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Biologie-écologie (spécialité, lycées agricoles) · TerminaleBac

Microbiologie et santé : exercices corrigés de Terminale

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Les micro-organismes sont présents partout et sont en contact permanent avec le corps humain : certains sont utiles, d'autres peuvent rendre malade 1.
  • Un agent pathogène est un microbe dangereux pour la santé ; le système immunitaire est l'ensemble des organes qui défendent le corps 1.
  • Une population bactérienne qui se divise à rythme régulier double à chaque génération : N = N0 × 2^n.
  • Pour dénombrer, on dilue, on ensemence, on compte les colonies, puis on divise par le volume ensemencé et par la dilution.
  • Toujours écrire les unités (bactéries, UFC/mL, minutes) et vérifier que le résultat est vraisemblable.

Comment utiliser ces exercices

Cette page te propose de t'entraîner sur la microbiologie appliquée à la santé. Les premiers exercices sont des calculs de croissance et de dénombrement, ceux du milieu relient les microbes au corps humain, les derniers demandent de lire des données et de raisonner. Essaie toujours de chercher seul(e) avant d'ouvrir les indices, puis compare ta démarche à la correction, étape par étape.

Les exercices

Exercice 1 Une bactérie qui se divise

★☆☆Environ 8 min

Une bactérie isolée est placée dans un milieu nutritif favorable. Elle se divise en deux toutes les 20 minutes, sans interruption, et aucune cellule ne meurt. Combien de bactéries la population compte-t-elle au bout de 2 heures ?

Indice 1

Convertis d'abord les 2 heures en minutes.

Indice 2

Le nombre de bactéries double à chaque génération : pense à une puissance de 2.

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  1. Durée totale : 2 h=120 min2 \text{ h} = 120 \text{ min}.

  2. Nombre de générations : n=12020=6n = \dfrac{120}{20} = 6.

  3. Population : N=N0×2n=1×26=64N = N_0 \times 2^n = 1 \times 2^6 = 64 bactéries.

Au bout de 2 heures, la population compte 64 bactéries. Même avec une seule cellule au départ, la croissance est rapide parce qu'elle est exponentielle.

Exercice 2 Une population de départ plus nombreuse

★☆☆Environ 10 min

Un aliment est contaminé par 500 bactéries. Elles se divisent toutes les 30 minutes dans de bonnes conditions de température. En supposant qu'aucune ne meurt, calcule le nombre de bactéries après 3 heures.

Indice 1

3 heures représentent combien de minutes ?

Indice 2

Applique N=N0×2nN = N_0 \times 2^n avec N0=500N_0 = 500.

Voir la correction pas à pas

  1. Durée totale : 3 h=180 min3 \text{ h} = 180 \text{ min}.

  2. Nombre de générations : n=18030=6n = \dfrac{180}{30} = 6.

  3. Facteur multiplicatif : 26=642^6 = 64.

  4. Population finale : N=500×64=32 000N = 500 \times 64 = 32\,000 bactéries.

Après 3 heures, on atteint 32 000 bactéries. Cela montre pourquoi on conserve les aliments au froid : on ralentit les divisions, donc la multiplication.

Exercice 3 Calculer un facteur de dilution

★★☆Environ 10 min

Pour dénombrer les bactéries d'un échantillon, on réalise des dilutions successives au dixième. À chaque étape, on prélève 1 mL de la suspension précédente que l'on mélange à 9 mL d'eau stérile. On réalise 4 dilutions successives à partir de l'échantillon de départ. Quel est le facteur de dilution total (nombre par lequel la concentration initiale est divisée) ?

Indice 1

Calcule d'abord le volume final de chaque tube et la fraction que représente l'échantillon prélevé.

Indice 2

Les facteurs de chaque étape se multiplient.

Voir la correction pas à pas

  1. Volume final d'un tube : 1+9=10 mL1 + 9 = 10 \text{ mL}.

  2. Fraction de l'échantillon dans le tube : 110\dfrac{1}{10}, donc la concentration est divisée par 10 à chaque étape.

  3. Pour 4 étapes : 10×10×10×10=10410 \times 10 \times 10 \times 10 = 10^4.

  4. La dernière suspension est donc diluée 10−410^{-4} par rapport à l'échantillon de départ, c'est-à-dire que sa concentration est divisée par 10 000.

Le facteur de dilution total est 10 000, noté 10410^{4} (ou dilution 10−410^{-4}). On dilue ainsi pour obtenir ensuite des colonies assez peu nombreuses pour être comptées.

Exercice 4 Dénombrer des colonies

★★☆Environ 12 min

On étale 0,1 mL de la suspension diluée 10−410^{-4} (exercice précédent) sur une boîte de gélose. Après incubation, on compte 45 colonies isolées. Chaque colonie provient d'une seule unité formant colonie (UFC). Calcule la concentration de l'échantillon de départ en UFC par mL.

Indice 1

Commence par la concentration de la suspension étalée, en UFC par mL.

Indice 2

Pour revenir à l'échantillon de départ, il faut multiplier par le facteur de dilution.

Voir la correction pas à pas

  1. Nombre d'UFC dans le volume étalé : 45 UFC pour 0,1 mL.

  2. Concentration de la suspension diluée : 450,1=450 UFC/mL\dfrac{45}{0{,}1} = 450 \text{ UFC/mL}.

  3. Cette suspension est diluée 10−410^{-4}, donc l'échantillon de départ est 10410^{4} fois plus concentré.

  4. Concentration de départ : 450×104=4,5×106 UFC/mL450 \times 10^{4} = 4{,}5 \times 10^{6} \text{ UFC/mL}.

  5. Écriture complète en une ligne : 450,1×10−4=4 500 000 UFC/mL\dfrac{45}{0{,}1 \times 10^{-4}} = 4\,500\,000 \text{ UFC/mL}.

