Samenvatting microbiologie
De toetstermen:
1. De student kan aan de hand van een aantal voorbeelden uitleggen:
– hoe je op basis van specifieke celstructuren en enzymen (eu)bacteriën kunt indelen in
verschillende groepen middels kweek en kleuringstechnieken en,
– op basis waarvan (eu)bacteriën een aparte groep vormen t.o.v. de domeinen Archaea
en Eukarya.
2. De student kan uitleggen hoe bij bepaalde milieuomstandigheden (O2-concentratie,
temperatuur, pH en wateractiviteit) prokaryoten kunnen groeien of niet.
3. De student kan op basis van voorbeelden uit de S- en N- cyclus laten zien hoe de metabolische
katabolismen (molecuulniveau) van verschillende micro-organismen leiden tot hun rol in deze
cycli (organismeniveau).
4. De student kan de fosforylering op substraatniveau en de oxidatieve fosforylering vergelijken
aan de hand van voorbeelden van fermentatieprocessen.
De student kan op basis van een microbiologisch voorbeeld-experiment beargumenteren waarom de
verschillende stappen waar een (microbiologisch) onderzoek uit bestaat zijn genomen
Voorkennis Campbell Unit 1 Chapter 6
Unit 2 Chapter (7, 8); 10; 11
Unit 7 Chapter 42.4
Leerstof Brock Unit 1 Chapter 1
Chapter 2 (m.u.v. deel V)
Chapter 3
Chapter5 (m.u.v. deel V)
Brock Unit 4 Chapter 13 deel I
Chapter 14 deel II, III VI
Chapter 15 (vooral de afbeeldingen)
Unit 5 Chapter 23 deel V
,HOORCOLLEGE 1
• De student kan aan de hand van een aantal voorbeelden uitleggen:
– hoe je op basis van specifieke celstructuren en enzymen (eu)bacteriën kunt indelen in
verschillende groepen middels kweek en kleuringstechnieken en,
– op basis waarvan ze een aparte groep vormen t.o.v. de domeinen Archaea en
Eukarya.
CEL STRUCTUUR
Micro organismen zijn levensvormen die te klein zijn om met het blote oog waar te nemen. Ze leven
vaak in microbial communities: dit zijn twee of meer populaties van cellen die naast elkaar leven en
ook op elkaar inwerken in een bepaalde habitat.
Om micro organismen te visualiseren zijn er verschillende methoden. Een daarvan is cultivatie. Een
microbiële cultuur is een collectie van cellen die gegroeid/gekweekt zijn op een nutriëntrijke bodem.
Deze bodem, ofwel medium is een vloeibare of vaste mix van nutriënten die nodig zijn om micro
organismen te laten groeien -> het aantal cellen laten groeien d.m.v. celdeling. Zo kan er een kolonie
gevormd worden.
Alle cellen bestaan voor een groot deel uit dezelfde onderdelen:
- cytoplasmatisch membraan: dit scheidt de binnenkant van de cel, het cytoplasma, van de
omgeving en permeabele barrière.
- Cytoplasma: is een waterige mix van macromoleculen (proteïnen, vetten, nucleïnezuren en
polysachariden), kleine organische moleculen (voorgangers van de hiervoor genoemde
macromoleculen), anorganische ionen en ribosomen.
- Ribosomen: dit zijn structuren die verantwoordelijk zijn voor proteïne synthese en kunnen
gevonden worden in alle cellen.
- Celwand: Dit is een relatief permeabele
structuur die extra stevigheid geeft aan
de cel en bevindt zich buiten het
celmembraan, meeste planten en micro
organismen hebben celwanden.
Cellen kun je aan de hand van structuur indelen in
twee klassen: Prokaryoten en eukaryoten.
Eukaryotische cellen kunnen gevonden worden in
het domein Eukarya. Dit omvat planten, dieren en verschillende micro organismen zoals algen,
protozoa en schimmels. Eukaryoten hebben een grote hoeveelheid verschillende cytoplasmatische
structuren: organellen. Dit omvat met name de celkern, maar ook mitochondriën en chloroplasten.
