MICROBIOLOGIE
Inhoudsopgave
1. De ontwikkeling van microbiologie ............................................................................................................... 6
1.2 het begin van microbiologie ......................................................................................................................... 6
1.3 De transitieperiode ....................................................................................................................................... 7
1.3.1 De spontane generatie.......................................................................................................................... 7
1.3.2 ziektetransmissie .................................................................................................................................. 8
1.4 De gouden jaren van microbiologie ............................................................................................................ 10
1.4.1 Louis Paster (1822-1895) .................................................................................................................... 10
1) Robert Koch ........................................................................................................................................ 11
2) De competitieperiode ........................................................................................................................ 11
1.5 Belang van deze periode ............................................................................................................................. 12
1.1 Leerdoelen .................................................................................................................................................. 13
1.2 Het Begin van de Microbiologie ................................................................................................................. 15
1.3 De Transitieperiode ..................................................................................................................................... 15
1.3.1 De Spontane Generatie ....................................................................................................................... 15
1.3.2 Ziektetransmissie ................................................................................................................................ 16
1.4.1 Louis Pasteur (1822-1895) .................................................................................................................. 16
1.4.2 Robert Koch (1843-1910) .................................................................................................................... 17
1.4.3 De Competitieperiode ........................................................................................................................ 17
1.5 Samenvatting en Belang ............................................................................................................................. 17
2. de morfologie en cytologie van bacteriën ................................................................................................... 18
2.1 leerdoelen ................................................................................................................................................... 18
2.2 De morfologie ............................................................................................................................................. 18
2.3 De cytologie van bacteriën ......................................................................................................................... 20
2.3.1 Flagella (zweepdraden) (herhaling) .................................................................................................... 22
2.3.2 Pili of fimbriae (trilharen) ................................................................................................................... 22
2.3.3 Kapsel.................................................................................................................................................. 23
2.3.4 Celwand .............................................................................................................................................. 24
2.3.5 Plasmiden ...................................................................................................................................... 27
2.3.6 Sporen ........................................................................................................................................... 28
3. De groei van Bacteriën ............................................................................................................................... 29
3.1 leerdoelen ................................................................................................................................................... 29
3.2 De groeibehoeften ...................................................................................................................................... 29
3.2.1 fysische benodigdheden ..................................................................................................................... 29
3.2.1.1 temperatuur ................................................................................................................................ 29
3.2.1.2 pH......................................................................................................................................... 32
3.2.1.3 osmotische druk.......................................................................................................................... 33
3.2.1.4 licht ............................................................................................................................................. 36
1
, 3.2.1.5 druk ............................................................................................................................................. 37
3.2.2 chemische benodigdheden ................................................................................................................. 37
3.2.2.1 koolstof ....................................................................................................................................... 37
3.2.2.2 stikstof, zwavel en fosfor ............................................................................................................. 39
3.2.2.3 spore-elementen......................................................................................................................... 41
3.2.2.4 zuurstof ....................................................................................................................................... 41
3.2.2.5 organische groeifactoren ............................................................................................................ 43
3.3 cultuurmedia .............................................................................................................................................. 43
3.3.1 Chemische gedefinieerd medium ....................................................................................................... 45
3.3.2 complex medium ........................................................................................................................... 46
3.3.3 anaerobe groeimedia en methoden ................................................................................................... 47
3.3.4 selectieve en differentiële media ........................................................................................................ 48
3.3.5 aanrijkende cultuur ............................................................................................................................. 49
3.4 De groei van bacteriële culturen ................................................................................................................. 49
3.4.1 De bacteriële deling ............................................................................................................................ 49
3.4.2 generatietijd........................................................................................................................................ 50
3.4.3 De fasen bij de groei ........................................................................................................................... 50
3.4.3.1 De lag fase (latente of beginfase)................................................................................................ 51
3.4.3.2 De log fase (exponentiële fase) ................................................................................................... 51
