la date et les milieux utilisés. Ces cultures sont isolées de tout autre produit biologique ou chimique.
Les observations de microorganismes prélevés directement dans le milieu sont autorisées (microorganismes des flaques d’eau, moisissures, microorganismes des troncs…) ; en revanche, il est interdit de les mettre en culture.
Conditions de manipulation :
Les instruments utilisés pour les mises en culture ou pour la réalisation des préparations microscopiques
doivent être stérilisés avant et après utilisation. Il en va de même pour les surfaces de travail. L’eau de Javel
est le meilleur moyen de détruire les éventuels microorganismes.
Après exploitation les cultures sont détruites. La technique la plus sûre est de les immerger dans une solution
d’eau de Javel concentrée.
Lors des manipulations les élèves portent une tenue adéquate : lunette de protection, blouse en coton. Dans
ce cas particulier le port de gants est à proscrire. Les gants de protections ne supportent pas la chaleur et
pourraient créer des brûlures graves aux élèves.
Premier critère : ne pas avoir peur des araignées ! J’insiste car j’ai souvenir d’un groupe de TIPE avec 2 étudiants pas à l’aise du tout sur les 3 du groupe et évidemment, les araignées se sont sauvées juste quand les deux arachnopresquephobes étaient là… Panique à bord et me voilà à la recherche des bestioles…
Vivarium pour tégénaires (vous avez vraiment intérêt à aimer ces petites bêtes car la tégénaire est un beau modèle !!) avec vidéo sur YT :
En général, vous préférez les épeires diadèmes pour leur toile géométrique….
ARTEMIA
Artemia salina (Arthropode Crustacé)
Artemia salina, Pathyporeia (Flickr CC)
D’après le site de l’académie de Grenoble
Intérêt
Facile à mettre en œuvre, élevage rapide (environ 3 semaines), idéal pour aborder la notion d’écosystème et de développement durable (milieu contrôlable avec deux espèces interdépendantes. L’algue dont se nourrit l’artemia lui fournit le dioxygène dont elle a besoin. L’artemia fait bénéficier le phytoplancton des rejets de CO2 et des déchets qu’elle produit.
Physiologie
Nutrition : phytoplancton, déchets organiques microscopiques et CO2 dégagé par le phytoplancton
Mode de vie : vie plutôt au fond des étendues salines,, nage sur le dos, dépendant de l’activité de photosynthèse du phytoplancton vivant dans son biotope. Artémia salina est très tolérante aux variations importantes de concentration en sel ! Facile donc !!
Reproduction : 3 stades de développement (œuf, umbrella, nauplie). L’artemia femelle pond des œufs (ovoviviparité) dans les conditions favorables de vie (salinité et oxygénation importante de l’eau par une concentration suffisante de phytoplancton). Lorsque ces conditions ne sont plus réunies, elle pond des cystes (dits « œufs de résistance » ou « de durée ») qui vont lui permettre de perpétuer l’espèce en attendant que les conditions favorables au développement d’artemia soient de nouveau présentes.
Durée du cycle de vie : de l’oeuf à l’adulte, 20 jours. incubation de l’œuf : 24 à 72 h développement de l’umbrella par : entre 3 à 5 jours en 14 mues successives adulte (nauplie) : dans la nature : 5 à 7 mois, en élevage une dizaine de jours
Habitat
En élevage, dans un récipient d’eau salée, algues microscopiques (dunaliella salina) et du phytoplancton : à acheter en boutique spécialisée pour les élevages de type aquarium.
Matériel
Un récipient en verre transparent (verre, pot de confiture de façon à mettre 3 ou 4 cm de hauteur d’eau), loupe.
Eau (prendre de l’eau du robinet et la laisser reposer 24h pour neutraliser l’action du chlore, sel (50 g/litre , environ 4 cuillères à café / litre), phytoplancton, lumière, éventuellement un « bulleur » d’aquarium si la hauteur d’eau est un peu importante mais l’aération régulière de l’eau par soufflement à l’aide d’une paille suffit.
Marquez le niveau d’eau pour vérifier qu’elle ne s’évapore pas trop. Couvrez le récipient mais laissez des petits trous pour le dioxygène.
Placez l’élevage en pleine lumière naturelle.
Ne mettez qu’une vingtaine de cystes d’Artémia pour 300 mL : plus ils vont mourir. Le lendemain, vous devez observer les premières éclosions.
Où les trouver ?