L'échantillon de départ contient 4 500 000 UFC par mL, soit 4,5×1064{,}5 \times 10^{6} UFC/mL. On parle d'UFC et non de bactéries exactes, car une colonie peut venir d'un petit groupe de cellules.

Exercice 5 Microbe utile ou agent pathogène ?

★★☆Environ 15 min

Une élève lit dans son manuel que les micro-organismes sont présents partout et en contact permanent avec notre corps. Elle en déduit : « Tous les microbes sont dangereux, donc il faut les éliminer tous. »

  1. Explique en quoi ce raisonnement est faux.
  2. Donne une définition d'agent pathogène avec tes mots.
  3. Indique quel ensemble d'organes protège le corps humain face à ces agents.
  4. Cite deux gestes du quotidien qui limitent la contamination par des agents pathogènes.
Indice 1

Pense au microbiote intestinal, qui est lié à la santé.

Indice 2

Pour les gestes, pense à l'hygiène des mains et à la conservation des aliments.

Voir la correction pas à pas

  1. Le raisonnement est faux parce que les micro-organismes sont omniprésents et en contact permanent avec le corps 1 ; on ne pourrait pas les éliminer, et tous ne sont pas nuisibles : le microbiote intestinal est étudié en lien avec la santé 1.

  2. Un agent pathogène est un microbe qui représente un danger pour la santé 1. Le danger est donc lié à ce microbe précis, pas à l'ensemble des micro-organismes.

  3. Le système immunitaire est l'ensemble des organes qui participent à la défense du corps humain 1.

  4. Deux gestes possibles : se laver les mains avant de manger ou après être allé aux toilettes ; garder les aliments périssables au froid pour freiner la multiplication des bactéries (voir exercice 2).

Retiens la nuance : les micro-organismes forment un groupe très large, dont seule une partie est constituée d'agents pathogènes. La santé repose sur un équilibre entre les microbes présents et les défenses de l'organisme.

Exercice 6 Composition d'un échantillon de microbiote

★★☆Environ 10 min

Pour s'entraîner à lire des résultats, on analyse un échantillon fictif de 2 000 bactéries issu d'un prélèvement intestinal. L'analyse en identifie 1 500 appartenant à un même groupe A, 300 à un groupe B et 200 à un groupe C. Quel est le pourcentage de bactéries du groupe A dans l'échantillon ?

Indice 1

Vérifie que 1 500 + 300 + 200 = 2 000.

Indice 2

Divise la partie par le total puis multiplie par 100.

Voir la correction pas à pas

  1. Contrôle des données : 1 500+300+200=2 0001\,500 + 300 + 200 = 2\,000, le total est cohérent.

  2. Proportion du groupe A : 1 5002 000=0,75\dfrac{1\,500}{2\,000} = 0{,}75.

  3. Pourcentage : 0,75×100=75%0{,}75 \times 100 = 75 \%.

  4. Pour contrôle, B représente 15%15 \% et C 10%10 \% ; la somme 75+15+10=100%75 + 15 + 10 = 100 \%.

Le groupe A représente 75 % de l'échantillon. Une analyse de ce type décrit la diversité bactérienne d'un microbiote, sans dire à elle seule si l'état de santé est bon.

Exercice 7 Retrouver le temps de génération

★★★Environ 15 min

Une culture contient 1 000 bactéries à l'instant initial. Deux heures plus tard, un dénombrement indique 16 000 bactéries. On suppose que la croissance est régulière, avec un temps de génération constant et aucune mortalité. Calcule le temps de génération de cette bactérie, en minutes.

Indice 1

Cherche d'abord le facteur par lequel la population a été multipliée.

Indice 2

Trouve la puissance de 2 qui donne ce facteur : c'est le nombre de générations.

Voir la correction pas à pas

  1. Facteur de multiplication : 16 0001 000=16\dfrac{16\,000}{1\,000} = 16.

  2. On cherche nn tel que 2n=162^n = 16. Comme 24=162^4 = 16, on a n=4n = 4 générations.

  3. Durée totale : 2 h=120 min2 \text{ h} = 120 \text{ min}.

  4. Temps de génération : 1204=30 min\dfrac{120}{4} = 30 \text{ min}.

  5. Vérification : 1 000×24=16 0001\,000 \times 2^{4} = 16\,000, ce qui correspond bien aux données.

Le temps de génération est de 30 minutes. Cette grandeur caractérise une bactérie dans des conditions données : elle change avec la température et les nutriments disponibles.

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si je dois utiliser la formule N = N0 × 2^n ?

Cette relation s'applique quand une population se divise en deux à intervalles réguliers et que l'énoncé dit qu'aucune cellule ne meurt. Cherche les mots « se divise toutes les… », « temps de génération » ou « double ». Si l'énoncé parle d'un taux de mortalité ou d'une phase de ralentissement, il faudra raisonner autrement, étape par étape.

Pourquoi parle-t-on d'UFC et pas de nombre de bactéries ?

Une colonie visible sur la gélose peut provenir d'une seule bactérie, mais aussi d'un petit amas de cellules resté groupé lors de l'étalement. On compte donc des unités formant colonie (UFC). C'est une estimation fiable du nombre de cellules capables de se multiplier, pas un décompte exact.

Sources

  1. Document pédagogique Biologie-Écologie, Éduscol / Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 7 novembre 2026.
  2. Ressource Microbiologie médicale, Bibliothèque nationale de France. Consulté le 7 novembre 2026.
  3. Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie de l’INRS, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.
  4. Institut de recherche Gamaleïa d'épidémiologie et de microbiologie, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.

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