herkenning mothb2006

Herkenning van micro-organismen
Voorwoord ............................................................................................................ 4
Inleiding en toetsing............................................................................................. 5
1
Prokaryoten en eukaryoten .......................................................................... 6
2
Kleine afmetingen, grote gevolgen. .............................................................. 6
3
Naamgeving van micro-organismen ............................................................ 7
4
Variaties binnen een soort ............................................................................ 9
Celbouw en functie............................................................................................. 10
5
Wat moet een bacteriecel allemaal kunnen? ............................................. 10
6
Erfelijke informatie, eiwitsynthese ............................................................. 12
6.1 Het erfelijk materiaal ................................................................................... 12
6.2 Veranderingen in het erfelijk materiaal...................................................... 13
6.2.1 Mutaties ..................................................................................................... 13
6.2.2 Overdracht van de ene bacterie aan de andere ........................................ 13
6.2.3 Overdracht d.m.v. een bacteriofaag.......................................................... 14
6.3 Ribosomen .................................................................................................... 14
7
Celmembraan .............................................................................................. 14
7.1 Structuur van de celmembraan ................................................................... 14
7.2 Functies van de celmembraan ..................................................................... 15
7.2.1 Transport ................................................................................................... 15
7.2.2 De vorming van exo-enzymen................................................................... 16
7.2.3 Het opwekken van energie ........................................................................ 16
7.2.4 Vorming van celwand, kapsel of slijmlaag .............................................. 17
8
De celwand .................................................................................................. 17
8.1 De functie van de celwand ........................................................................... 17
8.2 De stevigheid van de bacteriecelwand ......................................................... 17
8.3 De grampositieve celwand ........................................................................... 18
8.4 De gram-negatieve celwand ......................................................................... 19
8.5 De gramkleuring .......................................................................................... 20
9
Kapsel en slijmlaag ..................................................................................... 21
10
Flagellen .................................................................................................. 21
11
Pili of fimbriae ........................................................................................ 22
12
Sporen ...................................................................................................... 23
Herkenning 2006
Microbiologie
1
Herkenning van micro-organismen
12.1 Kenmerken van een bacteriespore ............................................................. 23
12.2 Hoe is een spore te zien? ............................................................................ 23
12.3 Wanneer vindt sporevorming plaats? ........................................................ 23
12.4 Hoe gaat de sporevorming in zijn werk? ................................................... 24
12.5 Het voorkomen van sporevormers. ........................................................... 24
12.6 Kleurmethoden ........................................................................................... 25
12.6.1 Voorbereiding op de kleuring ................................................................. 25
12.6.2 De kleuring zelf ....................................................................................... 25
13
Micro-organismen onder de microscoop ............................................... 25
13.1 Indeling van veel bepaalde micro-organismen op grond van
microscopische kenmerken ................................................................................ 26
Stofwisselingseigenschappen van micro-organismen ...................................... 27
14
Leven met of zonder zuurstof.................................................................. 27
15
De aerobe ademhaling ............................................................................ 28
16
De gisting ................................................................................................. 29
17
De gisting nader bekeken........................................................................ 30
18
.De enterobacteriën ................................................................................. 30
19
Oxydasetest .............................................................................................. 31
20
Katalasetest .............................................................................................. 31
21
Selectief kweken ...................................................................................... 32
21.1 Waarom selectief kweken?......................................................................... 32
21.2 Het gebruik van vloeibare (s)electieve media............................................ 32
21.3 Hoe selectief kweken? ................................................................................ 32
21.4 Electiviteit ................................................................................................... 33
Identificatie......................................................................................................... 35
22
Wat is identificatie?................................................................................. 35
23
Waarom is identificeren belangrijk? ...................................................... 35
24
Op welke manieren kan men micro-organisme identificeren? ............. 36
24.1 Groeiwijze ................................................................................................... 36
24.2 Microscopisch uiterlijk .............................................................................. 36
24.3 Biochemische eigenschappen .................................................................... 38
1.
Methylroodreactie ....................................................................................... 38
2.
Voges-Proskauerreactie .............................................................................. 38
3.
Indolvorming............................................................................................... 38
Herkenning 2006
Microbiologie
2
Herkenning van micro-organismen
4.
Afbraak gelatine.......................................................................................... 39
5.
Hemolyse ..................................................................................................... 39
6.
Zetmeelafbraak ........................................................................................... 39
7.
Nitraatreductie ............................................................................................ 39
8.
Katalase ....................................................................................................... 39
9.
.Oxidase ....................................................................................................... 40
25
Determinatietabellen, .............................................................................. 41
Opdracht Signalement van een bacterie ........................................................... 49
Herkenning 2006
Microbiologie
3
Herkenning van micro-organismen
Voorwoord
Deze studie-eenheid heet herkenning.
Eerst komt kennen daarna herkennen.
Eerst moet je je een beeld vormen, daarna is pas herkenning mogelijk
Je kunt alleen iets bekends herkennen, Herkenning maakt onderscheid tussen
bekend en onbekend. Herkennen is vergelijken met een opgeslagen beeld
Beeldvorming gebeurt door waarnemen.
De waarneming verloopt van globaal (groot) naar steeds kleiner
(gedetailleerder).
Dit gebeurt ook op het laboratorium :eerst bekijk je iets met het
met het blote oog : koloniegroei, kleur, troebeling , dan ga je via de cellen onder
de microscoop naar onzichtbare structuren :virussen ,enzymen van
organismen, en nog kleinere moleculen en atomen die zich alleen indirect laten
zien doordat ze iets doen of ergens mee reageren waardoor een kleur ontstaat
of een patroontje dus een soort vingerafdruk .
Allemaal nodig om een verdacht micro-organisme te herkennen en op naam te
brengen.
Waarnemen en vergelijken zijn belangrijk om herkenning mogelijk te maken..
In je hersens gebeurt dat áutomatisch, maar op het lab zijn daar systemen voor
nodig
Bij zeer veel herkenningen is ook de registratie van de waarneming van
belang! En de opslag van de kenmerken die herkenning mogelijk maken.
Vergelijk paspoorten, autonummers, vingerafdrukken, ook het zoeken komt dan
om de hoek kijken! Bibliotheek, internet
In deze studie-eenheid krijg je hier bewust maar ook onbewust mee te maken.
Probeer als je met een concreet onderwerp bezig bent eens op de
bovengenoemde processen te letten.
Heb je deze reeks: beeldvorming ,kennen, vergelijken, (registreren) herkennen
door bij het ene onderwerp dan zal je dit bij een ander onderwerp ook sneller
herkennen en dan wordt het steeds minder leren en steeds meer begrijpen
waar je mee bezig bent op een microbiologisch laboratorium.
.
Herkenning 2006
Microbiologie
4
Herkenning van micro-organismen
Inleiding en toetsing
Deze reader bevat de achtergrondinformatie de opdracht
Signalement van een bacterie.
Signalement van een bacterie:
Deze opdracht is het verzamelen en daarna kiezen van de informatie nodig
voor de beschrijving en de identificatie van een bepaalde bacterie.
Hier maak je een werkstuk van, dit werkstuk wordt als een toets beoordeeld.
De informatie in het eerste deel van deze theorie kan hier voor worden gebruikt,
maar ook boeken en Internet. Alles staat in de opdracht beschreven.
Het werkstuk moet de laatste week van de studie-eenheid af zijn en
gepresenteerd worden aan de klasgenoten.
Nu volgt eerst de de theorie gevolgd door de opdrachten daarna
Veel van deze informatie is ook op Internet te zien, onder andere op
http://www.microbiologie.info
Herkenning 2006
Microbiologie
5
Herkenning van micro-organismen
Achtergrondinformatie identificatie micro-organismen
1
Prokaryoten en eukaryoten
De levende organismen worden op grond van hun celstructuur verdeeld in
de prokaryoten en de eukaryoten.
De prokaryote cel heeft een primitieve bouw: een kern is niet aanwezig.
Het erfelijk materiaal (DNA) ligt los in de celvloeistof (cytoplasma). Ook
andere celorganellen ontbreken. Het cytoplasma is omgeven door de
celmembraan en de celwand.
De eukaryotische cel bezit een kern en andere organellen. Bij plantaardige
cellen is het cytoplasma omgeven door een celmembraan en een celwand.
Bij dierlijke cellen ontbreekt de celwand.
2
Kleine afmetingen, grote gevolgen.
De voordelen van het klein zijn of anders gezegd:
Wie niet groot slim of ingewikkeld is moet snel zijn!!
Snel in de opname van voedsel en het transport, snel in de eiwitsynthese.
Dus snel klaar met de eiwitsynthese en dus snel met de celdeling wat bij
een bacterie betekent dat er binnen 20 minuten een verdubbeling van het
aantal cellen = het aantal organismen plaatsvindt.
Allemaal het gevolg van het kleine volume, waardoor er relatief een groot
oppervlak is, dus per kubieke centimeter (cm3) veel vierkante centimeters
(cm2).
Hierdoor is er relatief (per hoeveelheid celinhoud) veel contact met
voedingsstoffen en weinig vervoer nodig.
Zowel voor eencellige als meercellige heterotrofe micro-organismen geldt
dat de stofwisselingssnelheid omgekeerd evenredig is met de grootte van
het organisme. Deze stofwisselingssnelheid is weer bepalend voor de
groeisnelheid.
De groei van een organisme is des te langzamer naarmate een organisme
groter is.
Herkenning 2006
Microbiologie
6
Herkenning van micro-organismen
Bacteriën zijn dan ook verreweg de snelste groeiers van alle organismen.
Dit is ook hun kracht, zijn de groeiomstandigheden ergens gunstig dan zal
een bacterie daar direct van profiteren en met hoge snelheid de aanwezige
voedingsstoffen consumeren waardoor hij andere organismen een slag voor
is. Zoals gezegd zijn sommige bacteriën in staat om in 20 minuten een hele
nieuwe cel te maken. Dat betekent dat zo'n cel per seconde 1000
eiwitmoleculen maakt In weefsels van hogere organismen gaat het heel
wat rustiger toe. Zo delen levercellen zich eens per drie maanden.
