Micro organismen

(1)

Micro organismen

(2)

Lesstof toets

•

Boek - Biologie voor het MLO:

• H13 – in zijn geheel

• H14 in zijn geheel (herhaling 1^ste leerjaar)

•

Boek - Biomedische kennis MLO:

•

H3.5 Medische microbiologie (herhaling 1

^ste

leerjaar)

• blz 84 t/m 96

•

H4 Belangrijke groepen bacteriën

• blz 103 t/m 114

(3)

Micro organismen

Welke organismen behoren tot de micro-organismen?

• protozoën, eencellige eukaryote cellen zoals het pantoffeldiertje en de malariaparasiet.

• algen, eukaryote fotosynthetische organismen, met name de micro- algen, microscopisch kleine plantachtige organismen zonder wortels of bladeren.

• schimmels, eukaryote organismen waaronder de paddenstoelen maar ook de kleinere schimmels die op oud brood voorkomen

• gisten , eencellige schimmels

• bacteriën prokaryoot, ook de blauwalgen (cyanobacteriën) horen hierbij

• archaea

• virussen

https://www.micropia.nl/nl/ontdek/onzichtbar e-wereld/microwereld/#pullout-13

(4)

Bacteriën

Micro organismen

(5)

Systematiek en ordening van het leven

•

Paragraaf 1.5

• Filmpje ordening

Waarom ordenen?

• inzicht in levend/ geleefde natuur

• Orde van de natuur ontdekken

• Communicatiemiddel

• Voorspellende waarde

Mypip-Hotpotatoes biopuzzel

(6)

Prokaryoten- eencellige organisme zonde celkern. Ze hebben circulair DNA wat zich los in de cel bevindt

Eukaryoten- alle organismen waarvan de cellen een celkern bevatten

(7)

Onderscheid naar vorm

Naamgeving:

A- bacillen

B- streptokokken C- stafylokokken D- Diplokokken E- Spirillen F- Vibrionen

(8)

Bouw van een bacterie

(9)

Identificeren

•

Macroscopisch onderzoek

•

Microscopisch onderzoek

•

Biochemisch onderzoek

•

Waar nodig immunologisch en moleculair biologische

onderzoek

(10)

Macroscopisch onderzoek

• Op nutrienten agar

• PrB 31 beschrijven en beoordelen van een kweek

(11)

Microscopisch onderzoek

•

Gram-kleuring

 Gram-positief en Gram-negatieve bacteriën

•

Andere kleuringen

• Kapselkleuring

• Sporenkleuring

• Zuurvast kleuring

•

PRB 31 gram-kleuring

(12)

Biochemisch onderzoek

•

Biochemische vingerafdruk

• Elk micro organismen heeft uniek biochemische eigenschappen

• Biochemisch: Enzymactiviteiten in een cel. (Herkennen van enzymen in stofwisselingsprocessen)

• Volgt identificeren van geslacht en soort

•

Selectieve en differentiële media

• Verschillende selectieve agar (methyleenblauw->remt gram pos bacteriën)

• Bonte rij

• API test –miniatuur kit

(13)

Overige onderzoek

•

Moleculair biologische onderzoek

• PCR Polymerase chain reaction

• MRSA bacterie

• Je kunt zelf op je computer ook een PCR uitvoeren:

• zie http://www.hhmi.org/biointeractive/bacterial- identification-virtual-lab

•

Immunologisch onderzoek

(14)

Medische microbiologische technieken

•

Het isoleren van pathogenen

•

Het identificeren van pathogenen

•

Het bepalen van de gevoeligheid voor antimicrobiële organismen

Biomedische kennis voor het MLO H3.5

(15)

Patient verdacht van infectieziekten Bloed, feces, urine,

liquor, sputum, slijmvlies, vocht Klassieke

microbiologie

Moderne microbiologie

Immunologisch onderzoek Kweek op/in verrijkt

medium, en een selectief medium

Moleculaire microbiologische

technieken Isolatie van

reincultuur

identificatie antibioticumgevoelig heid

Isoleren van

pathogenen

video: Klassieke microbiologie

(16)

Micro organismen

•

Positieve en negatieve invloeden, oftewel schadelijke en nuttige bacteriën.

