Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
De groepen micro-organismen noemen met hun belangrijkste karakteristieken.
bacteriën: prokaryote eencellige organismen
● missen een kern en andere door membraan omgeven organellen
● bezitten meestal circulaire chromosomen en vermenigvuldigen door deling
● hebben bijna altijd een celwand met peptidoglycaan
● hebben een flagel om te bewegen of aan een oppervlak te hechten
archaea: prokaryote eencellige organismen, waaronder de methanogenen
● missen een kern en andere door membraan omgeven organellen
● vermogen van sommige soorten om onder extreme condities te leven
● bezitten meestal circulaire chromosomen en vermenigvuldigen door deling
● hebben geen peptidoglycaan in hun celwand
● lijken qua transcriptie/translatie machinerie meer op eukaryoten dan bacteriën
● hebben een flagel, maar de eiwitten ervan lijken niet op de bacteriële eiwitten →
apart geëvolueerd
schimmels: eukaryote micro-organismen met een kern en organellen
● zijn meer verwant aan dieren dan aan planten
● zijn heterotroof
● vermenigvuldigen zich zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk via sporen
● zijn een- of meercellig
● hebben chitine en glucaan in de celwand
● kunnen groeien als gist of in filamenteuze vorm
protisten: eukaryote micro-organismen met een kern en organellen
● zijn geen planten, dieren of schimmels
● kunnen heterotroof en autotroof zijn
● vermenigvuldigen zich geslachtelijk of ongeslachtelijk
archaea behoren de methanogenen toe
bacteriën bevatten geen kern en hebben meestal peptidoglycaan in hun celwand
protisten zijn eukaryoot, maar geen schimmel, plant of dier
schimmels zijn zonder uitzondering heterotroof
prokaryoten (bacteria en archaea) eukaryoten
DNA is circulair DNA is lineair
chromosoom in nucleoid: gebied van het chromosomen in nucleus
cytoplasma dat niet wordt omsloten door
een membraan
binary fission (aseksuele reproductie) mitose / meiose – (a)seksuele reproductie
,Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
Uitleggen welke verschillende microbiologie tools er zijn en welke voor- en nadelen ze
hebben wat betreft hun toepasbaarheid.
microbiologie tools
● microscopie
○ lichtmicroscopie
■ Brightfield – celkleuringen (fuchsine, Gram)
■ fluorescentie – structuur kleuringen, reporter eiwitten
○ elektronenmicroscopie
■ SEM (scanning) – oppervlakte cellen/structuren
■ TEM (transmissie) – binnenkant en contouren cellen/structuren
● kweken: nutriënten, koolstofbronnen, (a)biotische factoren
○ petrischaal met agar en media
○ erlenmeyer met vloeibaar media
○ fermentoren
● sequencing: sanger (DNA van 1 organisme), metagenomics (meerdere organismen)
○ kan ook onafhankelijk van kweken (metagenomics)
○ DNA isoleren uit reincultuur (1 soort) of uit een omgevingssample of
microbioomsample (community)
○ detectie van moleculaire markers: PCR met universele primers tegen
■ 16 rRNA gen (bacteriën)
■ ITS – Internal Transcribed Spacer (schimmels)
Waarom microben kweken?
● bepalen met welke (nieuwe) soort men te maken heeft
○ morfologie m.b.v. microscopie
○ diagnostiek → selectieve media, experimenten
○ reincultuur → sequencing
■ taxonomie (sanger sequencing)
■ genoom analyse (short- and long read sequencing)
Hoe ga je te werk om een schimmel te identificeren?
● sanger sequencing ITS
er zijn verschillende soorten media die gebruikt worden om micro-organismen te kweken
● ongedefinieerd of rijk medium
○ bevat complexe ingrediënten, zoals gistextract en pepton (afgebroken
eiwitten), waardoor de samenstelling niet precies bekend is
● minimaal of gedefinieerd medium
○ heeft bekende hoeveelheden van alle ingrediënten
MacConkey-medium is zowel selectief als differentieel
● bevat galzouten en is daarom selectief voor gram-negatieve bacteriën
○ deze kunnen er wel op groeien, terwijl gram-positieve geremd worden
● is differentieel, omdat het als koolstofbron lactose en pepton bevat
○ als een bacterie lactose kan vergisten, wordt het medium zuur en kleurt roze
,Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
Uitleggen wat het belang is van DNA-technieken voor het identificeren van
micro-organismen, beschrijven van de stappen van PCR en hoe PCR wordt toegepast voor
identificeren van micro-organismen.