Animalerie, Association « A-Artemi », Arlette Peret, J-M Puff, 89 rue Jean Bouin – 34 130 Maugio
— En Direct du Labo (@EnDirectDuLabo) July 6, 2018
CHLORELLES
Culture dans du Knop stérile à la lumière du jour derrière une fenêtre exposée au nord ou à l’est durant le printemps et l’été (sinon c’est trop chaud). en hiver, ajouter un éclairage artificiel pour une photopériode de 16 heures/8heures.
Un bulleur d’aquarium peut être efficace dans un ballon de 1L. Il est en effet nécessaire sinon d’agiter très régulièrement les erlen meyer ou les ballons.
De nombreuses espèces, les plus communes : Helix aspersa (Petit Gris), Cepea nemoralis (escargot des haies), Helix pomatia (escargot de Bourgogne)…
Ce sont des Mollusques Gastéropodes.
Intérêt
Élevage facile à mettre en œuvre, à n’importe quel moment de l’année, nombreux œufs lors des pontes, observation facile, robuste, entretien minime, nourriture facile à trouver (à négocier par exemple avec la cuisine du lycée).
Nutrition : régime végétarien (feuilles, fruits, légumes, son, croquettes de légumes, lait en poudre).
Mode de vie : en milieu suffisamment humide et chaud (t° < 12° C), en milieu sec, l’escargot obture sa coquille d’un opercule de mucus qui l’isole de l’extérieure et lui permet d’éviter la déshydratation.
Reproduction : Après un accouplement (environ 2 fois l’an, mars – avril, juillet – août), l’escargot pond plusieurs dizaines d’œufs dans un trou de terre humide qu’il va ensuite reboucher. Incubation : environ 3 semaines à 20 – 25° C (pondoir recouvert d’un film transparent pour conserver l’humidité). A l’éclosion : naissance d’individus au développement direct, coquille transparente allant en se calcifiant, s’épaississant, reliée à l’escargot par le muscle columellaire. En cas de rupture de ce muscle, l’escargot se sépare de sa coquille et meurt. Croissance de la coquille discontinue (cercles de croissance) ; facteurs : température, humidité, alimentation, activité sexuelle, ….
Durée de vie moyenne : 5 ans
Matériel
Terrarium, brique alvéolée, terreau, sable stérile (passer 1 min au micro-onde), pondoir dans des godets (boîte à oeufs par exemple) humidifiés par une mèche (humidifiée mais sans détremper).
Idéalement, placez l’élevage dans un incubateur.
Terrarium fermé mais aéré, avec du terreau ou du sable, un abri opaque (brique alvéolé par exemple), une partie de sable où déposer la nourriture (facile à nettoyer sans enlever la totalité du terreau).
Où les trouver ?
Dans un élevage d’escargots. Evitez tout prélèvement dans la nature !
Une autre possibilité réside dans l’achat d’un « kit fourmis » spécialement conçus : chez fourmis-boutique ou chez fourmis.
Eventuellement penser à contacter des laboratoires de recherche travaillant sur les fourmis.
Pour certaines espèces assez transparentes (par exemple Tapinoma melanocephalum, « la fourmi fantôme »), il est possible de l’observer en donnant aux fourmis de l’eau sucrée avec un peu de colorant alimentaire : par transparence, on retrouve la couleur du liquide à travers la cuticule (la « carapace ») de l’abdomen ! (source Main à la pâte)
Tapinoma melanocephalum (Source site de la main à la pâte)
GRILLON
Vidéo OPIE :
LENTILLE D’EAU
Lemna aequinoctialis, Kevin Thiele (Flickr CC)
Possible toute l’année à condition qu’il ne fasse pas trop froid (pas de gel !).
Culture dans de l’eau douce stagnante sous un éclairage naturel ou avec ajout de lampe mais pas trop non plus. Eau de pH légèrement acide de l’ordre de 6 mais elle est assez tolérante. Une eau riche en nitrates lui convient bien. Température autour de 24°C c’est encore mieux.
Facile à observer , facile à mettre en œuvre , entretien minime, tout au long de l’année.
Nutrition :
C’est un décomposeur : il se nourrit de particules organiques (végétaux en décomposition, microorganismes, …). Il peut absorber chaque jour l’équivalent de son propre poids.
Mode de vie :
Dans le sol, en milieu humide et obscur, à des profondeurs variant en fonction des espèces.
Habitat
En élevage dans un terrarium maintenu humide ou les étages médians d’un bac à compost.