Alle cellen bevatten daarnaast een DNA genoom. Dit is de blauwprint van een organismen. Hoe dit
geordend is in een cel verschilt tussen een prokaryoot en eukaryoot. Bij eukaryoten is DNA aanwezig
in de vorm van meerdere lineaire moleculen omgeven door een membraan: nucleus. Het genoom van
Bacteria en Archeae is meestal een circulair chromosoom en hoopt op tot een nucleoid zonder
membraan. Meeste prokaryoten hebben een chromosoom maar velen hebben kleine cirkeltjes DNA
die zich onderscheiden van chromosomen:
plasmiden.
,Morfologie: de vorm van cel kan variëren onder met name Bacteria en Archaea. Meest voorkomende
vormen zijn:
- Coccus: bol- of eivormig.
- Rod/bacillus: cilindrisch.
- Spirillium: licht
gebogen/spiraalvormige
cellen.
Sommige cellen blijven graag
samen in groepen/clusters na de
celdeling en hebben vervolgens
een karakteristieke ligging. Bijv.
sommige cocci vormen lange
kettingen -> Streptococcusi of drie
dimensionale kubussen -> Sarcina
en andere blijven samen in een
soort druifachtige clusters ->
Staphylococcus.
Echter kun je micro organismen niet classificeren op basis van
morfologie!!
CYTOPLASMATISCH MEMBRAAN
Het cytoplasmatisch membraan bestaat uit een dubbele laag
fosfolipiden met daarin proteïnen. De fosfolipiden bestaan uit
een hydrofiel en een hydrofoob deel. In Bacteria en Eukarya
bestaat het hydrofobe deel uit vetzuren en de hydrofiele kant
uit een glycerol molecuul met een fosfaat waaraan een of
meerdere functionele groepen (suikers, ethanolamine of
choline) zitten.
Het hydrofiele ligt altijd aan de buitenkant en wordt daardoor
altijd blootgesteld aan de omgeving of het cytoplasma.
De hydrofobe kant, de vetzuren, zijn altijd inwaarts gericht.
De proteïnen die gebonden zijn aan dit celmembraan kunnen
integrale proteïnen zijn: deze zijn aanzienlijk ingebed en
perifere proteïnen die was losser vastzitten.
, Bacteria & Eukarya -> vetzuren zitten d.m.v.
esterbindingen vast aan glycerol.
Archaea -> fytanyl ketens (i.p.v. vetzuren) verbonden
aan glycerol d.m.v. ether verbindingen.
Fytanyl ketens bestaan uit het basiselement Isopreen
(c). Het lijkt sterk op een vetzuren maar er steken methylgroepen uit, zie ook isopreen.
Het membraan heeft 3 hoofdfuncties:
- Permeabiliteit barrière: voorkomt passief ‘lekken’ van opgeloste stoffen de cel in of uit. Het
dient met name als barrière tegen diffusie van de meeste stoffen, met name polaire en
geladen moleculen. De stoffen moeten in of uit de cel getransporteerd worden door transport
eiwitten -> dit gaat bijna altijd tegen de gradiënt in. Hierdoor zorgt het membraan er dus voor
dat het cytoplasma altijd de juiste nutriënten heeft om biochemische reacties uit te voeren.
Wanneer de concentratie van een stof hoog genoeg is om de transporteiwitten te verzadigen
kan de snelheid van opname vele malen sneller gaan dan bij diffusie. Dit is vaak bij stoffen die
in lage concentraties in de natuur gevonden worden.
- Anker: het membraan dient als anker voor verschillende proteïnen die helpen bij een reeks
aan cel functies.