belang van studie naar micro-organismen
● belangrijke mutualisten en ziekteverwekkers
● grote invloed op ecosystemen – rol in cycli van elementen
● producenten van toepasbare enzymen, medicijnen
● biologische bestrijdingsmiddelen
● voedselbereiding en -productie
DNA-technieken: micro-organismen worden geïdentificeerd zonder ze op te kweken
● bepaald gen amplificeren met de polymerase-kettingreactie (PCR)
○ er wordt een gen gebruikt met sterk conservatieve delen (die alle prokaryoten
hebben) en variabele domeinen (op grond waarvan je kunt identificeren)
○ er wordt vaak het gen gebruikt dat codeert voor het 16S-ribosomaal RNA,
een component van de kleine subeenheid van een prokaryotisch ribosoom
1. DNA isoleren
2. gen voor 16S rRNA amplificeren met PCR
3. sequensen DNA
4. vergelijken sequenties met die in database
metagenomics: sequensen van al het DNA uit de omgeving
● al het DNA isoleren, fragmenteren in stukken en die stukken sequensen
● mogelijk om organismen te vinden die geen of een afwijkend 16S-rRNA-gen hebben
○ geeft niet alleen beeld van prokaryoten, maar ook van virussen en eukaryoten
● mogelijk om informatie te krijgen over de genen die een organisme heeft
○ geeft meer informatie over het gevonden organisme
Uitleggen waarom het 16S rRNA gen en de ITS zo geschikt zijn voor het identificeren en het
aantonen van verwantschappen van bacteriën en schimmels.
moleculaire markers sequencen
● 16S (bacteriën – kleine subunit ribosoom) of ITS (schimmels)
○ ITS codeert niet voor eiwit → mutaties kunnen behouden worden
● onderdeel van het rDNA
● geconserveerd
● variabele stukken
● PCR (polymerase chain reaction) amplificatie met ‘universele’ primers
○ denaturatie (hoge temperatuur) → DNA strengen uit elkaar
○ 2 primers hechten op een bepaalde temperatuur aan de strengen
○ nucleotiden (bouwstenen), Taq polymerase
○ temperatuurcyclus: denatureren DNA → binden primers → verlengen DNA
○ herhalen → veel DNA → makkelijker te sequencen
● sequencen van PCR producten
● vergelijken met sequenties in database → al bekend of verwant aan bekende soorten
○ identificeren en verwantschap
, Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
De verschillende fases in groeicurve benoemen en aangeven wat er tijdens fases gebeurt.
groeicurve
1. lagfase: bacteriën passen zich aan
de groeiomstandigheden aan
2. logfase: populatie groeit
exponentieel (y-as is een log-schaal,
waardoor het een rechte lijn is)
3. stationaire fase: populatie heeft
netto geen nieuwe bacteriën
4. afstervingsfase: aantal bacteriën
neemt af
Uitleggen en berekenen wat de generatietijd is.
generatietijd: tijd die een bacterie nodig heeft om zich te delen tijdens de exponentiële fase
Als het aantal cellen in 2 uur 16 is, heeft de bacterie zich 4 keer gedeeld. Dit gebeurde in
120 minuten. Het aantal minuten gedeeld door 4 is 30. De generatietijd is 30 minuten.
tijd (uur) aantal cellen
0 1
1 4
2 16
Uitleggen op welke manieren de hoeveelheid cellen in een cultuur worden bepaald en dit
toepassen.
plaattelmethode
● neem een 1 ml monster uit de oplossing en gebruik die voor een verdunningsreeks
1. plaats vanuit die verdunningen steeds 1 ml uit op een voedingsbodem
2. incubeer dit overnacht zodat er losse kolonies ontstaan
3. tel de kolonies om de concentratie in de oorspronkelijke cultuur te bepalen
De groepen micro-organismen noemen met hun belangrijkste karakteristieken.