3
Naamgeving van micro-organismen
Populaire Nederlandse namen ontbreken meestal, dit in tegenstelling tot
de "hogere" dieren en planten. Omdat we de micro-organismen toch een
naam moeten geven en internationaal liefst dezelfde naam zijn er regels
opgesteld voor de naamgeving van micro-organismen Net als bij de
hogere organismen wordt de binaire nomenclatuur gehanteerd: ieder
organisme krijgt een geslachtsnaam gevolgd door een soortnaam.
De geslachtsnaam wordt met een hoofdletter geschreven, de soortnaam
met een kleine letter.
Bijvoorbeeld :Bacillus anthracis
Bacillus cereus
Beide genoemde bacteriesoorten behoren tot het geslacht Bacillus. Dit
houdt in dat beide soorten de kenmerken van het geslacht bezitten o.a.
sporenvormende staafvormige cellen die met zuurstof kunnen leven.
Heel vaak zegt de naam iets over het uiterlijk, de stofwisseling of een
eventuele ziekte die het micro-organismen veroorzaakt. Omdat de namen
echter in een vreemde taal (Latijn of Grieks)zijn geschreven heb je daar
meestal weinig steun aan. Een ander voorbeeld is een zeer veel bij
onderzoek gebruikte bacterie: Escherichia coli.
In dit voorbeeld komt Escherichia van de onderzoeker Escherich die het
micro-organismen voor het eerst beschreven heeft.
Coli komt van colon, dit is de dikke darm waar deze bacterie altijd
voorkomt.
Soms worden namen veranderd, dit gebeurt door een internationale
commissie volgens strenge regels. De oude namen blijven vaak nog lang
ingeburgerd en worden vaak tussen haakjes vermeld achter de officiële
naam.
Deze strenge regels zijn er om spraakverwarring te voorkomen Deze
naamgeving is gebaseerd op onderlinge overeenkomsten tussen (groepen
van) micro-organismen. Het gebeurt dus op een systematische manier. Men
spreekt ook van systematische eenheden.
In het systematisch systeem worden onder andere de volgende eenheden
onderscheiden:
 -familie of familia
Herkenning 2006
Microbiologie
7
Herkenning van micro-organismen


-geslacht of genus
-soort of species
Herkenning 2006
Microbiologie
8
Herkenning van micro-organismen
Zo geeft men alle organismen een Latijnse (wetenschappelijke) naam.
Deze naam bestaat uit twee gedeelten. Voorop staat de naam van het
geslacht (= genusnaam) en daarachter de soortnaam (=speciesnaam).
Hieronder volgt een tabel met de indeling van een aantal bekende bacteriën
familie
Enterobacteriaceae
Enterobacteriaceae
Enterobacteriaceae
Micrococcaceae
Geslacht
Escherichia
Salmonella
Salmonella
Staphylococcus
Soort
coli
enteritidis
dysenteriae
aureus
Sinds 1989 is voor een groot aantal geslachten de familie "afgeschaft"
omdat nader onderzoek heeft uitgewezen dat een veronderstelde
verwantschap niet bestond.
4
Variaties binnen een soort
Binnen een bacteriesoort kan nog een verder onderverdeling gemaakt
worden in:
 ondersoort of subspecies
 biotype (op grond van biochemische eigenschappen)
 serotype (een indeling naar serologische kenmerken, vergelijk de
bloedgroepen van de mens)
 faagtype (op grond van de gevoeligheid voor een bepaalde faag)
 stam (dat zijn alle individuen van een soort die door deling ontstaan
zijn uit een enkele cel)
Herkenning 2006
Microbiologie
9
Herkenning van micro-organismen
Celbouw en functie
5
Wat moet een bacteriecel allemaal kunnen?
Om zich te handhaven is een bacteriecel zeer doelmatig gebouwd. De cel is in staat
tot de volgende noodzakelijke functies:





de erfelijke informatie wordt opgeslagen, gerepliceerd en vertaald in
eigenschappen (eiwitsynthese), hiervoor zijn nodig DNA, RNA en ribosomen
de celinhoud wordt gescheiden van de omgeving, dit gebeurt door een
celmembraan, een celwand en soms nog een kapsel of slijmlaag
uit de omgeving moeten wel de noodzakelijk voedingsstoffen kunnen worden
opgenomen en afvalstoffen moeten de cel weer verlaten, deze portiersfunctie
wordt vervuld door de celmembraan
uit brandstoffen worden energierijke verbindingen (ATP) gevormd, opgeslagen
en gebruikt, deze processen vinden plaats aan de celmembraan
uit bouwstoffen worden met behulp van ATP de celstructuren en noodzakelijke
enzymen gemaakt, deze processen worden of aan het cytoplasmamembraan of
in het cytoplasma uitgevoerd.
Een aantal bacteriesoorten hebben nog extra opties:




ze kunnen bewegen
ze kunnen genetische informatie overbrengen naar een andere bacteriecel
ze kunnen extreme omstandigheden, in het bijzonder hoge temperaturen
overleven.
opslag reservestoffen
In de volgende paragrafen zullen bovengenoemde functies met de "uitvoerende"
structuren besproken worden.
Herkenning 2006
Microbiologie
10
Herkenning van micro-organismen
Herkenning 2006
Microbiologie
11
Herkenning van micro-organismen
6
Erfelijke informatie, eiwitsynthese
6.1 Het erfelijk materiaal
Het DNA ligt als één groot molecuul midden in het cytoplasma van de bacteriecel.
Het molecuul heeft een lengte van 1,5 mm en is dus 1000 x zo lang als de bacterie
zelf!
Er is dus niet een aparte kern zoals bij eukaryoten, en de erfelijke informatie is in
principe in enkelvoud aanwezig (bij vrijwel alle ander organismen zijn er twee
genen voor elke eigenschap aanwezig). Naast dat ene grote molecuul DNA,
waarop alle voor het leven noodzakelijke eigenschappen, hebben veel bacteriën
nog veel kleinere moleculen DNA in de cel liggen : de plasmiden. Deze plasmiden
bevatten DNA dat codeert voor "extra" eigenschappen zoals resistentie tegen een
antibioticum, het vermogen een kapsel te vormen en andere eigenschappen die
voor het voortbestaan niet beslist noodzakelijk zijn. Een plasmide kan vrij
gemakkelijk op een andere bacteriecel worden overgedragen, een bacterie kan een
plasmide ook wel eens kwijtraken.
Herkenning 2006
Microbiologie
12
Herkenning van micro-organismen
6.2 Veranderingen in het erfelijk materiaal
6.2.1 Mutaties
In principe wordt erfelijk materiaal, het DNA, onveranderd doorgeven aan de
nakomelingen. De kopieën zijn dus aan elkaar gelijk, d.w.z. dat er bij de replicatie
geen fouten worden gemaakt.
In de praktijk gaat er echter wel een iets mis. Er valt een 'letter' (base) weg,
waardoor de woorden niet meer kloppen en het juiste eiwit niet meer gemaakt kan
worden. De bacterie verandert dan : hij raakt een eigenschap kwijt of krijgt er een
eigenschap bij. Zo'n verandering in het DNA noemt men een mutatie. De
veranderde bacterie heet een mutant. In veel gevallen is dit ongunstig, waardoor de
bacterie minder goed is aangepast aan de oude omstandigheden als zijn onveranderde soortgenoten. In sommige gevallen kan de nieuwe eigenschap juist voordelig
zijn, zo zijn penicilline-resistente bacteriën in het voordeel t.o.v. hun onveranderde
soortgenoten, tenminste in een omgeving waar penicilline aanwezig is!! In
ziekenhuizen kan op deze wijze een selectie plaatsvinden in het voordeel van de
resistente stammen.
Mutaties vinden ook bij andere organismen zoals plant, dier en mens plaats.
6.2.2 Overdracht van de ene bacterie aan de andere
Een andere manier welke alleen bij bacteriën voorkomt is door overdracht van
DNA van de ene cel op een andere cel (ook wel conjugatie genoemd), het kan hier
ook bacteriecellen van een andere soort betreffen!! Meestal gaat het hier om
plasmide-DNA ( zie voorgaande paragraaf).
Donor- en receptorcel verbonden door een sex-pilus waardoor conjugatie
mogelijk is
Herkenning 2006
Microbiologie
13
Herkenning van micro-organismen
6.2.3 Overdracht d.m.v. een bacteriofaag
Ook kan DNA via een virus van de ene bacterie op een andere bacterie worden
overgedragen.
6.3 Ribosomen
Ribosomen komen in grote getale in een bacteriecel voor, het zijn deeltjes met een
diameter van 15 nm, dus onzichtbaar door een microscoop. Het aantal per cel
varieert van 5000 voor een cel in rusttoestand tot 50.000 in een groeiende cel. Een
ribosoom bestaat uit RNA en eiwit. De bouw van een bacterieribosoom wijkt af
van de ribosomen in eukaryote cellen. Een aantal antibiotica werken wel in op een
bacterieribosoom en leggen daar de eiwitsynthese plat (en remmen dus de groei
van de bacterie), terwijl de ribosomen van de patiënt (mens of dier) met rust
gelaten worden.
7
Celmembraan
7.1 Structuur van de celmembraan
Het cytoplasma wordt omsloten door een membraan: de celmembraan of de
cytoplasmamembraan. Dit is een dunne, elastische structuur aan de binnenkant
van de celwand. Ze bestaat voor 60 % uit eiwit en voor 40% uit fosfolipiden.
Onder de elektronenmicroscoop is de membraan als een dubbele lijn te zien. Op
grond van dit beeld en de eigenschappen van fosfolipiden heeft men zich een
beeld kunnen vormen van de cytoplasmamembraan.
Herkenning 2006
Microbiologie
14
Herkenning van micro-organismen
Dit ziet er als volgt uit:
De fosfolipiden zorgen voor een dubbellaag doordat de hydrofiele
'fosfaatkoppen" zich naar buiten richten (naar de waterkanten) en de hydrofobe
vetzuurstaarten zich naar binnen begeven.
Deze fosfolipiden zijn voortdurend in beweging en vormen dus geen starre
structuur, de membraan is doorspekt met grote eiwitmoleculen welke een functie
hebben bij het doorlaten van voedingsstoffen.