Opdracht, maak een +/- lijstje

•

Microbiologie

•

Bestudeert de m.o.

• http://youtu.be/4P9_Hkb02is (bacteriën zijn overal)

(17)

Bouw van een bacterie

(18)

gramkleuring

(19)

Gramkleuring

Definitie:

• Reactie van de celwand op

kleurstoffen

^.

Kleuring:

• Positief/Paars

• Negatief/Rood,Roze

Stappenplan:

• 1. Kristalviolet

• 1a Spoelen.

(demi-water)

• 2. Lugol

• 3. Ethanol

(ontkleuring)

• 3a Spoelen.

(demi-water)

• 4. Waterige Fuchsine.

• 4a Spoelen.

(demi-water)

• 4b Drogen

• Grampreparaat maken

(20)

Kweken van micro organismen

• VAST MEDIUM

• AGAR

• VLOEIBARE MEDIUM

• BOUILLON

Reinkweek (zuivere of reincultuur )= 1 populatie micro organisme/ 1 soort specifieke kenmerken zoals celvorm, gramkarakter, beweeglijkheid,

stofwisselingseigenschappen.

Kolonie =

Geïsoleerde groep micro organisme op een vaste bodem

(21)

Groeicurve in vloeibaar media

• Lag-fase: de periode die verloopt voordat de vermeerdering van de bacteriecellen begint;

• logaritmische fase: de periode, waarin de feitelijke groei plaatsvindt, hierbij verdubbelt het aantal zich elke generatietijd

• de stationaire fase: de periode, waarin het aantal levende cellen per ml constant blijft

• afstervingsfase:de periode, waarin het aantal levende cellen per ml afneemt

(22)

Exponentiele Groei

• Vermeerdering bacteriën

• Generatie tijd

(verdubbelingstijd)

• 20 minuten

• Binaire deling

• Animatie

• https://nl.wikipedia.org/wiki/Binaire_deling

(23)

Celdeling

• Binaire deling

•

verdubbeling cel inhoud

•

Verlenging van de cel

•

splitsing in twee gedeeltes

• Prokaryoten

•

O.a. Bacteriën

• Eukaryoten

•

Mitose

•

Meiose

(24)

Voedingstoffen (nutriënten)

•

Macro nutriënten

Nutrienten die de cel in grote hoeveelheden nodig heeft.

• Koolstof, Stikstof,Fosfor, Zwavel etc

•

Micronutriënten

• Nutrienten die cel in kleine hoeveelheden nodig heeft.

• Kobalt, Zink, Koper, Mangaan ,ijzer, koper, calcium

• Veelvuldig gebruik in enzymen.

•

Alle elementen die de bacteriecel bevat moeten uiteraard ook

in het medium worden aangeboden.

(25)

Macro nutriënten

• (C)Koolstof:

• Cel is opgebouwd uit koolstof verbindingen (organische)

• Organische verbindingen (koolhydraten, eiwitten ,Lipiden)

• Gebruikt als brandstof (autotrofe organismen) maar ook als bouwstof (heterotrofe organismen)

• (H)Waterstof en (O) Zuurstof:

• Komen net al koolstof voor organische verbindingen

• Worden tevens gebruikt als brandstof of bouwstof

• (N)Stikstof:

• Bouw van macromoleculen zoals eiwitten, DNA, RNA, ATP, fosfolipen

• Nodig voor bouw van petidoglycaan wand

• Afbraak/bouw van het erfelijk materiaal

• (S)Zwavel:

• Voornamelijk in bepaalde eiwitten (aminozuren, vitaminen)

• Zorgt ervoor eiwitten steviger zijn en meer bestand zijn tegen verhitting

 (P) Fosfor:

 Afbraak /bouw van macromoleculen zoals eiwitten, DNA, RNA, ATP, fosfolipen

(26)

Groei factoren

•

Invloeden op de groei van micro organisme (Milieufactoren)

• 1. Temperatuur

• Temp-bereik: Minimum temperatuur, maximum temperatuur en een optimum temperatuur.

• 3 groepen met een verschillend optimum.

• 0-15◦C Psychrofilen

• 20-37◦C Mesofielen

• 55-65◦C Thermofielen

(27)

•

Extreem thermofielen

(28)

Groei factoren

• 2. Zuurgraad

• pH-bereik met een minimum, maximum en een optimum.