bacteriën: prokaryote eencellige organismen
● missen een kern en andere door membraan omgeven organellen
● bezitten meestal circulaire chromosomen en vermenigvuldigen door deling
● hebben bijna altijd een celwand met peptidoglycaan
● hebben een flagel om te bewegen of aan een oppervlak te hechten
archaea: prokaryote eencellige organismen, waaronder de methanogenen
● missen een kern en andere door membraan omgeven organellen
● vermogen van sommige soorten om onder extreme condities te leven
● bezitten meestal circulaire chromosomen en vermenigvuldigen door deling
● hebben geen peptidoglycaan in hun celwand
● lijken qua transcriptie/translatie machinerie meer op eukaryoten dan bacteriën
● hebben een flagel, maar de eiwitten ervan lijken niet op de bacteriële eiwitten →
apart geëvolueerd
schimmels: eukaryote micro-organismen met een kern en organellen
● zijn meer verwant aan dieren dan aan planten
● zijn heterotroof
● vermenigvuldigen zich zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk via sporen
● zijn een- of meercellig
● hebben chitine en glucaan in de celwand
● kunnen groeien als gist of in filamenteuze vorm
protisten: eukaryote micro-organismen met een kern en organellen
● zijn geen planten, dieren of schimmels
● kunnen heterotroof en autotroof zijn
● vermenigvuldigen zich geslachtelijk of ongeslachtelijk
archaea behoren de methanogenen toe
bacteriën bevatten geen kern en hebben meestal peptidoglycaan in hun celwand
protisten zijn eukaryoot, maar geen schimmel, plant of dier
schimmels zijn zonder uitzondering heterotroof
prokaryoten (bacteria en archaea) eukaryoten
DNA is circulair DNA is lineair
chromosoom in nucleoid: gebied van het chromosomen in nucleus
cytoplasma dat niet wordt omsloten door
een membraan
binary fission (aseksuele reproductie) mitose / meiose – (a)seksuele reproductie
,Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
Uitleggen welke verschillende microbiologie tools er zijn en welke voor- en nadelen ze
hebben wat betreft hun toepasbaarheid.
microbiologie tools
● microscopie
○ lichtmicroscopie
■ Brightfield – celkleuringen (fuchsine, Gram)
■ fluorescentie – structuur kleuringen, reporter eiwitten
○ elektronenmicroscopie
■ SEM (scanning) – oppervlakte cellen/structuren
■ TEM (transmissie) – binnenkant en contouren cellen/structuren
● kweken: nutriënten, koolstofbronnen, (a)biotische factoren
○ petrischaal met agar en media
○ erlenmeyer met vloeibaar media
○ fermentoren
● sequencing: sanger (DNA van 1 organisme), metagenomics (meerdere organismen)
○ kan ook onafhankelijk van kweken (metagenomics)
○ DNA isoleren uit reincultuur (1 soort) of uit een omgevingssample of
microbioomsample (community)
○ detectie van moleculaire markers: PCR met universele primers tegen
■ 16 rRNA gen (bacteriën)
■ ITS – Internal Transcribed Spacer (schimmels)
Waarom microben kweken?
● bepalen met welke (nieuwe) soort men te maken heeft
○ morfologie m.b.v. microscopie
○ diagnostiek → selectieve media, experimenten
○ reincultuur → sequencing
■ taxonomie (sanger sequencing)
■ genoom analyse (short- and long read sequencing)
Hoe ga je te werk om een schimmel te identificeren?
● sanger sequencing ITS
er zijn verschillende soorten media die gebruikt worden om micro-organismen te kweken
● ongedefinieerd of rijk medium
○ bevat complexe ingrediënten, zoals gistextract en pepton (afgebroken
eiwitten), waardoor de samenstelling niet precies bekend is
● minimaal of gedefinieerd medium
○ heeft bekende hoeveelheden van alle ingrediënten
MacConkey-medium is zowel selectief als differentieel
● bevat galzouten en is daarom selectief voor gram-negatieve bacteriën
○ deze kunnen er wel op groeien, terwijl gram-positieve geremd worden
● is differentieel, omdat het als koolstofbron lactose en pepton bevat
○ als een bacterie lactose kan vergisten, wordt het medium zuur en kleurt roze
,Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
Uitleggen wat het belang is van DNA-technieken voor het identificeren van
micro-organismen, beschrijven van de stappen van PCR en hoe PCR wordt toegepast voor
identificeren van micro-organismen.