7.2 Functies van de celmembraan
7.2.1 Transport
Passief transport
Er zijn moleculen die vrij in beide richtingen de celmembraan kunnen passeren.
Dit passeren gaat door totdat er aan beide zijden van de membraan evenveel
moleculen aanwezig zijn. Dit transport kost de cel geen energie. Hydrofobe
stoffen kunnen op deze wijze vrij passeren, bijvoorbeeld de antibiotica
penicilline en rifampicine.
Actief transport
Actief transport wil zeggen dat het de bacterie energie kost om moleculen de
celmembraan te laten passeren. Meestal betreft het transport van buiten naar
binnen, zodat de concentratie aan stoffen binnen meer dan 1000 x groter is dan
buiten de cel. Dit vermogen om voedingsstoffen te hamsteren (en duurzaam op te
slaan) stelt de bacterie in staat om zich in leven te houden en zelfs te delen in een
omgeving met zeer weinig voedingsstoffen. Het transportsysteem dat hier voor
zorgt ligt in de celmembraan, het is een enzymsysteem ook wel permease
genoemd. Het bestaat uit vele soorten enzymen: elke te transporteren voedingsstof
Herkenning 2006
Microbiologie
15
Herkenning van micro-organismen
heeft zijn eigen enzym, zo is er voor het transport van lactose een speciaal enzym
nodig. Een bacterie heeft niet alle enzymen in huis : Escherichia coli heeft wel een
lactose-transportenzym, Salmonella niet, de aanwezigheid is dus soortgebonden.
7.2.2 De vorming van exo-enzymen
Wat zijn exo-enzymen?
Veel voedingsstoffen in de omgeving van bacteriën zijn vaak grote moleculen,
lange ketens, opgebouwd uit kleinere schakels. Deze moleculen zijn te groot om de
celmembraan te passeren. De meeste bacteriën kunnen exo-enzymen vormen die
deze moleculen tot kleinere eenheden afbreken. Deze kleinere moleculen kunnen
wel door de celmembraan getransporteerd worden.
Zo worden eiwitten tot aminozuren afgebroken en polysacchariden tot
enkelvoudige suikermoleculen welke wel getransporteerd kunnen worden over de
celmembraan.
Toepassing exo-enzymen
Een bekende toepassing is het gebruik van deze enzymen in de
wasmiddelenindustrie.
Exo-enzymen spelen ook een belangrijke rol bij het rijpen van kaas. Ze zijn
verantwoordelijk voor de (gedeeltelijke) afbraak van de eiwitmoleculen afkomstig
uit de melk. Deze eiwitten worden door de enzymen in kortere stukjes geknipt,
waardoor de structuur en smaak van de kaas ten goede veranderen.
Giftige exo-enzymen
Een bijzondere groep exo-enzymen behoren tot de exo-toxinen. Dit zijn giftige
stoffen,die de bacterie tijdens de groei uitscheidt, bijvoorbeeld na infectie in het
lichaam van mens en dier. Vindt de besmetting plaats door het nuttigen van
levensmiddelen dan spreekt men van een voedselinfectie. De giftige enzymen
werken vaak in op de darmwand (enterotoxinen). Bacteriën die deze stoffen
vormen zijn o.a. Salmonella en Bacillus cereus.
De vorming van de giftige exo-enzymen kan ook plaatsvinden in het levensmiddel
zelf. Voedselvergiftiging is het resultaat. Een beruchte bacteriën is in dit verband
Clostridium botulinum. Gelukkig is dit toxine hittelabiel en door enkele minuten
koken onschadelijk te maken, dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld de exo-toxinen
van Staphylococcus aureus die zeer hitteresistent zijn.
Exo-enzymen op het lab
De exo-enzymen kunnen op het lab gebruikt worden om de bacterie die ze vormt
op te sporen.
Voorbeelden zijn :



Staphylococcus aureus op Baird Parkeragar
Staphylococcus aureus op bloed-agar
Bacillus cereus op MYP agar
7.2.3 Het opwekken van energie
Herkenning 2006
Microbiologie
16
Herkenning van micro-organismen
Bacteriën hebben energie nodig voor de groei (opbouw celmateriaal), transport, en
indien hiertoe in staat beweging. De meeste bacteriën halen deze energie uit de
enzymatische afbraak van voedingsstoffen (bijvoorbeeld koolhydraten ).
Belangrijke enzymen betrokken bij deze energiewinning liggen in de
celmembraan.
7.2.4 Vorming van celwand, kapsel of slijmlaag
Aan de celmembraan vindt ook de synthese van de celstructuren plaats welke zich
buiten de celmembraan bevinden : de celwand, en eventueel het kapsel of de
slijmlaag
8
De celwand
8.1 De functie van de celwand
De celwand die het protoplasmamembraan omsluit, bepaalt de vorm en stevigheid
van de cel. Ze biedt weerstand tegen de osmotische druk welke het cytoplasma
uitoefent op de celmembraan. Deze osmotische druk is hoog, 6 atmosfeer bij
Gram-negatieve bacteriën en 20 atmosfeer bij grampositieve bacteriën. Zonder
celwand zal een bacteriecel uit elkaar knappen.
8.2 De stevigheid van de bacteriecelwand
De stevigheid van de bacteriecelwand wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van
mucopeptide, ook wel peptidoglycaan genoemd. Dit mucopeptide bestaat uit lange
ketens gevormd door twee aminosuikers N-acetylglucosamine (G) en Nacetylmuraminezuur ( N) die elkaar in de keten afwisselen. Deze ketens liggen
parallel aan elkaar en zijn onderling verbonden door korte peptide(aminozuur)bruggen. Zo ontstaat een stevig netwerk, een soort uitwendig skeletje.
Herkenning 2006
Microbiologie
17
Herkenning van micro-organismen
Omdat mucopeptide alleen bij bacteriën voorkomt en niet bij andere organismen
als mens en dier is het de "achillushiel" van de bacterie. Stoffen die het
mucopeptide kunnen aantasten zijn dan ook specifiek werkende stoffen. Een
bekende voorbeeld is het antibioticum penicilline , een stof die de opbouw van het
mucopeptide verstoort. Een ander voorbeeld is lysozym, een stof welke wijd
verspreid voorkomt in weefsels van organismen, speeksel, traanvocht en in zeer
hoge concentraties in het wit van een ei. Lysozym tast ook bestaande
bacteriecelwanden aan en zorgt zo voor een afweer (verdediging) tegen bacteriën.
In de kaasindustrie wordt lysozym gebruikt ter vervanging van nitriet : het
verhindert de groei van Clostridium butyricum, een bacterie die door
boterzuurgisting het zogenaamde " laat los" effect ( scheurvorming) in kaas
veroorzaakt.
8.3 De grampositieve celwand
In de grampositive celwand worden heel veel lagen mucopeptide gevonden met erg
veel peptide-dwarsverbindingen.
In de grampostieve celwand liggen teichoinezuren ingebed.
Tevens kan de Gram-positieve celwand eiwit bevatten zoals proteine A bij
Staphylococcus aureus, dit eiwit is een voor deze soort specifiek antigen, welke
met een bijpassend specifiek antiserum agglutinatie van de cellen veroorzaakt.
Deze specificiteit zorgt bij (melkzuur)bacteriën voor een specifieke gevoeligheid
voor bepaalde bacteriofagen.
Herkenning 2006
Microbiologie
18
Herkenning van micro-organismen
8.4 De gram-negatieve celwand
In de Gramnegatieve celwand ligt slechts één laag mucopeptide met weinig
dwarsverbindingen erin. De celwand van een gramnegatieve cel is dan ook
kwetsbaarder dan die van een Grampositieve cel.
Aan de buitenkant van het mucopeptide ligt een zogenaamde buitenmembraan een
laag bestaande uit fosfolipiden , lipoproteien, eiwitten en lipopolysaccharide.
Herkenning 2006
Microbiologie
19
Herkenning van micro-organismen
Het lipopolysaccharide bestaat uit lipide A, een 'core" oligosaccharide en een Ospecifieke keten.
De O-specifieke keten is binnen één soort zeer variabel van samenstelling en
bepaalt de antigene samenstelling van het lipopolysaccharide : de O-antigenen.
Deze O-antigenen vormen de basis van de serotypering bij Salmonella. Ook
vormen ze de specifieke aanhechtingsplaats voor virussen.
Het lipopolysaccharide-deel is giftig en wordt ook wel endotoxine genoemd. Het
veroorzaakt koorts en hoofdpijn. Het endotoxine is zeer hittestabiel, het kan beter
tegen verhitten als de bacterie zelf en kan dan ook in gesteriliseerd glaswerk
voorkomen. Dit is o.a. een probleem bij de bereiding van infuusvloeistoffen , deze
moeten op speciale wijze in endotoxinevrij (pyrogeenvrij) glaswerk bereid
worden.
Door de poriën van de buitenmembraan kunnen kleine moleculen door diffusie
passeren, grote moleculen hebben transporteiwitten nodig. Door de aanwezigheid
van de buitenmembraan zijn gramnegatieve bacteriën minder gevoelig voor
penicilline dan grampositieve bacteriën.
8.5 De gramkleuring
Hoewel het mucopeptide het basismateriaal van de celwand vormt, zijn er grote
verschillen in celwandstructuur tussen Gram-positieve en Gram-negatieve
bacteriën. Het is juist dit verschil in structuur dat er voor zorgt dat bij de
gramkleuring een Gram-positieve cel de eerste (paarse) kleurstof vasthoudt tijdens
spoelen met alcohol, terwijl de gramnegatieve bacterie hierdoor ontkleurd wordt .
Eerst wordt kristalviolet aangebracht, dit gaat zowel door de grampositieve als door
de gramnegatieve celwand heen. Daarna wordt een jodiumoplossing toegevoegd
Herkenning 2006
Microbiologie
20
Herkenning van micro-organismen
die in de cel met de kleurstof een complex vormt dat minder goed in ethanol oplost
als kristalviolet alleen. Vervolgens wordt 96% alcohol toegevoegd.