3.4.3.3 De stationaire fase ...................................................................................................................... 51
3.4.3.4 de logaritmische sterftefase........................................................................................................ 52
3.4.4 directe meting van microbiële groei ................................................................................................... 52
3.4.4.1 Plaatmethode: ............................................................................................................................ 52
3.4.4.2 filtratie......................................................................................................................................... 53
3.4.4.3 ‘Meest waarschijnlijke #’ - methode ........................................................................................... 53
3.4.4.4 directe microscopische telling .................................................................................................... 53
3.4.5 indirecte telling ................................................................................................................................... 54
3.4.5.1 turbidimetrie ............................................................................................................................... 54
3.4.5.2 metabolische activiteit ................................................................................................................ 55
3.4.5.3 droog gewicht ............................................................................................................................. 55
3.4.6 intermicrobiële relaties ....................................................................................................................... 55
4. Bacteriële recombinatie ........................................................................................................................ 56
4.2 overzicht ..................................................................................................................................................... 56
4.3 transformatie ......................................................................................................................................... 56
4.4 conjugatie ................................................................................................................................................... 59
4.5 transductie .................................................................................................................................................. 60
4.5.1 Algemene transductie ......................................................................................................................... 60
4.5.2 gespecialiseerde transdcutie .............................................................................................................. 61
5 inleidende classificatie van bacteriën .......................................................................................................... 62
5.2 situering ...................................................................................................................................................... 62
5.3 classificatiesystemen van bacteriën ........................................................................................................... 63
5.3.1 morfologische classificatie .................................................................................................................. 63
5.3.4 moleculaire classificatie ...................................................................................................................... 63
5.3.5 fylogenetische classificatie ................................................................................................................. 63
2
, 5.3.2 biologische classificatie ....................................................................................................................... 63
5.3.3 numeriek classificatie ......................................................................................................................... 64
5.4 fototrofe bacteriën ..................................................................................................................................... 64
5.4.1 blauwgroene fototrofe bacteriën ....................................................................................................... 64
5.4.2 cyanobacteriën ................................................................................................................................... 65
5.5 Archaea ...................................................................................................................................................... 65
6 De interactie tussen bacteriën en de gastheer ............................................................................................. 65
6.2 Pathologie, infectie en ziekte ...................................................................................................................... 65
6.3 Normale microbiota.................................................................................................................................... 67
6.3.1 Relaties tussen de normale microbiota en de gastheer ..................................................................... 67
6.3.2 samenwerking tussen micro-organismen ........................................................................................... 68
6.4 De etiologie van infectieuze ziekten ........................................................................................................... 68
6.5 klasseren van infectieuze ziekten ................................................................................................................ 69
6.5.1 Het voorkomen van een ziekte ........................................................................................................... 69
6.5.2 De ernst of duur van een ziekte .......................................................................................................... 69
6.5.3 opduiken van infectieuze ziekten ....................................................................................................... 69
6.5.4 De betrokkenheid van de gastheer ..................................................................................................... 69
6.6 De verspreiding van een infectie................................................................................................................. 71
6.6.1 infectiebronnen .................................................................................................................................. 71
6.6.1.1 menselijke reservoirs .................................................................................................................. 71
6.6.1.2 dierlijke reservoirs ....................................................................................................................... 71
6.6.1.3 Niet-levende reservoirs ............................................................................................................... 72
6.6.2 de transmissie van ziekten .................................................................................................................. 72
6.6.2.1 contacttransmissie ...................................................................................................................... 72
6.6.2.2 vehikeltransmissie ....................................................................................................................... 73
6.6.2.3 vectoren ...................................................................................................................................... 73
6.6.3 uitgangen ............................................................................................................................................ 73
6.7 het binnengaan van een micro-organisme in een gastheer ....................................................................... 73
6.7.1 de ingangspoorten herhaling .............................................................................................................. 73
6.7.1.1 slijmvliezen .................................................................................................................................. 73
6.7.1.2 de huid ........................................................................................................................................ 74
6.7.1.3 de parenterale weg ..................................................................................................................... 74
