Microbiologie
Hoofdstuk 1
Ontstaan van de microbiologie
Antoni van Leeuwenhoek:
• Maakte en gebruikte eenvoudige microscopen
• Maakte vaak nieuwe microscoop bij elk specimen dat hij onderzocht
• Onderzocht water→ kleine dieren, fungi, protozoa, algen (animalcules)
• Onderzocht bloed, tandplak, luizen, …
• Eind 19de eeuw werden deze organismen micro-organismen genoemd
Classificeren van microben
Carolus Linnaeus (1707-1078) ontwikkelde taxonomisch systeem om dieren en planten te benoemen
en gelijkaardige organismen te groeperen in 6 groepen van micro-organismen:
• Bacteria
• Archae
• Fungi
• Protozoa
• Algae
• Kleine multicellulaire dieren
Bacteriën en archae:
• Unicellulair (bestaan uit slechts 1 cel) en bezitten geen celkern (= prokaryoten)
• Veel kleiner dan eukaryoten
• Komen voor in bijna elke habitat (voorwaarde: voldoende water/vocht)
• Archae leven in extreme omstandigheden
• Planten zich aseksueel voort (genetisch materiaal verdubbelen en splitsen)
• Bacteriële celwand bevat peptidoglycaan (sommige hebben geen celwand)
• Celwanden van archae bevatten geen peptidoglycaan
Fungi:
• Eukaryoten (duidelijke celkern)
• Verkrijgen voedsel via andere organismen
• Bezitten celwand (opgebouwd uit chitine)
• Omvatten:
– Schimmels: multicellulair, groeien als lange filamenten= hyfen
(voortplanting via seksuele en aseksuele sporen
– Gisten: unicellulair, planten zich aseksueel voort door knopvorming(=
budding) sommige produceren sporen
→ Seksuele sporen= mannelijke en vrouwelijke sporen komen vrij en versmelten tot 1 spore
Protozoa:
• Eencellige eukaryoten
• Nutritionele behoeften en cellulaire structuur komen overeen met die van dieren
1
, • Vrijlevend in water, sommige in dierlijke gastheren
• Aseksuele (meestal) en seksuele voortplanting
• Meeste kunnen bewegen via:
– Pseudopoden
– Cilia
– Flagella
→ Indeling in verdere categorieën vaak gebaseerd op
voortbeweging
Algae:
• Eukaryoten, unicellulair of multicellulair
• Fotosynthese
• Eenvoudige voortplantingsstructuren
• Worden onderverdeeld op basis van pigmentatie en samenstelling celwand
Virussen:
• Acellulair = bestaat niet uit cellen
• Bezitten kleine hoeveelheden genetisch materiaal (DNA/RNA) omringd door proteïnemantel
• Repliceren alleen in levende gastheer
• Voortplanting: genetisch materiaal injecteren in cellen → cel maakt nieuwe virussen aan→
cel barst open→ virussen vrij
• Transmissie-elektronenmicroscoop nodig om waar te nemen
Multicellulaire dierlijke parasieten:
• Eukaryoten
• Eigenlijk geen MO
• Microscopische stadia in levenscyclus
Is spontane generatie van microbieel leven mogelijk?
Filosofen & wetenschappers dachten dat levende organismen via 3 processen kunnen ontstaan:
• Aseksuele reproductie
• Seksuele reproductie
• Niet levende materie
Theorie van spontane generatie werd naar voren gebracht door Aristoteles:
• Levende organismen kunnen uit niet levende materie ontstaan
• ‘Vitale kracht’ vormt levend materiaal
Redi’s experiment (Francesco Redi 1626-1697):
• Bedorven vlees weggehouden van vliegen → geen maden/larven
• Vlees blootgesteld aan vliegen→ gekoloniseerd door maden
→ twijfel aan theorie van Aristoteles
Needhams experimenten:
• Wetenschappers waren het eens dat grotere dieren niet spontaan konden ontstaan → MO
wel
2
, • Experiment met gekookte vleesbouillon & infusies van plantenmateriaal ondersteunde deze
gedachte
• Proef:
– Bouillon wordt troebel na een tijd → bouillon koken (MO dood) → toch nog
troebele bouillon
→Besluit: MO kunnen wel spontaan ontstaan
Spallanzani (Lazzaro Spallanzani 1729-1799) concludeerde:
• Needham verwarmde flessen niet genoeg om alle MO te doden/flessen niet goed afgesloten
waren
• MO komen in lucht voor en kunnen experimenten contamineren
• Spontane generatie treedt niet op, alle levende organismen komen voort uit andere levende
organismen
• Proef:
– Bouillon langer gekookt + flessen afgesloten tijdens verwarmen → bouillon bleef
helder → geen spontane generatie
→ Critici beweerden dat er onvoldoende O2 aanwezig was in flessen van Spallanzani om
microbieel leven te ondersteunen
Pasteurs experiment (Louis Pasteur 1822-1895):
• Voerde proef opnieuw uit met flessen met zwanenhals (MO buiten, lucht binnen)
• Bouillon vertoonde geen teken van microbiële groei