De grampositieve celwand (het mucopeptide) krimpt hierdoor, de alcohol kan niet
binnendringen en de kleurstof niet uit de cel spoelen. Bij de gramnegatieve
celwand is te weinig mucopeptide om de celwand ondoorlaatbaar te maken, de
alcohol kan zo de kleurstof uit de cel spoelen en ontkleuren.
Deze kleurloze gram-negatieve cellen worden met een lichtrode kleurstof zichtbaar
gemaakt.
9
Kapsel en slijmlaag
Sommige bacteriën hebben een kapsel of slijmlaag, dit is een gelei-achtige
structuur die om de bacterie heen ligt. Betreft het een compact scherp begrensd
laagje, dan noemt me het een kapsel. Is het laagje diffuser, dan wordt het een
slijmlaag genoemd. De vorming van een slijmlaag is afhankelijk van de
samenstelling van het milieu.
Het kapsel (of de slijmlaag) heeft een beschermende functie, pathogenen zijn beter
bestand tegen de afweercellen van mens en dier, desinfectiemiddelen bereiken de
cel slechter.
Daarnaast kunnen bacteriën zich op harde oppervlakken hechten en zijn daardoor
moeilijk te verwijderen.
Een bekende voorbeeld is de vorming van tandplak, waarbij een slijmlaag
vormende bacterie zich op het gebit vestigt.
Een vergelijkbaar voorbeeld is de aanhechting van bacteriën aan oppervlakken in
procesapparatuur. Na verloop van tijd kan er zich een dun laagje, een biofilm
vormen, bestaande uit bacteriën en afscheidingsproducten, ingebed en beschermd
door de slijmlaag. Een dergelijke biofilm is moeilijk te verwijderen.
Een berucht voorbeeld uit de suikerfabriek is de slijmvorming door Leuconoctoc
mesenteroides (dextranicum) welke uit suikerhoudende oplossingen grote
hoeveelheden slijm produceert waardoor deze oplossingen in soort gel veranderen,
leidingen verstoppen en het productieproces dus danig verstoort raakt.
In de kaasbereiding veroorzaakte deze bacterie vroeger door zijn groei in de wei de
zogenaamde lange wei.
De slijmvorming kan ook gewenst zijn, dit is het geval bij de bereiding van yoghurt, daar wordt bij de keuze van de zuurselstammen gelet op het vermogen om
slijm te produceren en zo de yoghurt de gewenste structuur te laten krijgen.
10 Flagellen
Sommige bacteriën zijn beweeglijk dankzij de aanwezigheid van flagellen.
Flagellen zijn lange eiwitdraden. Deze kunnen op verschillende plaatsen van de cel
zijn ingeplant.
Herkenning 2006
Microbiologie
21
Herkenning van micro-organismen
In een homogene oplossing is de beweging van de bacteriën ongericht. Wanneer er
echter een concentratie aan voedingsstoffen in de buurt is, bewegen de cellen zich
daar gericht naar toe, de zogenaamde positieve chemotaxis. Hetzelfde geldt voor
andere 'geliefde' omstandigheden, zoals zuurstof, of juist geen zuurstof, licht etc.
Omgekeerd wenden ze zich af van voor hun ongunstige omstandigheden :
desinfectiemiddel, zuurstof of juist geen zuurstof, de negatieve chemotaxis..
In de praktijk kan men de beweeglijkheid gebruiken om een bacterie te isoleren en
of te determineren. Dit kan met behulp van een hangende druppelpreparaat, zie
microbiologische technieken of door in halfvaste (slappe) agarvoedingsbodem te
enten, hierdoor kunnen beweeglijke bacterien zich verplaatsen
Op niet goed gedroogde agarplaten kunnen beweeglijke bacterien de hele plaat
overgroeien: de zogenaamde spreiders.
11 Pili of fimbriae
Behalve flagellen hebben de meeste gramnegatieve bacteriën nog veel dunnere
haartjes op de wand.
Deze hebben geen invloed op de beweeglijkheid en worden pili of fimbriae
genoemd. Van belang zijn de sex-pili met behulp waarvan twee bacteriën zich met
elkaar kunnen verbinden en tegelijkertijd conjugatie mogelijk is.
Ook zijn er pili die er voor zorgen dat een (aerobe) bacterie aan de oppervlakte van
een vloeistof blijft waar zuurstof beschikbaar is.
Bij de serotypering kunnen pili soms storend werken omdat de antigene
eigenschappen van de pili op elkaar lijken.
Herkenning 2006
Microbiologie
22
Herkenning van micro-organismen
12 Sporen
12.1 Kenmerken van een bacteriespore
Bij de bacteriesoorten van de geslachten Bacillus en Clostridium kan in de cel een
zogenaamde endospore gevormd worden. Dit is een overlevingsstructuur voor de
cel, in de spore wordt het erfelijk materiaal opgeslagen, er wordt een omhulsel
gevormd en de oude cel gaat ten gronde.
Deze spore verkeert hierna in een soort rusttoestand, hij heeft geen normale
celstofwisseling of celdeling.
Kenmerkend is het vermogen van een dergelijke spore om ongunstige
omstandigheden te overleven . Omstandigheden die een normale cel niet overleeft
zoals droogte, zeer hoge temperaturen, een lage of hoge pH, straling en de
aanwezigheid van chemicalien zoals desinfectiemiddelen worden door een spore
weerstaan. Endosporen kunnen zeer lange tijd blijven bestaan (duizenden) jaren, en
onder gunstige omstandigheden (vaak binnen een uur) uitgroeien tot normale cellen
(ontkiemen).
12.2 Hoe is een spore te zien?
Bacteriesporen zijn zo groot dat ze onder het microscoop te zien zijn. Wel moet er
een contrast met de omgeving aanwezig zijn. Vaak zijn ze zichtbaar als een lichte,
'lege' plek in een gekleurd preparaat. Oorzaak hiervan is dat de moedercel wel
kleurstof opneemt tijdens de kleuring maar de spore niet. Zo krijgen we een
negatief beeld van de spore.
Is er geen moedercel meer aanwezig dan moeten we onze toevlucht nemen tot een
methode die de losse spore doet afsteken tegen de achtergrond.
Dit kan door een nat (dekglaspreparaat) te maken en dit te bekijken met behulp van
de fase-contrastmicroscoop, we zien de sporen dan als sterk lichtbrekende bolletjes.
Een andere meer bewerkelijke methode is een speciale sporenkleuring waarbij een
geschikte kleurstof door verhitting in de cel gebracht wordt. Na spoelen blijft deze
kleurstof in de spore en verdwijnt uit de eventueel nog aanwezige moedercel. Deze
moedercel kan dan met een contrasterende kleurstof nagekleurd worden.
Zie voor de diverse kleuringen ook Microbiologische technieken.
Zien we inderdaad sporen in de moedercel liggen dan kan dit op verschillende
(soortspecifieke) manieren het geval zijn:
12.3 Wanneer vindt sporevorming plaats?
Als de snelste groei voorbij is en één of meerder voedingsstoffen opraken. De
voedingsomstandigheden mogen echter ook niet uitgesproken slecht zijn. Ook de
pH, de temperatuur en het zuurstofgehalte zijn kritisch voor de sporevorming.
Herkenning 2006
Microbiologie
23
Herkenning van micro-organismen
12.4 Hoe gaat de sporevorming in zijn werk?
Hoe de sporevorming in zijn werk gaat word hieronder stapsgewijs afgebeeld:
12.5 Het voorkomen van sporevormers.
Onder de sporevormende bacteriën bevinden zich een aantal soorten die van
bijzondere betekenis zijn in de microbiologie.
Deze horen tot het geslacht Bacillus, waarvan de soorten aeroob of facultatief
anaeroob zijn en het geslacht Clostridium waarvan alle soorten anaeroob zijn. De
sporen van beide geslachten komen wijd verspreid in de natuur voor. Veel
plantaardige voedingsmiddelen als graan, rijst ,graan, kruiden maar ook gras en
kuilvoer bevatten dam ook sporen.
Er zijn verschillende methoden om de bouw en de samenstelling van de cel te
onderzoeken.
Herkenning 2006
Microbiologie
24
Herkenning van micro-organismen
12.6 Kleurmethoden
Om de cel (of een onderdeel ervan) zichtbaar te maken ten opzichte van de
achtergrond is het bijna altijd nodig de cel (of een onderdeel ervan) te kleuren.
12.6.1 Voorbereiding op de kleuring
Om een cel goed kleurbaar te maken wordt de cel gefixeerd . Zie hiervoor ook
Microbiologische technieken.
Door de fixatie blijft de cel aan het objectglas plakken, blijft de vorm zo goed
mogelijk behouden, en is zoals gezegd beter kleurbaar. De cel wordt echter wel
kleiner.
12.6.2 De kleuring zelf
Na de fixatie wordt op het droge preparaat kleurstof aangebracht. Zie ook
Microbiologische technieken.
Er zijn algemene kleuringen waarbij de gehele cel gekleurd wordt, en specifieke
kleuringen waarbij een bepaald onderdeel van de cel gekleurd wordt.
Dan is er ook nog de eerder besproken gramkleuring welke een onderscheid tussen
twee groepen bacteriën gemaakt kan worden.
13 Micro-organismen onder de microscoop
Microscopisch onderzoek wordt op de meeste laboratoria pas gedaan als ander
onderzoek zoals het kolonieuiterlijk op de plaat geen uitsluitsel geeft over de
identiteit van het micro-organisme. Nadeel van de microscoop is wel dat je een
heleboel cellen bij elkaar moet hebben om wat te kunnen zien, dat houdt dat in een
monster zelf bijna nooit wat te zien. Is een monster echter bedorven dan zijn er
meestal genoeg micro-organismen om ze onder de microscoop te herkennen.
Uiteraard kan men nadat het micro-organisme gekweekt is wel microscopisch
onderzoek uitvoeren.
Hoewel bacteriën veel op elkaar lijken kunnen we ze onder de microscoop toch wel
in groepen verdelen. Belangrijkste kenmerken zijn het gramkarakter, , het bezit van
een endospore , en de vorm en rangschikking van de cel.