6.7.2 de geprefereerde toegangswegen ...................................................................................................... 74
6.7.3 het aantal invaderende micro-organismen ......................................................................................... 74
6.7.4 adhesie ............................................................................................................................................... 75
6.8 Hoe bacteriële pathogenen de verdediging van gastheer overwinnen ...................................................... 75
6.8.1 kapsels ................................................................................................................................................ 75
6.8.2 componenten van de celwand............................................................................................................ 76
6.8.3 enzymen ............................................................................................................................................. 76
6.8.4 penetratie in gastheercellen ............................................................................................................... 77
6.9 hoe bacteriële pathogenen gastheercellen vernietigen ............................................................................. 77
6.9.1 directe schade..................................................................................................................................... 77
6.9.2 de productie van toxinen .................................................................................................................... 78
6.9.2.2 endotoxinen ................................................................................................................................ 78
3
, 6.9.2.1 exotoxine..................................................................................................................................... 78
6.10 ziektepatronen .......................................................................................................................................... 80
6.10.1 vatbaar makende factoren ................................................................................................................ 80
6.10.2 de ontwikkeling van de ziekte ........................................................................................................... 80
6.10.2.1 de incubatieperiode .................................................................................................................. 80
6.10.2.2 de prodromale periode ............................................................................................................. 80
6.10.2.3 de periode van ziekte ................................................................................................................ 80
6.10.2.4 de periode van verval................................................................................................................ 80
6.10.2.5 de herstelperiode ...................................................................................................................... 80
6.11 epidemiologie ........................................................................................................................................... 81
7 controle van micro-organismen ................................................................................................................... 81
7.1 leerdoelen ................................................................................................................................................... 81
7.2 inleiding ...................................................................................................................................................... 81
7.3 fysische controle van micro-organismen .................................................................................................... 82
7.3.1 met behulp van warmte ..................................................................................................................... 82
7.3.1.1 droge hitte................................................................................................................................... 82
7.3.1.1.1 ............................................................................................................................................. 82
7.3.1.1.2 warmeluchtoven ................................................................................................................. 82
directe vlam ....................................................................................................................................... 82
7.3.1.2 vochtige hitte .............................................................................................................................. 83
7.3.1.2.1 kokend water ....................................................................................................................... 83
7.3.1.2.2 autoclaveren........................................................................................................................ 83
7.3.1.2.3 fractionele sterilisatie .......................................................................................................... 85
7.3.1.2.4 pasteurisatie ........................................................................................................................ 85
7.3.1.2.5 warme olie .......................................................................................................................... 85
7.3.2 filtratie ................................................................................................................................................ 86
7.3.3 Uv-licht ................................................................................................................................................ 86
7.3.4 andere stralingstypes .......................................................................................................................... 86
7.3.5 ultrasone trilling.................................................................................................................................. 86
7.3.6 bewaarmideelen of preservatieven .................................................................................................... 87
7.4 chemische controle van micro-organismen ................................................................................................ 87
7.4.1 algemeen principe van chemische controle ....................................................................................... 87
7.4.1.1 terminologie van desinfectie ...................................................................................................... 88
7.4.1.2 selectie van antiseptica en desinfectantia .................................................................................. 88
7.4.1.3 evaluatie van antiseptica en desinfectantia ................................................................................ 88
7.4.2 belangrijke chemische stoffen ............................................................................................................ 89
7.4.2.1 halogenen ................................................................................................................................... 89
7.4.2.3 zware metalen ............................................................................................................................ 89
7.4.2.4 alcoholen .................................................................................................................................... 89
7.2.4.5 aldehyden ................................................................................................................................... 90
7.4.2.6 ethyleenoxide ............................................................................................................................. 90
7.4.2.7 waterstofperoxiden ..................................................................................................................... 90
7.4.2.8 zeep en detergenten ................................................................................................................... 90
7.4.2.9 kleurstoffen ................................................................................................................................. 91
7.4.2.10 zuren ......................................................................................................................................... 91
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Inhoudsopgave
