1. Wat is microbiologie?
Microbiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de bestudering van
micro-organismen. Onder micro-organismen verstaat men in de praktijk die
organismen, die uitsluitend met behulp van een microscoop of een
elektronenmicroscoop te zien zijn. Geheel juist is deze definitie niet, omdat bijvoorbeeld schimmels, die tot
een voor het oog zichtbaar schimmeldek of paddestoel kunnen uitgroeien, ook tot
de micro-organismen worden gerekend. |
Een betere definitie van micro-organismen is:
het zijn organismen opgebouwd
uit één cel of meerdere cellen waarbij geen of zeer weinig celdifferentiatie
optreedt, deze differentiatie betreft altijd de voortplanting of overleving. Micro-organismen hebben dus geen weefsels of organen ! |
2. Eigenschappen van levende organismen
Alle levende (micro)organismen hebben een aantal eigenschappen gemeen: |
A. Cellen
Elk organisme is opgebouwd uit één of meer cellen. De kleinste organismen
bestaan uit slechts één cel. Grotere organismen bestaan uit enkele tot miljarden
cellen.
B. Organische stoffen
In de natuur zijn de stoffen te verdelen in organische en anorganische stoffen.
Organische stoffen komen alleen in levende organismen en hun dode resten voor.
Chemisch bekeken bestaan ze uit een keten van twee of meer C-atomen. Aan deze
C-atomen zitten weer andere atomen. Voorbeelden van organische stoffen zijn:
eiwitten, koolhydraten (vb, suiker en zetmeel) en vetten. Steenkool, olie, wol
en leer zijn afkomstig van organismen en bestaan daardoor ook uit organische
stoffen. Anorganische stoffen zijn afkomstig uit de levenloze natuur.
Voorbeelden zijn: water, ijzer, koper, zuurstof, ijzerzouten, kalkzouten etc.
Anorganische stoffen komen ook in organismen erg veel voor.
C. Stofwisseling
In een organisme vinden vele chemische processen plaats. Al deze chemische
processen samen noemt men de stofwisseling van dat organisme. De opname van
voedingsstoffen is dus een stofwisselingsproces, net als de afgifte van
afvalstoffen. Ook in de cel vinden stofwisselingsreacties plaats. Men
onderscheidt hier de reacties die dienen om celmateriaal op te bouwen (de
bouwstofwisseling of assimilatie) en de reacties die dienen om energie uit te
halen (de bedrijfsstofwisseling of dissimilatie)
D. Voortplanting
Ieder organisme kan nakomelingen krijgen, dit is een voorwaarde voor het bestaan
van de soort
E.Prikkelbaarheid
Organismen kunnen reageren op prikkels uit hun omgeving. Dit geldt uiteraard
voor plant en dier, maar ook ééncellige organismen zijn gevoelig voor prikkels
uit hun omgeving.
|
3. Autotroof en heterotroof
De organische stoffen die in de organismen voorkomen, worden op verschillende
wijze opgebouwd. Er zijn organismen die de organische stoffen zelf opbouwen uit
anorganische stoffen. Deze organismen noemt men autotroof. Alle planten, algen
en enkele bacteriesoorten zijn autotroof (bijvoorbeeld
de bacteriën die plastic kunnen consumeren).
|
| Alle andere organismen bouwen hun
organische stoffen op uit (andere) organische stoffen. Deze organismen zijn de
dieren, de meeste bacteriën en de schimmels. Vb. een schimmel die op kaas
groeit haalt organische stof uit de kaas en maakt hiervan de organische stoffen
die de schimmelcel zelf nodig heeft. |
4. 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 (protoplasma). Ook
andere celorganellen ontbreken. Het protoplasma is omgeven door de celmembraan
en de celwand. |
| De eukaryotische cel bezit een kern en andere organellen. Bij plantaardige cellen is het protoplasma omgeven door een cel- membraan en een
celwand.