Herkenning 2006
Microbiologie
25
Herkenning van micro-organismen
Gramnegatieve bacteriën
spiril of vibrio
staafje
Vibrio
Campylobacter
Pseudomonas
Escherichia
Enterobacter
Citrobacter
Klebsiella
Salmonella
Shigella
Proteus
bolvorm
Neisseria
Grampositieve bacteriën
staafvormig
sporevormend
Clostridium
Bacillus
niet sporevormend
Listeria
Propionibacterium
Lactobacillus
bolvormig
Micrococcus
Staphylococcus
Leuconostoc
Streptococcus
Enterococcus
13.1 Indeling van veel bepaalde micro-organismen op grond van
microscopische kenmerken
Het is dus mogelijk als je met een onbekende bacterie te maken hebt om met een
eenvoudig grampreparaat een eerste schifting te maken : je kunt een aantal
mogelijkheden uitsluiten, en vaststellen of er wel of geen sporen aanwezig zijn.
We zien echter ook dat met behulp van de microscoop slechts een zeer beperkte
indeling van de bacteriën mogelijk is. Zo lijken alle gramnegatieve bacteriën op
elkaar, het zijn allemaal kleine staafjes. Onschadelijke bacteriën, bacteriën die een
onhygiënische toestand verraden en ziekteverwekkers worden zo op één grote
hoop gegooid. Voor de bepaling van een bepaalde soort (of groep) micro-organismen moeten we daarom gebruik maken van hun groeimogelijkheden en hun stofwisselingseigenschappen. Dit wordt in de volgende hoofdstukken besproken.
Herkenning 2006
Microbiologie
26
Herkenning van micro-organismen
Stofwisselingseigenschappen van micro-organismen
14 Leven met of zonder zuurstof
Hoewel bijna alle planten en dieren bij de dissimilatie zuurstof nodig
hebben, is dit niet het geval bij alle micro-organismen. Veel microorganismen zijn in staat om zonder zuurstof (anaeroob) te leven
doordat ze in staat zijn de brandstof te verbranden zonder dat er zuurstof bij
nodig is. Ook zijn er enkele soorten die zich uitsluitend zonder zuurstof
kunnen ontwikkelen. Wat de invloed van de zuurstof op de groei betreft
kunnen we de mico-organismen als volgt indelen:
a.
b.
c.
Strikt of obligaat aerobe micro-organismen, die zich uitsluitend in
aanwezigheid van zuurstof kunnen ontwikkelen en zonder zuurstof zelfs
afsterven.
Voorbeelden hiervan zijn :
Pseudomonas
De meeste schimmels
Facultatief anaerobe micro-organismen,
die zich zowel in aanwezigheid als in afwezigheid van zuurstof
ontwikkelen. Voorbeelden zijn :
alle Enterobacteriën
de meeste Bacillussoorten
de staphylococcen
Listeria
de meeste gisten
Microaerofiele micro-organismen,
die zich het beste bij verminderde zuurstofconcentraties kunnen
ontwikkelen. Voorbeelden zijn
Lactobacillus
Campylobacter.
Herkenning 2006
Microbiologie
27
Herkenning van micro-organismen
d.
Strikt anaerobe micro-organismen,
die zich uitsluitend zonder zuurstof kunnen vermeerderen. De mate waarin
ze last hebben van zuurstof verschilt. Er zijn bacteriën met een anaerobe
stofwisseling die kleine hoeveelheden zuurstof kunnen verdragen, zoals
Propionzuurbacteriën
Clostridium perfringens.
Tot slot zijn er binnen deze groep de bacteriën waarvoor elk spoortje
zuurstof giftig is, deze zijn zeer lastig te kweken.
e. Zuurstoftolerante anaerobe micro-organismen
Deze gebruiken geen zuurstof voor hun stofwisseling maar hebben er ook
geen last van.
De lactococcen zijn hier en goed voorbeeld van.
15 De aerobe ademhaling
Zowel strikt aerobe micro-organismen als facultatief anaerobe microorganismen zijn in staat tot een aerobe ademhaling. Ze halen dankzij de
ademhalingsketen veel energie uit hun energiebron (in veel gevallen
glucose). Zuurstof is hierbij de externe, terminale waterstofacceptor.
Ook grotere moleculen als glucose (een monosaccharide) kunnen door
veel micro-organismen gebruikt worden. Voorwaarde is dan wel dat het
betreffende micro-organisme beschikt over een (of meerder) enzym(en) die
het grote molecuul splitst in monomeren die daarna in de energiestofwisseling worden gebruikt. Een bekend voorbeeld zijn de coliformen
die met het enzym - galactosidase lactose (een disaccharide) splitsen in
de monosacchariden glucose en galactose. Ook zijn er micro-organismen
die met het exo-enzym amylase zetmeel in kleinere stukjes nl.
glucosemoleculen splitsen.
Een (organische) chemische energiebron hoeft niet altijd glucose te zijn !
Ook de tussenproducten in de ademhaling (glycolyse en citroenzuurcyclus)
kunnen uit het medium door het micro-organisme worden opgenomen en
benut worden voor de ATP-winning.
Een bacterie kan ook een aminozuur als energiebron gebruiken, hij haalt er
de aminogroep af en het molecuul dat overblijft kan vaak vrij eenvoudig
meedoen in de citroenzuurcyclus.
Niet altijd is een micro-organisme in staat een energiebron volledig te
oxyderen dus de hele energiestofwisseling af te maken doordat er bepaalde
enzymen ontbreken.
Ook zijn er micro-organismen die niet bij het officiële begin van de
energiestofwisseling beginnen maar slechts een gedeelte van de
biochemisch route afleggen, of een iets andere weg hebben. Zo zijn er de
azijnzuurbacteriën die ethanol oxideren tot azijnzuur. Deze hebben wel een
Herkenning 2006
Microbiologie
28
Herkenning van micro-organismen
ademhalingketen maar slechts een beperkt aantal enzymen waardoor
azijnzuur niet verder in de citroenzuurcyclus wordt afgebroken en in feite
dus minder NADH en dus ATP wordt gevormd als bij een volledige verbranding het geval zou zijn.
16 De gisting
Een veel vaker voorkomende manier om zonder zuurstof energie uit een
brandstof halen is de gisting. Deze brandstof kan glucose zijn, maar ook
grotere stoffen kunnen als energiebron benut worden mits de enzymen die
deze kunnen afbreken tot glucose aanwezig zijn. Vervolgens vindt de
vergisting van glucose plaats. Elk micro-organisme doet dat op een andere
manier. Als voorbeeld nemen we een Lactobacillussoort die uitsluitend
melkzuur vormt uit glucose:
glucose→melkzuur + 2 ATP
in formule: C6H12O6→2 C3H6O3 + 2 ATP
Opvallend is dat er geen externe waterstofaccceptor (wat is dat?) nodig is,
de cel zorgt zelf voor een hulpstof waardoor de glucose toch als
energiebron kan dienen. Glucose kan nu echter niet volledig verbrand
worden. Er ontstaat melkzuur dat verder niet gebruikt wordt door de cel en
wordt uitgescheiden. Het gevolg is dat er veel minder ATP gevormd wordt
als bij de aerobe verbranding (tot kooldioxide).
Een ander kenmerk van de gisting is dat het gevormde NADH niet in een
ademhalingsketen geoxydeerd kan worden waardoor er vergeleken met een
stofwisseling waarbij deze wel aanwezig is veel ATP verloren gaat!
Zo'n anaerobe afbraak van glucose waarbij een ademhalingsketen ontbreekt
wordt een gisting of fermentatie genoemd. Elke (groep) microorganisme(n) heeft zijn eigen vergistingstype, dat wil zeggen zijn eigen
eindproducten die bij de gisting gevormd worden.
Herkenning 2006
Microbiologie
29
Herkenning van micro-organismen
17 De gisting nader bekeken
De eerste fase in de gisting is de glycolyse , en komt dus overeen met de
eerste fase in de ademhaling.
Daarna komt het verschil.
De tweede fase is terugvormen van NAD uit NADH.
Dit gebeurt door het eindproduct van de glycolyse, het pyruvaat, te
gebruiken om het H (electronen) aan af te geven. Er is dus sprake van een
interne ,zelf gemaakte, waterstofacceptor :pyruvaat. Deze omzetting
van pyruvaat met als doel NAD weer opnieuw te kunnen gebruiken in de
glycolyse kan op zeer veel verschillende manieren geschieden, elke manier
door een ander micro-organisme en met andere eindproducten.
.
18 .De enterobacteriën
Dit is een grote familie gekenmerkt door de volgende eigenschappen: het
zijn beweeglijke gramnegatieve staafjes, ze vormen geen sporen, ze zijn
facultatief anaeroob, katalasepositief en oxydasenegatief. Ze zijn in staat
tot de nitraatademhaling. Gaan ze glucose vergisten (wat ze ook allemaal
kunnen) dan vormen ze (in meer of mindere mate) zuren.Ze stellen weinig
voedingseisen. Enkele geslachten kunnen lactose vergisten, dit is de groep
van de coliformen genoemd naar de bekendste vertegenwoordiger van
deze groep Escherichia coli.
Een speciale gisting die sommige soorten enterobacteriën kunnen uitvoeren
is de butaandiolgisting, een eigenschap waarvan dankbaar gebruik
gemaakt wordt om binnen de coliformen Enterobacter (butaandiolvorming) te onderscheiden van Escherichia coli (gemengd zure gisting)
van elkaar te onderscheiden.
Een ander bekend geslacht is Salmonella, deze vergist geen lactose.
Herkenning 2006
Microbiologie
30
Herkenning van micro-organismen
Enterobacterën zijn hittegevoelig, door een pasteurisatie of een andere
hittebehandeling worden ze gedood, treft men ze toch aan in een eerder verhit
product dan duidt dat op een nabesmetting.
19 Oxydasetest
Er is een eenvoudige snelle en goedkope test om de strikt aerobe microorganismen zoals bijvoorbeeld Pseudomonas te onderscheiden van de
facultatief anaerobe micro-organismen zoals de Enterobacteriën. Dit is de
oxydasetest. Met deze test wordt een ademhalingsenzym aangetoond dat in
strikt aerobe micro-organismen in zo'n hoge concentratie aanwezig is dat
het zeer snel aantoonbaar is. De bepaling zelf is zeer eenvoudig: men
brengt wat koloniemateriaal op een papiertje waarin zich stoffen ( N,Ndimethyl-p-phenyleendiamine en ALFA-naphtol) bevinden die in
aanwezigheid van het oxydase direct donkerpaars kleuren. Is deze test
positief dan weet men dat men niet met een enterobacterie te maken heeft.