- Energie conservatie: dit is een belangrijke rol bij Bacteria en Archeae, waarbij het membraan
helpt voor de conservatie en consumptie van energie. HOOFDSTUK 3
De toetstermen:
1. De student kan aan de hand van een aantal voorbeelden uitleggen:
– hoe je op basis van specifieke celstructuren en enzymen (eu)bacteriën kunt indelen in
verschillende groepen middels kweek en kleuringstechnieken en,
– op basis waarvan (eu)bacteriën een aparte groep vormen t.o.v. de domeinen Archaea
en Eukarya.
2. De student kan uitleggen hoe bij bepaalde milieuomstandigheden (O2-concentratie,
temperatuur, pH en wateractiviteit) prokaryoten kunnen groeien of niet.
3. De student kan op basis van voorbeelden uit de S- en N- cyclus laten zien hoe de metabolische
katabolismen (molecuulniveau) van verschillende micro-organismen leiden tot hun rol in deze
cycli (organismeniveau).
4. De student kan de fosforylering op substraatniveau en de oxidatieve fosforylering vergelijken
aan de hand van voorbeelden van fermentatieprocessen.
De student kan op basis van een microbiologisch voorbeeld-experiment beargumenteren waarom de
verschillende stappen waar een (microbiologisch) onderzoek uit bestaat zijn genomen
Voorkennis Campbell Unit 1 Chapter 6
Unit 2 Chapter (7, 8); 10; 11
Unit 7 Chapter 42.4
Leerstof Brock Unit 1 Chapter 1
Chapter 2 (m.u.v. deel V)
Chapter 3
Chapter5 (m.u.v. deel V)
Brock Unit 4 Chapter 13 deel I
Chapter 14 deel II, III VI
Chapter 15 (vooral de afbeeldingen)
Unit 5 Chapter 23 deel V
,HOORCOLLEGE 1
• De student kan aan de hand van een aantal voorbeelden uitleggen:
– hoe je op basis van specifieke celstructuren en enzymen (eu)bacteriën kunt indelen in
verschillende groepen middels kweek en kleuringstechnieken en,
– op basis waarvan ze een aparte groep vormen t.o.v. de domeinen Archaea en
Eukarya.
CEL STRUCTUUR
Micro organismen zijn levensvormen die te klein zijn om met het blote oog waar te nemen. Ze leven
vaak in microbial communities: dit zijn twee of meer populaties van cellen die naast elkaar leven en
ook op elkaar inwerken in een bepaalde habitat.
Om micro organismen te visualiseren zijn er verschillende methoden. Een daarvan is cultivatie. Een
microbiële cultuur is een collectie van cellen die gegroeid/gekweekt zijn op een nutriëntrijke bodem.
Deze bodem, ofwel medium is een vloeibare of vaste mix van nutriënten die nodig zijn om micro
organismen te laten groeien -> het aantal cellen laten groeien d.m.v. celdeling. Zo kan er een kolonie
gevormd worden.
Alle cellen bestaan voor een groot deel uit dezelfde onderdelen:
- cytoplasmatisch membraan: dit scheidt de binnenkant van de cel, het cytoplasma, van de
omgeving en permeabele barrière.
- Cytoplasma: is een waterige mix van macromoleculen (proteïnen, vetten, nucleïnezuren en
polysachariden), kleine organische moleculen (voorgangers van de hiervoor genoemde
macromoleculen), anorganische ionen en ribosomen.
- Ribosomen: dit zijn structuren die verantwoordelijk zijn voor proteïne synthese en kunnen
gevonden worden in alle cellen.
- Celwand: Dit is een relatief permeabele
structuur die extra stevigheid geeft aan
de cel en bevindt zich buiten het
celmembraan, meeste planten en micro
organismen hebben celwanden.
Cellen kun je aan de hand van structuur indelen in
twee klassen: Prokaryoten en eukaryoten.
Eukaryotische cellen kunnen gevonden worden in
het domein Eukarya. Dit omvat planten, dieren en verschillende micro organismen zoals algen,
protozoa en schimmels. Eukaryoten hebben een grote hoeveelheid verschillende cytoplasmatische
structuren: organellen. Dit omvat met name de celkern, maar ook mitochondriën en chloroplasten.