Bij dierlijke cellen ontbreekt de celwand. |
| Virussen (waartoe ook de bacteriofagen behoren) vormen een aparte
groep, hun inwendige structuur wijkt sterk af van de prokaryote en eukaryote
cel. Ze hebben geen eigen stofwisseling en zijn voor de voortplanting
afhankelijk van een ander (levend) wezen. |
5. Welke organismen behoren tot de micro-organismen?
 | protozoën, eencellige eukaryote cellen zoals het pantoffeldiertje
en de malariaparasiet. |
| algen, eukaryote fotosynthetische organismen
|
| schimmels, eukaryote organismen waaronder de paddestoelen maar ook
de kleinere schimmels die op oud brood voorkomen |
| gisten , eencellige schimmels |
| bacteriën prokaryoot, ook de blauwalgen horen hierbij
|
| virussen |
|
6. De zes rijken indeling
Tot in de vorige eeuw deelde men alle organismen in bij twee rijken:de
planten (plantenrijk) of bij de dieren (dierenrijk). Ook eencellige
organismen werden hierbij ingedeeld en kwamen op grond van hun beweeglijkheid
terecht bij de dieren. Van veel verwantschap was geen sprake. De schimmels (o.a. de paddestoelen) deelde men in bij de planten omdat ze onbeweeglijk
waren en op grond van hun celstructuur. Maar schimmels zijn niet groen, hebben
dus geen fotosynthese, en bovendien planten ze zich heel anders voort. Toen men
de bacteriën had ontdekt werden ze eerst voor diertjes aangezien
(beweeglijke bacteriën), later werden ze bij de planten ingedeeld. Kortom: het
systeem was niet erg natuurlijk. Niet-verwante groepen zoals planten en
bacteriën met een heel verschillende bouw en leefwijze werden bij elkaar
gegroepeerd.
Tegenwoordig onderscheidt men zes rijken:
| het rijk van de prokaryote eubacterien
|
| het rijk van de prokaryote archaebacterien
|
| het rijk van de eukaryote eencelligen, de protisten
|
| het plantenrijk |
| het rijk van de schimmels |
| het dierenrijk |
|
7. Hoe klein zijn de verschillende micro-organismen?
Van groot naar klein:
| eencellige algen : 1- 500 um |
| protozoën : 1-500 um |
| schimmels : 2-300 um |
| gisten : 2-15 um |
| bacteriën : 0,3-10 um |
| virussen 0,01-0,3 um |
1000 um= 1 mm,
Een lichtmicroscoop heeft een oplossend vermogen van 0,2 um. Bacteriën zijn
hiermee te zien evenals grote structuren binnen hun cel, maar virussen zijn te
klein om nog te onderscheiden. De algen, schimmels en protozoën zijn goed waar
te nemen onder de microscoop.
|
8. Kleine afmetingen, grote gevolgen
Hoe kleiner, hoe sneller
Het is niet duidelijk waarom bacteriën niet groter worden dan ze worden. Zowel
voor eencellige als meercellige heterotrofe 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. 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.
Sommige bacteriën
zijn in staat om in 20 minuten een hele nieuwe cel te maken. Dat betekent, dat
zo'n cel per seconde 1000 eiwitmoleculen
(lees enzymen) maakt. In weefsels van hogere
organismen gaat het heel wat rustiger toe. Zo delen levercellen zich eens per
drie maanden. |
Onzichtbaar
Tegenwoordig zijn we ons er van bewust dat overal om ons heen onzichtbare
micro-organismen voorkomen, het is voor ons vanzelf- sprekend. Toch is men zich
pas de vorige eeuw dankzij Louis Pasteur gaan realiseren dat micro-organismen
overal zijn en dat deze micro-organismen een rol spelen bij het ontstaan van
ziektes, het bederf maar ook juist bij de bereiding van wijn. Dit terwijl twee
eeuwen eerder de micro-organismen al ontdekt waren door Anthonie Van
Leeuwenhoek. Dat hier twee eeuwen voor nodig waren heeft onder andere te maken
met het feit dat micro- organismen zo "lastig" klein zijn, heel lang inactief
kunnen zijn en zich vervolgens als de omstandigheden goed zijn razendsnel kunnen
vermeerderen. |
9. De betekenis van micro-organismen voor de mens
Kringloop
De bacteriën spelen een belangrijke rol bij het verwijderen van organisch afval.
Dit gebruiken ze als hun voedsel waardoor het afgebroken wordt tot anorganische
stoffen die weer hergebruikt kunnen worden door planten welke op hun beurt weer
voedsel zijn voor dieren. Op deze wijze ontstaat een kringloop van elementen
zonder welke het leven op aarde onmogelijk is. Van deze rol die bacteriën en
schimmels in de natuur spelen kan de mens ook gebruik om van zijn afval af te
komen. Dit geldt voor de afvalwaterzuivering waar de bacteriën op grote schaal
organische stoffen afbreken. Ook bodemvervuiling kan in een aantal gevallen
aangepakt worden met behulp van bacteriën.
Levensmiddelen
Ook in de voedingsmiddelenindustrie worden bacteriën veel gebruikt. Denk aan
de bereiding van kaas en yoghurt door melkzuurbacteriën. De meeste bacteriën
zijn niet schadelijk.
Ziektes
De bacteriën die wel schadelijk zijn veroorzaken met name ziekten en
voedselbederf. Wordt een ziekte veroorzaakt door de aanwezigheid van micro-
organismen in voedsel dan spreekt men van voedselinfectie. Ook kan het zijn dat
schimmels of bacteriën giftige stoffen in een levensmiddel hebben gevormd, dit
noemt men voedselvergiftiging,
|