20 Katalasetest
Micro-organismen die in staat zijn tot een aerobe ademhaling bezitten het
enzym katalase, dat waterstofperoxide splitst in water en zuurstof:
2 H2O2
2 H2O + 2 O2
Waterstofperoxide onstaat tijdens de aerobe ademhaling, het is giftig.
Katalase voorkomt dus afsterving van de bacteriecel door het peroxide af te
breken.
Het bezit van katalase is heel snel vast te stellen door waterstofperoxide in
contact te brengen met koloniemateriaal. Bij een positieve reactie ontstaan
er direct na toevoeging belletjes, bij een negatieve reactie ontstaan geen
belletjes of pas na 30-40 seconden zeer zwak bruisen ( door het enzym
peroxidase). Alle melkzuurbacteriën zijn katalasenegatief en zo te
onderscheiden van andere grampositieve coccen en staven.
Een bijzondere plaats nemen de anaerobe Propionzuurbacteriën in, deze
hebben een anaerobe stofwisseling maar zijn wel katalasepositief.
Herkenning 2006
Microbiologie
31
Herkenning van micro-organismen
21 Selectief kweken
21.1 Waarom selectief kweken?
In veel gevallen is men geïnteresseerd in slechts één bepaalde groep
bacteriën of zelfs één bepaalde bacteriesoort. Immers micro-organismen
komen overal voor, dus dat ergens bacteriën inzitten is vaak niet
interessant. Veel interessanter of er een risico is voor de volksgezondheid
of dat materiaal ziekteverwekkers bevat. Het onderzoek moet dus een
betekenis hebben. Zo zal men willen weten of in een bepaald product al of
niet Enterobacteriën voorkomen of bijvoorbeeld Listeria monocytogenes.
De aanwezigheid van Enterobacteriën heeft wel degelijk een betekenis,
omdat deze aanwezigheid aantoont dat tijdens de fabrikage een nabesmetting heeft plaatsgevonden. En Listeria in een product vormt een risico voor
de consument. Hetzelfde geldt voor het onderzoek van patiëntenmateriaal,
het is niet interssant dat er micro-organismen aanwezig zijn, maar wel
belangrijk om te weten of er een bepaalde ziekteverwekker aanwezig is.
21.2 Het gebruik van vloeibare (s)electieve media
Vloeibare selectieve voedingsmedia worden gebruikt voor
* ophopingsmedia:
omdat in een monster (klinisch materiaal zoals bv. faeces of een
levensmiddel zoals een broodje tartaar) altijd meer micro-organismen zitten
die men niet wil bepalen dan die men wel wil bepalen moet men proberen
de eerste 'ongewenste" groep in de groei te remmen en er tegelijk voor
zorgen dat het gezochte beest zich ongebreideld kan vermenigvuldigen.
Dit noemt men ophopen, dus zorgen voor een groter aandeel van het
gezochte micro-organisme t.o.v. de rest wat ook wel de stoorflora genoemd wordt. Na de ophoping kan men dan uitstrijken op een (s)elective
plaat en zo het gezochte beest verder reinkweken.
21.3 Hoe selectief kweken?
De kunst van het selectief kweken is de gezochte micro-organismen wel
goed te laten groeien en de andere micro-organismen die vrijwel altijd ook
in het te onderzoeken materiaal aanwezig zijn geen kans te geven om te
groeien of zelfs te doden
Herkenning 2006
Microbiologie
32
Herkenning van micro-organismen
Om deze tactiek te laten slagen moet men zich verdiepen in de sterke en
zwakke punten van het gezochte micro-organismen en de andere microorganismen
Deze andere micro-organismen die in het product voorkomen noemt men
ook wel de begeleidingsflora of stoorflora. Elk type product heeft zijn eigen
kenmerkende flora, dus daar kan men bij het ontwikkelen van een bepalingsmethode al rekening mee houden
Enkelen voorbeelden van selectieve behandelingen of kweekomstandigheden zijn:
Een verhittingsstap tussen de 80 en 100ºC doodt alle vegetatieve cellen
maar niet de endosporen.
Een hoge incubatietemperatuur: enterobacteriën afkomstig van mens of
dier groeien nog bij 42ºC, de meeste andere enterobacteriën niet meer.
Een anaeroob milieu:
Clostridiumsoorten.
voor
de
kweek
van
onder
andere
Een lage pH: kan gebruikt worden voor de selectie van schimmels, gisten
en melkzuurbacteriën.
Het gebruik van groeiremmende stoffen in de voedingsbodem.
Het gebruik van een specifieke energiebron die het gezochte microorganismen wel en andere micro-organismen niet kunnen gebruiken.
21.4 Electiviteit
Tot dusver hebben we het alleen over de selectie gehad, dus het selectief
laten groeien van bepaalde groepen micro-organismen. Omdat het in veel
gevallen niet mogelijk is om alle andere micro-organismen in hun groei te
remmen is een selectief medium in veel gevallen tegelijkertijd ook electief.
Dat wil zeggen dat men op de plaat het gezochte micro-organismen aan het
kolonieuiterlijk kan onderscheiden van andere -niet gezochte- microorganismen
De electieve kenmerken worden veroorzaakt door:
* een pH indicator die afbraak E of C of N bron verklapt
* een stof die door een micro-organismen al dan niet wordt
afgebroken, deze afbraak is te zien als een neerslagzone of juist een opheldering rond de kolonie
Herkenning 2006
Microbiologie
33
Herkenning van micro-organismen
* het gebruik van stoffen die uitsluitend door één bepaalde bacteriegroep of soort kunnen worden omgezet in een bepaalde kleurstof.
Herkenning 2006
Microbiologie
34
Herkenning van micro-organismen
Identificatie
22 Wat is identificatie?
Onder identificeren verstaat men het op naam brengen van een micro-organisme.
Van een onbekende micro-organisme wordt bepaald tot welke soort of zelfs
welk type deze behoort
In feite is er sprake van een kwalitatieve bepaling: met welk micro-organisme
heb ik te maken?
Heel belangrijk is dat je zeker weet dat de te onderzoeken cultuur rein is : dat wil
zeggen dat alle micro-organismen in de cultuur van één cel afkomstig zijn en
onderling identiek.
Identificeren wordt ook wel determineren genoemd. In deze tekst worden de
woorden dan ook door elkaar gebruikt.
23 Waarom is identificeren belangrijk?
Er zijn veel situaties waarbij men graag wil weten met welk micro-organisme
men te maken heeft.
In veel gevallen mogen er geen pathogenen (ziekteverwekkers) in een
levensmiddel of water of in de omgeving (productieruimte of ziekenhuis)
aanwezig zijn. Men zal dan, vaak na een eerdere telling of grensreactie
(presence/absence test) moeten vaststellen of de verdachte kolonies inderdaad de
vermoedelijke pathogenen bevatten. Dit wordt ook wel bevestigen genoemd.
Hetzelfde geldt voor het onderzoek naar een ziekteverwekker bij een patiënt: na
(ophoping en) isolatie op een (s)electieve plaat worden de verdachte kolonies
nader onderzocht.
Niet altijd is het noodzakelijk om de pathogenen zelf aan te tonen. Men kan ook
gebruik maken van index-organismen. Toont men deze aan dan is de kans op
aanwezigheid van pathogenen aanwezig.
Eisen die men aan zo’n indexorganisme stelt zijn:
 Makkelijk aantoonbaar
 Altijd aanwezig als de pathogeen waarvoor hij de aanwijzing moet zijn
aanwezig is.
Het kan ook zijn dat men meer wil weten over de toestand van een bepaald
product: is het voldoende verhit?, is het hygiënisch bereid?
Micro-organismen die op een ongewenste toestand wijzen, noemt men
indicatororganismen.
Indicatororganismen hoeven niet altijd op een ongewenste toestand te wijzen.
Denk hierbij aan het onderzoek van oppervlaktewater, waarbij de
algensamenstelling de vervuilingsgraad van het water verklapt. Hier zijn ook
organismen die alleen in zeer schoon water leven,treft men deze aan dan is er
sprake van een gunstige situatie.
Herkenning 2006
Microbiologie
35
Herkenning van micro-organismen
24 Op welke manieren kan men micro-organisme identificeren?
Men kan micro-organisme determineren door onderzoek naar:
 Groeiwijze
 Microscopisch uiterlijk en Beweeglijkheid
 Biochemische eigenschappen
 Antigene eigenschappen
 Gevoeligheid voor diverse fagen
 DNA-kemerken
Niet voor elk micro-organismen zijn alle bovengenoemde methoden geschikt. In
veel gevallen is ook een combinatie nodig.
Enkele methoden zullen nu verder besproken worden.
Van de methodes die je op het praktikum hebt uitgevoerd zal vooral het principe
worden besproken: de uitvoering en de eventuele voedingsbodems staan wel in
de proevenbundels en de praktijkbundel. Neem deze dus mee naar de les.
Is een methode niet in de praktijk behandeld dan wordt deze hier wel uitgebreid
besproken.
24.1 Groeiwijze
Het kolonieuiterlijk is vaak al een eerste aanwijzing over de aard van het
aanwezige micro-organisme.
Het is dan ook belangrijk om op de kenmerken van een kolonie te letten. Zie ook
praktijkbundel
Hierbij speelt ook de geur een belangrijke rol.
Zo hebben enterobacteriën een karakteristieke weeë geur, ruiken
melkzuurbacteriën zuur en gisten naar bier.
We komen zo vaak niet verder als een groep, op een speciaal ontworpen
selectieve plaat kan men zelfs vaak soorten herkennen.
Dit cultuur onderzoek (ook wel macroscopisch onderzoek genoemd) is vooral
geschikt voor bacteriën, gisten en schimmels. Toch zal vrijwel altijd nog ander
onderzoek nodig zijn om deze eerste indruk te bevestigen.