1. De ontwikkeling van microbiologie ............................................................................................................... 6
1.2 het begin van microbiologie ......................................................................................................................... 6
1.3 De transitieperiode ....................................................................................................................................... 7
1.3.1 De spontane generatie.......................................................................................................................... 7
1.3.2 ziektetransmissie .................................................................................................................................. 8
1.4 De gouden jaren van microbiologie ............................................................................................................ 10
1.4.1 Louis Paster (1822-1895) .................................................................................................................... 10
1) Robert Koch ........................................................................................................................................ 11
2) De competitieperiode ........................................................................................................................ 11
1.5 Belang van deze periode ............................................................................................................................. 12
1.1 Leerdoelen .................................................................................................................................................. 13
1.2 Het Begin van de Microbiologie ................................................................................................................. 15
1.3 De Transitieperiode ..................................................................................................................................... 15
1.3.1 De Spontane Generatie ....................................................................................................................... 15
1.3.2 Ziektetransmissie ................................................................................................................................ 16
1.4.1 Louis Pasteur (1822-1895) .................................................................................................................. 16
1.4.2 Robert Koch (1843-1910) .................................................................................................................... 17
1.4.3 De Competitieperiode ........................................................................................................................ 17
1.5 Samenvatting en Belang ............................................................................................................................. 17
2. de morfologie en cytologie van bacteriën ................................................................................................... 18
2.1 leerdoelen ................................................................................................................................................... 18
2.2 De morfologie ............................................................................................................................................. 18
2.3 De cytologie van bacteriën ......................................................................................................................... 20
2.3.1 Flagella (zweepdraden) (herhaling) .................................................................................................... 22
2.3.2 Pili of fimbriae (trilharen) ................................................................................................................... 22
2.3.3 Kapsel.................................................................................................................................................. 23
2.3.4 Celwand .............................................................................................................................................. 24
2.3.5 Plasmiden ...................................................................................................................................... 27
2.3.6 Sporen ........................................................................................................................................... 28
3. De groei van Bacteriën ............................................................................................................................... 29
3.1 leerdoelen ................................................................................................................................................... 29
3.2 De groeibehoeften ...................................................................................................................................... 29
3.2.1 fysische benodigdheden ..................................................................................................................... 29
3.2.1.1 temperatuur ................................................................................................................................ 29
3.2.1.2 pH......................................................................................................................................... 32
3.2.1.3 osmotische druk.......................................................................................................................... 33
3.2.1.4 licht ............................................................................................................................................. 36
1
, 3.2.1.5 druk ............................................................................................................................................. 37
3.2.2 chemische benodigdheden ................................................................................................................. 37
3.2.2.1 koolstof ....................................................................................................................................... 37
3.2.2.2 stikstof, zwavel en fosfor ............................................................................................................. 39
3.2.2.3 spore-elementen......................................................................................................................... 41
3.2.2.4 zuurstof ....................................................................................................................................... 41
3.2.2.5 organische groeifactoren ............................................................................................................ 43
3.3 cultuurmedia .............................................................................................................................................. 43
3.3.1 Chemische gedefinieerd medium ....................................................................................................... 45
3.3.2 complex medium ........................................................................................................................... 46
3.3.3 anaerobe groeimedia en methoden ................................................................................................... 47
3.3.4 selectieve en differentiële media ........................................................................................................ 48
3.3.5 aanrijkende cultuur ............................................................................................................................. 49
3.4 De groei van bacteriële culturen ................................................................................................................. 49
3.4.1 De bacteriële deling ............................................................................................................................ 49
3.4.2 generatietijd........................................................................................................................................ 50
3.4.3 De fasen bij de groei ........................................................................................................................... 50
3.4.3.1 De lag fase (latente of beginfase)................................................................................................ 51
3.4.3.2 De log fase (exponentiële fase) ................................................................................................... 51