• Fles schuin houden → stof van in bocht van hals in de fles → bouillon troebel door
microbiële groei
• Besluit: MO komen uit de lucht, geen spontane generatie
Wetenschappelijke methode
Debat → observatie → vragen → hypothese → experiment → resultaat
• Juist => theorie/wet
• Fout => afgewezen
Wat veroorzaak fermentatie
• 19de eeuw veroorzaakte zuur worden van wijn inkomstenverlies bij wijntelers
3
, • Overheid subsidieerde onderzoek naar methoden om productie van alcohol te bevorderen &
verzuren van wijn te voorkomen
• Bestaan van fermentatie was bekend, niet duidelijk hoe het ontstond
→sommige dachten lucht
→sommige dachten organismen
• Bacteriën verantwoordelijk voor slecht worden van wijn → zorgen voor zuren die wijn slecht
maken
→gist toevoegen => fermentatieproces (=suikers omzetten naar alcohol)
Pasteurs experiment:
• Leidde tot pasteurisatie = proces waarbij vloeistoffen verwarmd worden bij een temperatuur
net hoog genoeg om de meeste bacteriën te doden
• Na pasteurisatie gistcellen toegevoegd om ervoor te zorgen dat fermentatie kan
plaatsvinden
• Begin van industriële microbiologie = dolbewust gebruiken van MO voor aanmaak van
bepaalde producten
Buchners experiment:
• Toonde aan dat levende cellen niet strikt noodzakelijk zijn voor fermentatie
→ Celvrije extracten (met enzymen) zijn verantwoordelijk voor fermentatiereacties (vb.
gistcellen bevatten enzymen die verantwoordelijk zijn voor fermentatieproces)
• Buchners werk leidde tot biochemie
Wat veroorzaakt ziekte?
• Pasteur ontwikkelde germ theory of disease
• Robert Koch (1843-1910) bestudeerde oorzaak van ziektes (=etiologie):
– Anthrax
– Bestudeerde kolonies van MO
4
Hoofdstuk 1
Ontstaan van de microbiologie
Antoni van Leeuwenhoek:
• Maakte en gebruikte eenvoudige microscopen
• Maakte vaak nieuwe microscoop bij elk specimen dat hij onderzocht
• Onderzocht water→ kleine dieren, fungi, protozoa, algen (animalcules)
• Onderzocht bloed, tandplak, luizen, …
• Eind 19de eeuw werden deze organismen micro-organismen genoemd
Classificeren van microben
Carolus Linnaeus (1707-1078) ontwikkelde taxonomisch systeem om dieren en planten te benoemen
en gelijkaardige organismen te groeperen in 6 groepen van micro-organismen:
• Bacteria
• Archae
• Fungi
• Protozoa
• Algae
• Kleine multicellulaire dieren
Bacteriën en archae:
• Unicellulair (bestaan uit slechts 1 cel) en bezitten geen celkern (= prokaryoten)
• Veel kleiner dan eukaryoten
• Komen voor in bijna elke habitat (voorwaarde: voldoende water/vocht)
• Archae leven in extreme omstandigheden
• Planten zich aseksueel voort (genetisch materiaal verdubbelen en splitsen)
• Bacteriële celwand bevat peptidoglycaan (sommige hebben geen celwand)
• Celwanden van archae bevatten geen peptidoglycaan
Fungi:
• Eukaryoten (duidelijke celkern)
• Verkrijgen voedsel via andere organismen
• Bezitten celwand (opgebouwd uit chitine)
• Omvatten:
– Schimmels: multicellulair, groeien als lange filamenten= hyfen
(voortplanting via seksuele en aseksuele sporen
– Gisten: unicellulair, planten zich aseksueel voort door knopvorming(=
budding) sommige produceren sporen
→ Seksuele sporen= mannelijke en vrouwelijke sporen komen vrij en versmelten tot 1 spore
Protozoa:
• Eencellige eukaryoten
• Nutritionele behoeften en cellulaire structuur komen overeen met die van dieren
1
, • Vrijlevend in water, sommige in dierlijke gastheren
• Aseksuele (meestal) en seksuele voortplanting
• Meeste kunnen bewegen via:
– Pseudopoden
– Cilia
– Flagella
→ Indeling in verdere categorieën vaak gebaseerd op
voortbeweging
Algae:
• Eukaryoten, unicellulair of multicellulair
• Fotosynthese
• Eenvoudige voortplantingsstructuren
• Worden onderverdeeld op basis van pigmentatie en samenstelling celwand
Virussen:
• Acellulair = bestaat niet uit cellen
• Bezitten kleine hoeveelheden genetisch materiaal (DNA/RNA) omringd door proteïnemantel
• Repliceren alleen in levende gastheer
• Voortplanting: genetisch materiaal injecteren in cellen → cel maakt nieuwe virussen aan→
cel barst open→ virussen vrij
• Transmissie-elektronenmicroscoop nodig om waar te nemen
Multicellulaire dierlijke parasieten:
• Eukaryoten
• Eigenlijk geen MO
• Microscopische stadia in levenscyclus
Is spontane generatie van microbieel leven mogelijk?