24.2 Microscopisch uiterlijk
Alle micro-organismen behalve de virussen zijn met de lichtmicroscoop te
bekijken. Bij algen en schimmels is moet het microscopisch onderzoek uitwijzen
met welk soort micro-organisme men te maken heeft. Dit vergt wel veel scholing
en ervaring.
Bij bacteriën zal een microscopisch preparaat nooit aangeven welke soort het
precies is maar men komt wel erachter tot welke groep men het verdere
onderzoek kan beperken.
De belangrijkste kenmerken waarop de indeling in groepen is gebaseerd zijn :
 De vorm
 De celrangschikking
 Zijn er sporen?
 Wat is het gramkarakter?
Herkenning 2006
Microbiologie
36
Herkenning van micro-organismen
Gramnegatieve bacteriën
spiril of vibrio
Vibrio
Campylobacter
staafje
bolvorm
Pseudomonas
Escherichia
Enterobacter
Citrobacter
Klebsiella
Salmonella
Shigella
Proteus
Neisseria
Grampositieve bacteriën
staafvormig
sporevormend
Clostridium
Bacillus
niet sporevormend
Listeria
Propionibacterium
Lactobacillus
bolvormig
Micrococcus
Staphylococcus
Leuconostoc
Streptococcus
Enterococcus
Indeling van veel bepaalde micro-organismen op grond van
microscopische kenmerken
Het is dus mogelijk als je met een onbekende bacterie te maken hebt om met een
eenvoudig grampreparaat een eerste schifting te maken : je kunt een aantal
mogelijkheden uitsluiten, en vaststellen of er wel of geen sporen aanwezig zijn.
We zien echter ook dat met behulp van de microscoop slechts een zeer beperkte
indeling van de bacteriën mogelijk is. Zo lijken alle gramnegatieve bacteriën op
elkaar, het zijn allemaal kleine staafjes. Onschadelijke bacteriën, bacteriën die een
onhygiënische toestand verraden en ziekteverwekkers worden zo op één grote
hoop gegooid. Voor de bepaling van een bepaalde soort (of groep) micro-organismen moeten we daarom gebruik maken van hun groeimogelijkheden en hun stofwisselingseigenschappen. Dit wordt in de volgende hoofdstukken
besproken.Daarnaast kan men nog nagaan of het micro-organisme in het bezit is
van een kapsel of beweeglijk is.
Voor de beweeglijkheid moet men een levend preparaat maken. Voor de andere
kenmerken is een gramkleuring (jonge culturen , niet te lage pH van het medium
zijn een voorwaarde voor een betrouwbaar resultaat), erg nuttig. Eventueel kan
Herkenning 2006
Microbiologie
37
Herkenning van micro-organismen
nog een sporekleuring worden uitgevoerd. Sporevormers vormen echter niet
onder alle omstandigheden sporen!
24.3 Biochemische eigenschappen
Deze eigenschappen worden voornamelijk onderzocht bij bacteriën en gisten.
Onderzocht wordt of ze bepaalde stoffen al of niet kunnen omzetten en of ze al
of niet bepaalde stoffen kunnen vormen.
Dus wat kunnen ze wel en wat niet?
Vaak wordt dit zichtbaar gemaakt met een pH-indicator of door een reagens aan
de cultuur toe te voegen waarbij een gekleurde verbinding ontstaat. Omdat
meestal een aantal verschillende reacties tegelijk worden onderzocht ontstaat er
bij de beoordeling een bonte rij buizen, reden waarom bij de biochemische
determinatie vaak spreekt van een bonte rij.
Elke stofwisselingseigenschap is afhankelijk van een enzym. Een microorganisme moet dus een enzym (of meerder enzymen) hebben voor een bepaalde
eigenschap .Enzymen zijn eiwitten. En het vermogen om een bepaald eiwit te
vormen ligt vast in het DNA. Een stofwisselingskenmerk is dus erfelijk
vastgelegd
Sommige kenmerken zijn in meer of mindere mate karakteristiek voor een groep
of soort.
Enkele voorbeelden van biochemische eigenschappen die als
determinatiekenmerk kunnen dienen zijn
1. Methylroodreactie
Dit is een reactie waarbij men kan nagaan of een micro-organisme een gemengd
zure gisting heeft, hierbij worden veel zuren gevormd. Door een pH-indicator
met een relatief laag omslagpunt te kiezen zal alleen
bij de gemengd zure gisting een kleuromslag bereikt worden. Op deze manier
kan een onderscheid gemaakt worden tussen enerszijda Escherichia coli en
anderszijdsEnterobacter aerogenes.
2. Voges-Proskauerreactie
Een ander eindproduct van een speciaal type gisting is de butaandiolgisting .
Deze stof kan na incubatie van het micro-organisme in glucosebouillon worden
aangetoond m.b.v. een kleurreactie. Butaandiol wordt door o.a. Enterobacter
gevormd dit i.t.t. tot E.coli een ander coliform micro-organisme.
Ook Bacillussoorten kunnen met deze reactie van elkaar worden onderscheiden.
3. Indolvorming
Indol is het afbraakproduct van tryptofaan, een aminozuur dat maar weinig
micro-organismen kunnen afbreken. Dit indol is met een eenvoudige
kleurreactie aan te tonen. Een beroemd micro-organisme indol vormt is
Escherichia coli.
Een andere mogelijkheid om de afbraak van een eiwit is het verdwijnen van het
substraat zichtbaar te maken:
Herkenning 2006
Microbiologie
38
Herkenning van micro-organismen
4. Afbraak gelatine
Door de afbraak van gelatine wordt het aanvankelijk (beneden 20ºC) vaste
medium vloeibaar.
5. Hemolyse
Met hemolyse wordt de afbraak van rode bloedcellen bedoeld.
Er zijn verschillende typen hemolyse:
Volledige hemolyse, waarbij de cellen stukgaan en het hemoglobine vrijkomt
waardoor een heldere kleurloze zone ontstaat rondom een kolonie die op
bloedagar is gekweekt. Dit wordt ook wel ß-hemolyse genoemd. Een eigenschap
van o.a. Staphylococcus aureus ,een aan aantal groepen Streptococcen, en
diverse Clostridiumsoorten.
Onvolledige hemolyse, hierbij wordt hemoglobine omgezet in een groen (of
bruin) pigment, de bloedcellen blijven intact. Dit is o.a. het geval bij de
viridansgroep van de Streptococcen.
6. Zetmeelafbraak
Lang niet alle micro-organismen kunnen zetmeel afbreken. Hiervoor is een exoenzym nodig, amylase dat buiten de cel de grote zetmeelmoleculen afbreekt tot
kleiner hapklare door de celmembraan te transporteren glucosemoleculen.
Na incubatie kan het nog aanwezige zetmeel aangetoond worden met lugol (een
jodiumoplossing) waarbij een blauwe kleur ontstaat. Ontbreekt deze kleur
rondom de groei dan was er amylae werkzaam en is de test positief.
7. Nitraatreductie
Bij de reductie van nitraat wordt in de eerste stap nitriet gevormd. Nitriet is met
een eenvoudige (rode) kleurreactie aantoonbaar. Een probleem is dat veel microorganisme het nitriet verder omzetten in N2 en NH3 producten die onzichtbaar
zijn. De kleurreactie werkt dus niet als al het nitriet al verder is omgezet: een
positieve reactie lijkt dan negatief.
Om nu een onderscheid te kunnen maken tussen acht negatieve en vals negatieve
micro-organisme kan men zink toevoegen. Dit reageert met nitraat tot nitriet
waardoor alsnog een rode kleur zichtbaar wordt.
Als het nitraat al verdwenen is (bij de positieve micro-organismen ) zal dit
verschijnsel zich niet voordoen!
8. Katalase
Micro-organismen die in staat zijn tot een aerobe ademhaling bezitten het
enzym katalase, dat waterstofperoxide splitst in water en zuurstof:
2 H2O2
2 H2O + 2 O2
Waterstofperoxide onstaat tijdens de aerobe ademhaling, het is giftig.
Katalase voorkomt dus afsterving van de bacteriecel door het peroxide af te
breken.
Herkenning 2006
Microbiologie
39
Herkenning van micro-organismen
Het bezit van katalase is heel snel vast te stellen door waterstofperoxide in
contact te brengen met koloniemateriaal. Bij een positieve reactie ontstaan
er direct na toevoeging belletjes, bij een negatieve reactie ontstaan geen
belletjes of pas na 30-40 seconden zeer zwak bruisen ( door het enzyn
peroxidase). Alle melkzuurbacteriën zijn katalasenegatief en zo te
onderscheiden van andere grampositieve coccen en staven.
Een bijzondere plaats nemen de anaerobe Propionzuurbacteriën in, deze
hebben een anaerobe stofwisseling maar zijn wel katalasepositief.
9. .Oxidase
Er is een eenvoudige snelle en goedkope test om de strikt aërobe microorganismen zoals bijvoorbeeld Pseudomonas te onderscheiden van de
facultatief anaerobe micro-organismen zoals de Enterobacteriën. Dit is de
oxydasetest. 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. De bepaling zelf is zeer eenvoudig: men
brengt wat koloniemateriaal op een papiertje waarin zich stoffen ( N,Ndimethyl-p-phenyleendiamine en ALFA-naphtol) bevinden die in
aanwezigheid van het oxydase direct donkerpaars kleuren. Is deze test
positief dan weet men dat men niet met een enterobacterie te maken heeft.
Herkenning 2006
Microbiologie
40
Herkenning van micro-organismen
25 Determinatietabellen,
Nadat alle resultaten van een bonte rij binnen zijn kun je in een tabel opzoeken
met welke soort de resultaten overeenstemmen.
Er zijn verschillende schema’s en tabellen mogelijk:
Achtereenvolgens zie je;
 Twee schema’s
 Een tabel met + en -. Het lijkt of alle stammen van een soort altijd + of – zijn
voor een bepaalde eigenschap. Helaas is dit lang niet altijd het geval.
 Een tabel met +, - , en variabel= +/- of zwak als opmerking erbij.