belang van studie naar micro-organismen
● belangrijke mutualisten en ziekteverwekkers
● grote invloed op ecosystemen – rol in cycli van elementen
● producenten van toepasbare enzymen, medicijnen
● biologische bestrijdingsmiddelen
● voedselbereiding en -productie
DNA-technieken: micro-organismen worden geïdentificeerd zonder ze op te kweken
● bepaald gen amplificeren met de polymerase-kettingreactie (PCR)
○ er wordt een gen gebruikt met sterk conservatieve delen (die alle prokaryoten
hebben) en variabele domeinen (op grond waarvan je kunt identificeren)
○ er wordt vaak het gen gebruikt dat codeert voor het 16S-ribosomaal RNA,
een component van de kleine subeenheid van een prokaryotisch ribosoom
1. DNA isoleren
2. gen voor 16S rRNA amplificeren met PCR
3. sequensen DNA
4. vergelijken sequenties met die in database
metagenomics: sequensen van al het DNA uit de omgeving
● al het DNA isoleren, fragmenteren in stukken en die stukken sequensen
● mogelijk om organismen te vinden die geen of een afwijkend 16S-rRNA-gen hebben
○ geeft niet alleen beeld van prokaryoten, maar ook van virussen en eukaryoten
● mogelijk om informatie te krijgen over de genen die een organisme heeft
○ geeft meer informatie over het gevonden organisme
Uitleggen waarom het 16S rRNA gen en de ITS zo geschikt zijn voor het identificeren en het
aantonen van verwantschappen van bacteriën en schimmels.
moleculaire markers sequencen
● 16S (bacteriën – kleine subunit ribosoom) of ITS (schimmels)
○ ITS codeert niet voor eiwit → mutaties kunnen behouden worden
● onderdeel van het rDNA
● geconserveerd
● variabele stukken
● PCR (polymerase chain reaction) amplificatie met ‘universele’ primers
○ denaturatie (hoge temperatuur) → DNA strengen uit elkaar
○ 2 primers hechten op een bepaalde temperatuur aan de strengen
○ nucleotiden (bouwstenen), Taq polymerase
○ temperatuurcyclus: denatureren DNA → binden primers → verlengen DNA
○ herhalen → veel DNA → makkelijker te sequencen
● sequencen van PCR producten
● vergelijken met sequenties in database → al bekend of verwant aan bekende soorten
○ identificeren en verwantschap
, Planten en micro-organismen (B-B1PLMI20) - leerdoelen - deeltoets 2 - week 7
De verschillende fases in groeicurve benoemen en aangeven wat er tijdens fases gebeurt.
groeicurve
1. lagfase: bacteriën passen zich aan
de groeiomstandigheden aan
2. logfase: populatie groeit
exponentieel (y-as is een log-schaal,
waardoor het een rechte lijn is)
3. stationaire fase: populatie heeft
netto geen nieuwe bacteriën
4. afstervingsfase: aantal bacteriën
neemt af
Uitleggen en berekenen wat de generatietijd is.
generatietijd: tijd die een bacterie nodig heeft om zich te delen tijdens de exponentiële fase
Als het aantal cellen in 2 uur 16 is, heeft de bacterie zich 4 keer gedeeld. Dit gebeurde in
120 minuten. Het aantal minuten gedeeld door 4 is 30. De generatietijd is 30 minuten.
tijd (uur) aantal cellen
0 1
1 4
2 16
Uitleggen op welke manieren de hoeveelheid cellen in een cultuur worden bepaald en dit
toepassen.
plaattelmethode
● neem een 1 ml monster uit de oplossing en gebruik die voor een verdunningsreeks
1. plaats vanuit die verdunningen steeds 1 ml uit op een voedingsbodem
2. incubeer dit overnacht zodat er losse kolonies ontstaan
3. tel de kolonies om de concentratie in de oorspronkelijke cultuur te bepalen