• De meeste groeien optimaal bij pH 7.

• Bacteriën vaak beter aangepast aan zure milieus.

• Lage pH (0,8) Acidofielen.

• Hoge pH Basofielen

(29)

Groei factoren

• 3. Zuurstofspanning

• Micro organismen houden van een zuurstof arme en/of zuurstofrijke omgeving.

• Verdeling in 4 groepen:

• Obligaat aerobe micro organismen.

• Obligaat anaerobe micro organismen.

• Facultatief anaerobe micro organismen.

• Micro aerofiele micro organismen.

(30)

Groei factoren

• 4. Osmotische waarde

Micro organismen hebben water nodig voor hun groei.

• Groei en overleving kan drastisch beïnvloed worden door de hoeveelheid water wat de cel kan opnemen of verlaten.

•

3 soorten milieus:

• Hypertonisch milieu

• Hypotonisch milieu

• Isotonische milieu Ei osmose

• https://youtu.be/SrON0nEEWmo

(31)

Zoek de definities/beschrijvingen van de volgende begrippen

• Cel ademhaling

• Aerobe

• Anaeroob

• Fermentatie

• Zuurstofspanning

• Psychrofielen

• Mesofielen

• Thermofielen

• Acidofielen

• Basofielen

• Buffer

• Isotoon milieu

• Osmotische waarde

• Osmose

• Halofielen

(32)

Indeling bacteriën

• Bacteriesoort zijn opgebouwd uit 2 namen geslachtnaam en soortnaam

• Binnen een soort kunnen M.O. van elkaar verschillen

• Worden vastgesteld met serologische bepalingen – serotypen

• Kleinste eenheid binnen 1 soort is een stam (een cultuur die uit 1 cel is ontstaan)

• Groot probleem is bij het indelingen het kruisen van bacteriën

• Op Basis v.d. celwandsamenstelling worden ze ingedeeld in drie belangrijke hoofdgroepen

• Grampositief- bacteriën met een dikke peptidoglycaan wand

• Gram negatief- bacteriën met een dunne celwand van peptidoglycaan met daarom een dunnen buitenmembraan

• Bacteriën zonder celwand, alleen met een celmembraan, Mycoplasma

• Indeling van subgroepen vindt plaats op basis van vorm , rangschikking van de cellen en biochemische eigenschappen

(33)

Identificatie schema

Aan- of afwezigheid van:

Enzym Katalase =

Waterstofperoxide ontstaat tijdens de aërobe ademhaling, het is giftig. Katalase voorkomt dus afsterving van de bacteriecel door het peroxide af te breken Alle melkzuurbacteriën zijn katalase negatief en zo te onderscheiden van andere grampositieve kokken en staven

Aan of afwezigheid van:

Enzym Oxidase =

Met deze test wordt een

ademhalingsenzym aangetoond dat in strikt aërobe micro-organismen in zo'n hoge concentratie aanwezig is dat het zeer snel aantoonbaar is. Toont dus Anaerobe of Aerobe stofwisseling aan

(34)

Grampositieve kokken

• Kokken

• Meest voorkomend geslacht is Micrococcus

• Micrococcus luteus

• Gele kolonies op agarplaten -

• Vaak gerangschikt met vier cellen bij elkaar.

• Onschadelijke saprofyten (bodem, water, lucht)

• Stafylokokken

• Facultatief aerobe bacteriën

• meerdere richtingen delen

• Huid en slijmvliezen (mens en warmbloedige dieren)

• Staphylococcus aureus (gele kolonies)

• produceert extracelluaire enzymen en toxines, PATHOGEEN

• Enzymen: coagulase (omzet fibrinogeen naar fibrine )en leukocidine (breekt leucocyten af)

• Toxines: hemolysine (lyseert rode bloedcellen) en thermostabiele enterotoxinen (voedselvergiftiging

• Huidinfecties (zweren, steenpuisten en abcessen)

• Staphylococcus epidermis (witte kolonies)

(35)

Grampositief kokken

• Streptokokken

De meeste streptokokken zijn ongevaarlijk. Streptococcus thermophilus wordt zelfs gebruikt bij de productie van yoghurt en verschillende

kazen. Streptokokken leven onder andere in onze darmen, de bovenste luchtwegen en op de huid. Maar ook in onze mond, zoals Streptococcus mutans. Een minder fijne soort. Deze bacterie produceert zuren bij de afbraak van suikers en zorgt daarmee voor gaatjes.