Alle cellen bevatten daarnaast een DNA genoom. Dit is de blauwprint van een organismen. Hoe dit
geordend is in een cel verschilt tussen een prokaryoot en eukaryoot. Bij eukaryoten is DNA aanwezig
in de vorm van meerdere lineaire moleculen omgeven door een membraan: nucleus. Het genoom van
Bacteria en Archeae is meestal een circulair chromosoom en hoopt op tot een nucleoid zonder
membraan. Meeste prokaryoten hebben een chromosoom maar velen hebben kleine cirkeltjes DNA
die zich onderscheiden van chromosomen:
plasmiden.
,Morfologie: de vorm van cel kan variëren onder met name Bacteria en Archaea. Meest voorkomende
vormen zijn:
- Coccus: bol- of eivormig.
- Rod/bacillus: cilindrisch.
- Spirillium: licht
gebogen/spiraalvormige
cellen.
Sommige cellen blijven graag
samen in groepen/clusters na de
celdeling en hebben vervolgens
een karakteristieke ligging. Bijv.
sommige cocci vormen lange
kettingen -> Streptococcusi of drie
dimensionale kubussen -> Sarcina
en andere blijven samen in een
soort druifachtige clusters ->
Staphylococcus.
Echter kun je micro organismen niet classificeren op basis van
morfologie!!
CYTOPLASMATISCH MEMBRAAN
Het cytoplasmatisch membraan bestaat uit een dubbele laag
fosfolipiden met daarin proteïnen. De fosfolipiden bestaan uit
een hydrofiel en een hydrofoob deel. In Bacteria en Eukarya
bestaat het hydrofobe deel uit vetzuren en de hydrofiele kant
uit een glycerol molecuul met een fosfaat waaraan een of
meerdere functionele groepen (suikers, ethanolamine of
choline) zitten.
Het hydrofiele ligt altijd aan de buitenkant en wordt daardoor
altijd blootgesteld aan de omgeving of het cytoplasma.
De hydrofobe kant, de vetzuren, zijn altijd inwaarts gericht.
De proteïnen die gebonden zijn aan dit celmembraan kunnen
integrale proteïnen zijn: deze zijn aanzienlijk ingebed en
perifere proteïnen die was losser vastzitten.
, Bacteria & Eukarya -> vetzuren zitten d.m.v.
esterbindingen vast aan glycerol.
Archaea -> fytanyl ketens (i.p.v. vetzuren) verbonden
aan glycerol d.m.v. ether verbindingen.
Fytanyl ketens bestaan uit het basiselement Isopreen
(c). Het lijkt sterk op een vetzuren maar er steken methylgroepen uit, zie ook isopreen.
Het membraan heeft 3 hoofdfuncties:
- Permeabiliteit barrière: voorkomt passief ‘lekken’ van opgeloste stoffen de cel in of uit. Het
dient met name als barrière tegen diffusie van de meeste stoffen, met name polaire en
geladen moleculen. De stoffen moeten in of uit de cel getransporteerd worden door transport
eiwitten -> dit gaat bijna altijd tegen de gradiënt in. Hierdoor zorgt het membraan er dus voor
dat het cytoplasma altijd de juiste nutriënten heeft om biochemische reacties uit te voeren.
Wanneer de concentratie van een stof hoog genoeg is om de transporteiwitten te verzadigen
kan de snelheid van opname vele malen sneller gaan dan bij diffusie. Dit is vaak bij stoffen die
in lage concentraties in de natuur gevonden worden.
- Anker: het membraan dient als anker voor verschillende proteïnen die helpen bij een reeks
aan cel functies.
- Energie conservatie: dit is een belangrijke rol bij Bacteria en Archeae, waarbij het membraan
helpt voor de conservatie en consumptie van energie. HOOFDSTUK 3