Température idéale : 8 à 27°C.
Matériel
Journée Porte ouverte (déchetterie de Vaux-le-Pénil) CIVIS77-2016-022 Val-de-Seine (Flickr CC)
Terrarium, terres de couleurs différentes, sable (afin de voir les mélanges et le brassage dus à l’activité des lombrics), vaporisateur ou drain humidificateur.
Bac ou caisse en bois large ou mieux en plexiglace ou en verre pour voir au travers (photos peu envisageables en général mais vous pourrez décalquez sur les parois, les galeries tracées par les vers) avec plusieurs étages et grilles séparatrices pour un meilleur développement. Si vous choisissez de faire l’élevage dans un aquarium avec parois transparentes, recouvrez-les de carton noir afin que les lombrics, sensibles à la lumière puissent creuser leurs galeries sans être gênés par la lumière. Dans le commerce, des installations de lombricompostage sont disponibles en jardinerie.
Recouvrir avec des matières sèches (feuilles de papier recyclable, feuilles mortes, carton recyclable sans encre d’impression afin de garder l’humidité de l’ensemble). Le terreau peut être enrichi de marc de café, de coquilles d’œufs pilées.
Le compostage produit un liquide, restitution de l’eau contenue dans les matières végétales apportées. Il peut être récupéré au fond du bac par gravité, dans un compartiment prévu à cet effet.
Où les trouver ?
Partout, à la surface de la terre ou dans une profondeur allant jusqu’à 40 cm. Les lombrics sont plus facilement visibles la nuit ou immédiatement après avoir retourné la terre. En élevage, Eisenia fetida ou Eisenia Andrei sont plus faciles à élever. Ils peuvent être commandés en jardinerie.
PAPILLON BOMBYX ERI
Quand nous l’avions fait, nous avons obtenu environ 50 % d’adultes mal-formés ou mort à peine quelques minutes après l’éclosion.
Vidéo OPIE :
PARAMECIES
Dans une bouteille en verre type celle pour jus de fruits ou coulis de tomate ou un bocal à cornichons (vide, évidemment), mettre de l’eau d’aquarium ou de l’eau de source, une goutte de lait par semaine comme nourriture. Placez les paramécies à la lumière naturelle.
Ce qui est complexe : maintien de la température à 37 °C (et gérer du coup l’évaporation), une surveillance tous les jours avec brassage fréquent (au moins 4 fois par jour pendant plusieurs minutes, plutôt discontinue et énergique et pas continue mais faible), climat du sud (Paris n’est pas à Bordeaux !). Bref, c’est très loin d’être simple !
Manuel cutiver sa spiruline de Jourdan sur le net.
Facile à mettre en œuvre, peu d’entretien, supporte quelques jours de vacances.
Manipulation facile des larves, des nymphes et des adultes.
Stades bien observables (sauf les œufs) Les adultes ne volent presque jamais, donc peu de risque d’« évasion ». Attention : observation sur plusieurs mois ….
Nutrition : se nourrit essentiellement de farine et de son mais aussi pommes, pommes de terre, carottes, qui apportent aussi de l’eau (adultes). La nymphe ne se nourrit pas.
Autres : croquettes pour chats ou chiens, riz soufflé, pain. Attention aux insecticides sur les fruits ou légumes.
Pour l’eau, pas indispensable. Éponge humide, bouteille ou abreuvoir à oiseau bouché par une mèche en coton ou un morceau d’essuie-tout.
Reproduction : 4 stades de développement (œuf, larve, nymphe, adulte).
Durée du cycle de vie : de l’oeuf à l’adulte, 4 à 5 mois à environ 20°C.
L’augmentation de la température raccourci la durée du cycle (1 mois à 26°C).
Incubation de l’œuf : 10 jours ; développement larvaire : 10 semaines ; nymphe : 20 jours ; adulte : 20 jours
Habitat
Farine, son, humidité, lieu tempéré (t° > 15°), litière pour rongeurs F
Veuillez à isoler les nymphes pour éviter qu’elles soient dégradées par les larves ou les adultes.
Matériel
Bocal en verre (type bocal à confiture), nourriture (larves : son, pain sec, adultes : pain sec, pomme, …). Utilisez de la farine complète bio. Si vous voulez observer les stades du développement ou récolter les pupes pour le sexage, utiliser alors de la farine blanche prétamisée.
Où les trouver ?
En animalerie ou magasin vendant des articles de pêche, au stade larvaire.