• Facultatief anaerobe bacteriën- veel soorten

• delen in 1 vlak – paren of ketens (kleine kolonies)

• Ook pathogene streptokokken (tabel 4-2)

• Sommige produceren hemolysine

• - hemolyse - groenig hof – vergroende streptokokken

•  - hemolyse - helder hof – hemolystische streptokokken

•  - hemolyse – geen hof –indifferente streptokokken

(36)

Grampositieve staafjes

Sporenvormende staafjes

• Grote weerstand tegen uitdroging, desinfectantia, straling, hitte

• Zichtbaar als verdikking, of als trommelstokje – sporekleuring

• Meeste soorten onschadelijke saprofyten

• Clostridium – obligaat aeroob

• Meer pathogene soorten C.perfringens (voedselvergiftiging), C. tetani (tetanus), C. botulinum (botulisme)

• Bacillus – aeroob

• Veel gebruik in bioindustrie, vanwege hoge enzymproductie (wasmiddelen industrie)

• Bacillius cereus - pathogeen- voedselvergiftiging

Regelmatige staafjes (niet sporevormende bacteriën)

• Lactobacillus ( mond, vagina, darmen, warmbloedige dieren) Niet pathogeen

• Veelgebruikt in de levensmiddelen industrie bij fermentatie plantaardig/dierlijk materiaal

• Listeria monocytogenes (on gepasteuriseerde melk, kaas) Pathogeen

• Veroorzaakt vroeggeboorte bij zwangere vrouwen

(37)

Grampositieve staafjes

Onregelmatige staafjes (niet sporevormend)

• Corynebacterium

• Variëren in dikte en lengte, liggen in Lettervormen (L,Y, V of chinese tekens)

• Sommige saprofyten (bodem water)

• Sommige pathogeen voor planten

• Sommige pathogeen voor mensen

• Corynebacterium diphteriae (difterie)

• Zuurvaste staafjes

• 1 geslacht Mycobacterium

• Ze zijn zuurvast, na de kleuringstap met zoutzure ethanol ontkleuren ze niet -

> nakleuren met methyleenblauw

• Meeste onschadelijke saprofyten

• 2 pathogene soorten

• Mycobacterium tuberculosis (tuberculosis TBC)

• Mycobacterium leprae (lepra)

Corynebacterium diphteriae (difterie)

Maak de vragen 13 t/m 19 blz 110 Biologie voor het MLO (stencils)

(38)

Gramnegatieve kokken

•

Gedomineerd door 1 geslacht Neisseria

•

Niervormige cellen (diplokokken) met platte zijde tegen elkaar

•

Sommige commensaal (neus- en keelholte)

•

Belangrijke pathogenen

• Neisseria gonorehoeae (gonorroe druiper)

• Neisseria meningitidis

(hersenvliesontsteking (meningitis)

(39)

Gramnegatieve kokken

Bijzondere Chlamydiae

•

Intracellulaire parasieten (komen sterk met virussen overeen)

•

Worden gekweekt in weefselkweekcellen

•

Chlamydia trachomatis (chlamydia, meest voorkomende SOA)

•

Vermenigvuldigt in slijmvliezen van de geslachtsdelen)

•

Langdurige infectie leidt tot

onvruchtbaarheid

(40)

Gramnegatieve staafjes

• Facultatief anaerobe staafjes

• Zetten glucose in afwezigheid van zuurstof om in zure stofwisselings producten

• Familie Enterobacteriaceae (Verdere indeling biochemisch onderzoek, microscopisch niet te onderscheiden)

• Commensalen Escherichia coli , Proteus, Klebsiella, Serratia, Enterobacter -> kunnen pathogeen worden porte d’entree

• Pathogenen

• Salmonella soorten (diarree en tyfus)

• Shigella soorten (dysentrie en builenpest)

• Vibrio cholerae (cholera

• Haemophilus influenzae (menigitis kinderen)