3.4.3.3 De stationaire fase ...................................................................................................................... 51
3.4.3.4 de logaritmische sterftefase........................................................................................................ 52
3.4.4 directe meting van microbiële groei ................................................................................................... 52
3.4.4.1 Plaatmethode: ............................................................................................................................ 52
3.4.4.2 filtratie......................................................................................................................................... 53
3.4.4.3 ‘Meest waarschijnlijke #’ - methode ........................................................................................... 53
3.4.4.4 directe microscopische telling .................................................................................................... 53
3.4.5 indirecte telling ................................................................................................................................... 54
3.4.5.1 turbidimetrie ............................................................................................................................... 54
3.4.5.2 metabolische activiteit ................................................................................................................ 55
3.4.5.3 droog gewicht ............................................................................................................................. 55
3.4.6 intermicrobiële relaties ....................................................................................................................... 55
4. Bacteriële recombinatie ........................................................................................................................ 56
4.2 overzicht ..................................................................................................................................................... 56
4.3 transformatie ......................................................................................................................................... 56
4.4 conjugatie ................................................................................................................................................... 59
4.5 transductie .................................................................................................................................................. 60
4.5.1 Algemene transductie ......................................................................................................................... 60
4.5.2 gespecialiseerde transdcutie .............................................................................................................. 61
5 inleidende classificatie van bacteriën .......................................................................................................... 62
5.2 situering ...................................................................................................................................................... 62
5.3 classificatiesystemen van bacteriën ........................................................................................................... 63
5.3.1 morfologische classificatie .................................................................................................................. 63
5.3.4 moleculaire classificatie ...................................................................................................................... 63
5.3.5 fylogenetische classificatie ................................................................................................................. 63
2
, 5.3.2 biologische classificatie ....................................................................................................................... 63
5.3.3 numeriek classificatie ......................................................................................................................... 64
5.4 fototrofe bacteriën ..................................................................................................................................... 64
5.4.1 blauwgroene fototrofe bacteriën ....................................................................................................... 64
5.4.2 cyanobacteriën ................................................................................................................................... 65
5.5 Archaea ...................................................................................................................................................... 65
6 De interactie tussen bacteriën en de gastheer ............................................................................................. 65
6.2 Pathologie, infectie en ziekte ...................................................................................................................... 65
6.3 Normale microbiota.................................................................................................................................... 67
6.3.1 Relaties tussen de normale microbiota en de gastheer ..................................................................... 67
6.3.2 samenwerking tussen micro-organismen ........................................................................................... 68
6.4 De etiologie van infectieuze ziekten ........................................................................................................... 68
6.5 klasseren van infectieuze ziekten ................................................................................................................ 69
6.5.1 Het voorkomen van een ziekte ........................................................................................................... 69
6.5.2 De ernst of duur van een ziekte .......................................................................................................... 69
6.5.3 opduiken van infectieuze ziekten ....................................................................................................... 69
6.5.4 De betrokkenheid van de gastheer ..................................................................................................... 69
6.6 De verspreiding van een infectie................................................................................................................. 71
6.6.1 infectiebronnen .................................................................................................................................. 71
6.6.1.1 menselijke reservoirs .................................................................................................................. 71
6.6.1.2 dierlijke reservoirs ....................................................................................................................... 71
6.6.1.3 Niet-levende reservoirs ............................................................................................................... 72
6.6.2 de transmissie van ziekten .................................................................................................................. 72
6.6.2.1 contacttransmissie ...................................................................................................................... 72
6.6.2.2 vehikeltransmissie ....................................................................................................................... 73
6.6.2.3 vectoren ...................................................................................................................................... 73
6.6.3 uitgangen ............................................................................................................................................ 73
6.7 het binnengaan van een micro-organisme in een gastheer ....................................................................... 73
6.7.1 de ingangspoorten herhaling .............................................................................................................. 73
6.7.1.1 slijmvliezen .................................................................................................................................. 73
6.7.1.2 de huid ........................................................................................................................................ 74
6.7.1.3 de parenterale weg ..................................................................................................................... 74