 Een tabel met percentages positieve stammen. Bij kant en klare bonte rijen
gaat men uit van deze percentages en wordt door een computerprogramma
berekend welke stam het beste past bij de gevonden eigenschappen en dus
het meest waarschijnlijk is.
Herkenning 2006
Microbiologie
41
Herkenning van micro-organismen
Identificatieschema gram-positieve bacteriën
gram-positieve bacteriën
bolvormig
staafvormig
sporevormend
strikt anaeroob
katalase-negatief
nnegatief
geen sporen
katalasepositief
strikt
aeroob
facultatief anaeroob
katalase-positief
Micrococcus
Clostridium
Bacillus
facultatief
anaeroob
Staphylococcus
katalase
negatief
katalase
positief
Listeria
Coryne-bacterium
Streptococcus
Leuconostoc
Pediococcus
microaerofiel
Lactobacillus
Herkenning 2006
Microbiologie
katalase-negatief
strikt
anaeroob
Bifidibacterium
43
Herkenning van micro-organismen
Identificatieschema gram-negatieve bacteriën
Staafvormige
Gramnegatieve
bacteriën
Oxydase positief
Oxydase
negatief
Katalase
positief
Katalase
negatief
Aeromonas
Vibrio
negatief
Enterobacteriacea
e
Rood
pigment
gepigmenteerd
Ongekleurd (geen pigment)
Oxydeert
ethanol tot
azijnzuur
Geen
pigmen
t
Geen
oxydatie van
ethanol
fluorescerend
exo-pigment
Geel
endopigmen
t
Acetobacter
beweeglijk
onbeweeglij
k
Serratia
Kan
lactose
omzetten
coliformen:
Escherichia
Enterobacter
Citrobacter
Klebsiella
Herkenning 2006
Kan
lactose
niet
omzetten
Sommige
Pseudomonas
Alcaligenes
Acinetobacter
Salmonella
Shigella
Proteus
Microbiologie
44
Pseudomona
s=soorten
Flavobacterium
Herkenning van micro-organismen
Herkenning 2006
Microbiologie
45
Herkenning van micro-organismen
Herkenning 2006
Microbiologie
46
Herkenning van micro-organismen
Herkenning 2006
Microbiologie
47
Herkenning van micro-organismen
Herkenning 2006
Microbiologie
48
Herkenning van micro-organismen
Opdracht Signalement van een bacterie
Inleidng
Deze opdracht kan een toets vervangen .
De bedoeling is dat je een werkstuk maakt van een micro-organisme die op
laboratoria bepaald wordt vanwege zijn gevolgen voor mens en dier.
In het werkstuk beschrijf je de betekenis van het micro-organisme , geef je een
signalement en beschrijf je op welke manier dit micro-organisme is aan te tonen
uitgaande van een reincultuur.
Zet zoveel mogelijk van je opdracht op schijf, na afloop presenteer je de
resultaten aan elkaar en is het ook mogelijk om de presentaties samen op de
website te zetten.
A.Beschrijving van het micro-organisme
Waarom wordt het micro-organisme bepaald? Beschrijf dit zo
concreet mogelijk: dus wat zijn de gevolgen van dit microorganisme voor mens of dier? Ga in op de eventuele
ziekteverschijnselen.
Beschrijf een praktijkgeval waarin dit micro-organisme de oorzaak
was veel ziektegevallen/voedselvergiftiging of een andere vervelende
gebeurtenis.
Welke materialen/monsters worden onderzocht op dit microorganisme?
Hoe ziet ( de cel van ) het micro-organisme eruit? Maak een
tekening of zoek een plaatje van deze bacteriecel met alle
“onderdelen” die deze bacteriesoort heeft.
Vermeld van alle onderdelen in de cel de functie voor het microorganisme in eigen woorden.
Hoe ziet het micro-organisme eruit onder de lichtmicroscoop?
B.Bepaling van het determinatieplan
Zoek op welke kenmerken voor de identificatie van belang zijn.
Doe dit stapsgewijs, vermeld per stap(test) wat voor “jouw” micro-organisme de uitslag is en wat dit je
oplevert: welke groep valt af, welke groep blijft over.
Ga zo steeds verder tot je uiteindelijk bij het geslacht bent
aangekomen.
Om de soort te bepalen zijn vaak meerdere testen tegelijk nodig en
is het wegstrepen van een hele groep op grond van 1 eigenschap
niet meer mogelijk en zul je een tabel nodig hebben om de soorten
binnen een geslacht van elkaar te onderscheiden.
Zet alles schematisch op papier.
Herkenning 2006
Microbiologie
49
Herkenning van micro-organismen
Je hebt nu de determinatieweg bepaald. en alle proefjes op een rij
gezet die voor de identificatie nodig zijn.
C.Nu weten we welke testen nodig zijn om alle veel voorkomende bacteriën te identificeren.
Beschrijf nu de testen in eigen woorden in een formulier, dat
hieronder staat afgebeeld gevolg door een ingevuld voorbeeld.
D. Zet alle opdrachten op een rijtje, bundel ze en lever ze bij de
docent in. Vermeld achterin ook je bronnen: boeken,
krantenknipsels, websites (URL=internetadres vermelden).
Herkenning 2006
Microbiologie
50
Herkenning van micro-organismen
Eigenschap :
Naam test
Principe:
Uitvoering
Inzetten
Incubatie:
Na incubatie:
Beoordeling:
Waarnemingen:
De controle
Conclusies:
,
Medium:
samenstelling :
Herkenning 2006
Microbiologie
51
Herkenning van micro-organismen
Voorbeeld
Eigenschap :
Naam:
De vorming van butaandiol bij de vergisting van glucose
Voges-Proskauerreactie
Principe:
Uitvoering
Inzetten:
Incubatie:
Na incubatie in glucosebouillon wordt butaandiol
aangetoond door het toevoegen van naftol en loog
waarmee butaandiol een rode kleur vormt
het te onderzoeken micro-organisme
een positieve stam : Enterobacter aerogenes
een negatieve stam: Escherichia coli
enten in glucosebouillon
ook een onbeente buis incuberen.
48 uur bij 30 of 37ºC
Na incubatie: voeg aan 1 ml cultuur 0,2 ml 40% KOH oplossing
toe en 1 ml 5% naftol toe. Schud zeer grondig .
controleer de controle op de afwezigheid van groei
Beoordeling:
Waarnemingen:
Let op de vorming van een rode kleur van het reagens,
drijft als een ring op de cultuur
De positieve controle hoort rood te zijn
De negatieve controle is kleurloos (kleur van het reagens)
De onbeënte controle hoort geen roodkleuring te
vertonen
Conclusies:
Medium:
Herkenning 2006
Een rode kleur wijst op butaandiolvorming: positieve
reactie
Glucosebouillon,
samenstelling : 1% glucose
0,5% pepton
Microbiologie
52
Herkenning van micro-organismen
Hier de beoordelingscriteria en de punten per onderdeel :
Onvoldoende
Theorie, de
feiten
Voldoende
Goed
Incomplete
De informatie is Alles is goed,
grotendeels juist informatie
informatie/
compleet
Details die niets
met het
onderwerp te
maken hebben.
10 tot 20 punten 20 punten tot 30 30-40 punten
Theorie, de
uitleg
Moeilijk te
Informatie is te Door de uitleg
begrijpen en/of begrijpen
wordt het de
theorie logisch
Tekst niet in
Tekst in eigen en beter te
eigen woorden woorden
begrijpen..
5-10 punten
10-20 punten
20-30 punten
Incompleet
en/of onjuist
Illustraties
Illustraties
Illustraties
hebben slechts ondersteunen
zijdeling met het het onderwerp
Details die niets onderwerp te
en
met het
maken.
verduidelijken
onderwerp te
de tekst
maken hebben.
0-10 punten
10-15 punten
15-20 punten
Lay-out,
Slordig
Netjes
Verzorgd
uiterlijk
0 punten
5 punten
5-10 punten
Herkenning 2006
Microbiologie
53
Herkenning van micro-organismen
De verdeling van de micro-organismen, je mag onderling ruilen.
Legionella pneumophila
Vibrio
parahaaemolyticus
Neisseria menigitidis
Streptococcus pyogenes
Salmonella
(gastroenteritis veroorzakers)
Campylobacter jejuni
Neisseria meningitidis
Listeria monocytogenes
Clostridium botulinum
Shigella sonnei
Enterobacter sakazakii
Clostridium perfringens
Streptococcus
pneumoniae
Escherichia
coliO157:H7
Pseudomonas
aeruginosa
Eigen keuze(s)
Herkenning 2006
Microbiologie
54
Herkenning van micro-organismen
Beoordeling theorie opdracht signalement
Studie-eenheid Herkenning Cohort:2000
totaal
(maximaal)
Reden om micro-organisme op het lab te bepalen
Gevolgen micro-organisme
3
3
3
3
12
1
3
3
3
12
3
7
3
-1
3,5
Totaal bacteriecel
Tekening micro-organisme onder de microscoop
Determinatieplan
10
3
6,5totaal
3
Alle relevante kenmerken genoemd?
Overbodige kenmerken genoemd
Kenmerken in logische volgorde genoemd
6
6
-1
Praktijkgeval
Onderzoeksmateriaal
Totaal onderzoeksreden
Tekening bacteriecel, uitleg onderdelen:
Alle onderdelen?
Geen onderdelen die er niet in horen
Juiste functie bij elk onderdeel:
de
feiten
( max
punten)
( max
punten)
De uitleg
eindtermen
2
3,5
DNA
RNA
Ribosomen
Celmembraan
Celwand
Optioneel:flagellen
Optioneel:sporen
Totaal determinatieplan
C Beschrijving en uitleg testen
Per test: juiste beschrijving (ongeveer 7 testen)
en juiste uitleg?(5 punten per test)
Herkenning 2006
3,5
405.2
405.3
het Rc deel
405.4
4
10
6
4
4
35
14
21
Microbiologie
55
405.3 Rc
405.13
Herkenning van micro-organismen
Dit in eigen woorden?
Totaal theorie
D Het geheel
Layout : logische indeling?
Illustraties relevant
Netheid
Eindcijfer
Herkenning 2006
70
10
10
10
100 punten
Microbiologie
56