• Aerobe staafjes

• Anaerobe staafjes

Maak de vragen 20 t/m 33 blz 114 Biomedische kennis voor het MLO

(Stencils)

(41)

Opdracht Mindmap

•

Maak een mindmap van Bacteriën

•

Verdeel de groepen bacteriën in

• Gram +/ Gram –

• Kok /Bacil

• Onderverdeling per groep bacterie

• Geef voorbeeld van een onschadelijke soort en een schadelijke soort

•

Groei en groeifactoren

•

Celdeling

•

Isoleren van een bacteriesoort

•

Identificatie van een bacteriesoort

•

etc

(42)

Protozoen

•

Eukaryotische dierlijke eencelligen

• Geen celwand

• Verteren voedsel organische afval

• Bevatten geen chlorofyl (alleen als ze het opeten)

•

De meeste hebben beweeglijkheid door flagellen (zweepstaart) en cilliën (trilharen)

•

Amoebe maakt gebruik van een amoeboïde beweging

•

Komen overal voor in vochtige milieus:

• bloed,(malaria parasiet plasmodium), maag (verteren van voedsel) vijverwater (verteren organisch afval)

Protozoen

Amoebe met pseudopodiën

trilhaardiertje paramecium

(43)

Algen

Algen (of wieren) is een verzamelnaam voor verschillende groepen van eenvoudige organismen die zonlicht als energiebron gebruiken en

hierbij zuurstof (O2) produceren (fotosynthese). Hebben een celwand maar missen de complexe structuren van een plant

• Eukaryotische plantaardige eencelligen (fytoplankton)

• Meer dan 20.000 soorten, vaak eencelligen, maar kunnen ook in groepen voor komen (bv. Draadvormige algen, volvox)

• Onmisbaar, maar soms schadelijk, soms van economische betekenis

kiezelwier Cyanobacterie/ blauwalg Bloedregenalg Volvox

Maak de vragen 14 t/m 16 blz 278 Biologie voor het MLO

(44)

Fungi

• Eukaryotische een- of meercellige met een celwand maar.. Bevatten geen chlorofyl!

Schimmels

• Schattingen lopen uiteen van 1,5 miljoen tot 5 miljoen soorten. Hiervan is pas ongeveer 5% geclassificeerd.

• De meeste schimmels vormen schimmeldraden, de hyfen.

• Een heleboel van deze hyfen vormen samen een netwerk, het mycelium.

• Uit het mycelium kunnen voortplantingsstructuren groeien.

• Deze kunnen zowel relatief eenvoudig als complex zijn, zoals

een paddenstoel. Sommige schimmels kunnen ook als eencellige groeien, zoals de gist.

• Belangrijke rol in ons leven:

• als voedselbron: paddenstoelen (vruchtlichamen van schimmels).

• Gebruik in de productie van voedsel en drank.

• komen ook voor op en in ons lichaam.

Op je voeten alleen al 150 soorten. De meeste zijn nuttig of onschadelijk, maar sommige kunnen infecties veroorzaken. De bekendste

schimmelinfectie bij de mens is voetschimmel, of zwemmerseczeem.

(45)

Fungi

Gisten

• De gistcellen variëren in grootte. De gemiddelde gist is tussen de 3 en 4 micrometer (µm, een duizendste van een

millimeter), maar de grootste kunnen wel 40 µm worden.

Van rijzend deeg tot biobrandstof

• Onder aerobe (zuurstofrijke) omstandigheden zetten gisten in brooddeeg glucose (suikers) en zuurstof (O2) om in

koolstofdioxide (CO2) en water. Doordat de gisten koolstofdioxide uitscheiden, gaat het deeg rijzen.

• Onder anaerobe (zuurstofloze) omstandigheden zetten gisten in bier glucose om in alcohol.

Toepassing microbiologie :

• als model voor de eukaryote cel.

Toepassingen in biotechnologie:

• om elektriciteit op te wekken in microbiële brandstofcellen,

• productie van ethanol als biobrandstof.

(46)

Virussen

• Kleiner dan een bacterie

• geen eigen cel metabolisme

• geen eigen reproductie,

• Verschillende theorieën over afkomst

• Overblijfselen van een cel met nucleïnezuren en eiwitten

• Verliezen van functie met als gevolg dat het is gaan gedragen als een parasiet (chlamydia)