6.7.2 de geprefereerde toegangswegen ...................................................................................................... 74
6.7.3 het aantal invaderende micro-organismen ......................................................................................... 74
6.7.4 adhesie ............................................................................................................................................... 75
6.8 Hoe bacteriële pathogenen de verdediging van gastheer overwinnen ...................................................... 75
6.8.1 kapsels ................................................................................................................................................ 75
6.8.2 componenten van de celwand............................................................................................................ 76
6.8.3 enzymen ............................................................................................................................................. 76
6.8.4 penetratie in gastheercellen ............................................................................................................... 77
6.9 hoe bacteriële pathogenen gastheercellen vernietigen ............................................................................. 77
6.9.1 directe schade..................................................................................................................................... 77
6.9.2 de productie van toxinen .................................................................................................................... 78
6.9.2.2 endotoxinen ................................................................................................................................ 78
3
, 6.9.2.1 exotoxine..................................................................................................................................... 78
6.10 ziektepatronen .......................................................................................................................................... 80
6.10.1 vatbaar makende factoren ................................................................................................................ 80
6.10.2 de ontwikkeling van de ziekte ........................................................................................................... 80
6.10.2.1 de incubatieperiode .................................................................................................................. 80
6.10.2.2 de prodromale periode ............................................................................................................. 80
6.10.2.3 de periode van ziekte ................................................................................................................ 80
6.10.2.4 de periode van verval................................................................................................................ 80
6.10.2.5 de herstelperiode ...................................................................................................................... 80
6.11 epidemiologie ........................................................................................................................................... 81
7 controle van micro-organismen ................................................................................................................... 81
7.1 leerdoelen ................................................................................................................................................... 81
7.2 inleiding ...................................................................................................................................................... 81
7.3 fysische controle van micro-organismen .................................................................................................... 82
7.3.1 met behulp van warmte ..................................................................................................................... 82
7.3.1.1 droge hitte................................................................................................................................... 82
7.3.1.1.1 ............................................................................................................................................. 82
7.3.1.1.2 warmeluchtoven ................................................................................................................. 82
directe vlam ....................................................................................................................................... 82
7.3.1.2 vochtige hitte .............................................................................................................................. 83
7.3.1.2.1 kokend water ....................................................................................................................... 83
7.3.1.2.2 autoclaveren........................................................................................................................ 83
7.3.1.2.3 fractionele sterilisatie .......................................................................................................... 85
7.3.1.2.4 pasteurisatie ........................................................................................................................ 85
7.3.1.2.5 warme olie .......................................................................................................................... 85
7.3.2 filtratie ................................................................................................................................................ 86
7.3.3 Uv-licht ................................................................................................................................................ 86
7.3.4 andere stralingstypes .......................................................................................................................... 86
7.3.5 ultrasone trilling.................................................................................................................................. 86
7.3.6 bewaarmideelen of preservatieven .................................................................................................... 87
7.4 chemische controle van micro-organismen ................................................................................................ 87
7.4.1 algemeen principe van chemische controle ....................................................................................... 87
7.4.1.1 terminologie van desinfectie ...................................................................................................... 88
7.4.1.2 selectie van antiseptica en desinfectantia .................................................................................. 88
7.4.1.3 evaluatie van antiseptica en desinfectantia ................................................................................ 88
7.4.2 belangrijke chemische stoffen ............................................................................................................ 89
7.4.2.1 halogenen ................................................................................................................................... 89
7.4.2.3 zware metalen ............................................................................................................................ 89
7.4.2.4 alcoholen .................................................................................................................................... 89
7.2.4.5 aldehyden ................................................................................................................................... 90
7.4.2.6 ethyleenoxide ............................................................................................................................. 90
7.4.2.7 waterstofperoxiden ..................................................................................................................... 90
7.4.2.8 zeep en detergenten ................................................................................................................... 90
7.4.2.9 kleurstoffen ................................................................................................................................. 91
7.4.2.10 zuren ......................................................................................................................................... 91
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