Filosofen & wetenschappers dachten dat levende organismen via 3 processen kunnen ontstaan:
• Aseksuele reproductie
• Seksuele reproductie
• Niet levende materie
Theorie van spontane generatie werd naar voren gebracht door Aristoteles:
• Levende organismen kunnen uit niet levende materie ontstaan
• ‘Vitale kracht’ vormt levend materiaal
Redi’s experiment (Francesco Redi 1626-1697):
• Bedorven vlees weggehouden van vliegen → geen maden/larven
• Vlees blootgesteld aan vliegen→ gekoloniseerd door maden
→ twijfel aan theorie van Aristoteles
Needhams experimenten:
• Wetenschappers waren het eens dat grotere dieren niet spontaan konden ontstaan → MO
wel
2
, • Experiment met gekookte vleesbouillon & infusies van plantenmateriaal ondersteunde deze
gedachte
• Proef:
– Bouillon wordt troebel na een tijd → bouillon koken (MO dood) → toch nog
troebele bouillon
→Besluit: MO kunnen wel spontaan ontstaan
Spallanzani (Lazzaro Spallanzani 1729-1799) concludeerde:
• Needham verwarmde flessen niet genoeg om alle MO te doden/flessen niet goed afgesloten
waren
• MO komen in lucht voor en kunnen experimenten contamineren
• Spontane generatie treedt niet op, alle levende organismen komen voort uit andere levende
organismen
• Proef:
– Bouillon langer gekookt + flessen afgesloten tijdens verwarmen → bouillon bleef
helder → geen spontane generatie
→ Critici beweerden dat er onvoldoende O2 aanwezig was in flessen van Spallanzani om
microbieel leven te ondersteunen
Pasteurs experiment (Louis Pasteur 1822-1895):
• Voerde proef opnieuw uit met flessen met zwanenhals (MO buiten, lucht binnen)
• Bouillon vertoonde geen teken van microbiële groei
• Fles schuin houden → stof van in bocht van hals in de fles → bouillon troebel door
microbiële groei
• Besluit: MO komen uit de lucht, geen spontane generatie
Wetenschappelijke methode
Debat → observatie → vragen → hypothese → experiment → resultaat
• Juist => theorie/wet
• Fout => afgewezen
Wat veroorzaak fermentatie
• 19de eeuw veroorzaakte zuur worden van wijn inkomstenverlies bij wijntelers
3
, • Overheid subsidieerde onderzoek naar methoden om productie van alcohol te bevorderen &
verzuren van wijn te voorkomen
• Bestaan van fermentatie was bekend, niet duidelijk hoe het ontstond
→sommige dachten lucht
→sommige dachten organismen
• Bacteriën verantwoordelijk voor slecht worden van wijn → zorgen voor zuren die wijn slecht
maken
→gist toevoegen => fermentatieproces (=suikers omzetten naar alcohol)
Pasteurs experiment:
• Leidde tot pasteurisatie = proces waarbij vloeistoffen verwarmd worden bij een temperatuur
net hoog genoeg om de meeste bacteriën te doden
• Na pasteurisatie gistcellen toegevoegd om ervoor te zorgen dat fermentatie kan
plaatsvinden
• Begin van industriële microbiologie = dolbewust gebruiken van MO voor aanmaak van
bepaalde producten
Buchners experiment:
• Toonde aan dat levende cellen niet strikt noodzakelijk zijn voor fermentatie
→ Celvrije extracten (met enzymen) zijn verantwoordelijk voor fermentatiereacties (vb.
gistcellen bevatten enzymen die verantwoordelijk zijn voor fermentatieproces)
• Buchners werk leidde tot biochemie
Wat veroorzaakt ziekte?
• Pasteur ontwikkelde germ theory of disease
• Robert Koch (1843-1910) bestudeerde oorzaak van ziektes (=etiologie):
– Anthrax
– Bestudeerde kolonies van MO
4
