MIKROSKOPISK LIV - Nucleus · Figur 5. Skitse af den generelle opbygning af en celle. Side 11 i bogen. Mikroskopisk liv Biologi med fokus på mikroorganismer Tegning: Erik Hjørne

Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerAf Lone Als Egebo© Nucleus Forlag ApSEksemplarfremstilling af papirkopier/prints fra denne hjemmeside til undervisningsbrug på uddannelsesinstitutioner og intern administrativ brug er tilladt med en aftale med Copydan Tekst & Node. Eksemplarfremstillingen skal ske inden for aftalens begrænsninger.

Figurer fra Mikroskopisk liv

Mikroorganismer og deres celler2Mikroorganismer – en introduktion1

Mikroorganismers vækst og formering3Mikroorganismer og økologi4Mikroorganismer og menneskets sundhed5Mikrobiologiske arbejdsmetoder6Industriel udnyttelse af mikroorganismer7

MIKROSKOPISK LIVBiologi med fokus på mikroorganismer

5. Skitse af den generelle opbygning af en celle.

6. Eksempel på opbygning af viruspartikel.

7. Relativ størrelse af mikroorganismer.

8. Kunstig selektion af varmetolerante bakterier.

10. De tre domæner.

Tilbage til oversigt

© Nucleus Forlag

Figurer fra Mikroskopisk livFigurerne vises som pdf-filer


Mikroorganismer – en introduktion1

Figur 5. Skitse af den generelle opbygning af en celle. Side 11 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

CellevægCellemembran Ribosomer

Arvematerialet (DNA) Cytoplasma


© Nucleus Forlag

Figur 6. Eksempel på opbygning af viruspartikel henholdsvis uden (a) og med membranmateriale (b). Side 12 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Protein

Arvemateriale (DNA eller RNA)

Arvemateriale (DNA eller RNA)

Lipider

Kappe af protein Kappe af protein

a b


© Nucleus Forlag

Figur 7. Relativ størrelse af forskelligt forekommende mikroorganismer. Side 13 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Mikroskopets synsfeltved 1000x~200µm 50000x

Menneskehår

40µm

Tøffeldyr

Grønalge

Gærsvampe

Bakterier

Forstørrelse yderligere 50x

5µm

Kolibakterie

Bakterie

Bakterie

Influenzavirus

Poliovirus

a b


© Nucleus Forlag

Figur 8. Kunstig selektion af varmetolerante bakterier. Side 14 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Prøve 1+ varmebehandling

Prøve 2 (kontrol)– varmebehandling

Overførsel til vækstmedie

Få bakteriekolonier Mange bakteriekolonier

a

b


© Nucleus Forlag

ArkæerBakterier Eukaryoter

Lipider i membranen er organiseret i et bredt enkeltlag.

Fællesstamform

Cirkulære kromosomer.

Simple ribosomer. Lipider i membranen er organiseret i et dobbeltlag.

Grundlæggende stof-skiftesystemer er udviklet.

DNA's organisering er mere kompleks.

Aflæsning af DNA til RNAer mere kompleks.

Lineære kromosomer med kompleks organisering af DNA.

Kernemembran.

Komplekse ribosomer.

Yderligere udvikling af aflæsningsmekanisme fra DNA til RNA.

Figur 10. De tre domæner. Side 16 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

12. En bakteriecelle.

13. Klassisk model af en cellemembran.

14. Fosfolipid.

16. Grampositiv og gramnegativ cellevæg.

19. Illustration af kemotaksi.

21. Et tværsnit af en algecelle.

22. DNA’s organisering i et kromosom ved celledeling.

23. Et mitokondrie.

24. Den første eukaryote celle opstår.

25. Transport af proteiner ud af cellen.

26. Kloroplast fra en grønalge.

27. Den første eukaryote plantecelle opstår.

30. Et udsnit af en hyfe uden tværvægge.

31. En bakterie optages og fordøjes af en protozo (amøbe).

35. Sammenligning af celler hos forskellige grupper af

mikroorganismer.



Mikroorganismer og deres celler2


© Nucleus Forlag

Figur 12. En bakteriecelle. Side 20 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

CellevægCellemembran Ribosomer

Bakteriekromosom Plasmider


© Nucleus Forlag

Figur 13. Klassisk model af en cellemembran. Side 21 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Kulhydrater

Yderside af celle

Dobbeltlag af fosfolipider

Integrerede membranproteiner

Perifere membranproteiner

Cytoplasma


© Nucleus Forlag

Figur 14. Fosfolipid. Side 21 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

To fede syrer Glycerol Fosfat En alkohol

Hydrofob Hydrofil

a

b


© Nucleus Forlag

Figur 16. Grampositiv og gramnegativ cellevæg. Side 23 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Cellevæg der består af et tykt lag af peptidoglykan

Cellemembran med fosfolipider og proteiner

Cellemembran med fosfolipider og proteiner

Lipopolysakkarid

Cellevæg af peptidoglykan

Lipoprotein

Cytoplasma

Cytoplasma

Ydre membran der minder om celle-membranen i op-bygning. Den indeholder dog også lipopolysak-karider og lipoproteiner

Yderside af celle

Yderside af celle


© Nucleus Forlag

Figur 19. Illustration af kemotaksi. Side 25 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Et tomt kapillærrør Et kapillærrør med glukose

a b


© Nucleus Forlag

Stivelseskorn

Cellekerne

Kloroplastre

Mitokondrier

Golgi-apparat

Endoplasmatisk reticulum med ribosomer

Frie ribosomer

Cellemembran

Cellevæg

Vakuole

Figur 21. Et tværsnit af en algecelle. Side 26 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

Figur 22. DNA’s organisering i et kromosom i forbindelse med en celledeling. Side 27 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

DNA

DNA

Histon

Kromosom


© Nucleus Forlag

Figur 23. Et mitokondrie. Side 27 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Ydre membran

Indre membran


© Nucleus Forlag

Stor anaerob bakterie optager en lille aerob bakterie

Den første eukaryotecelle er skabt

Der dannes membran rundt om DNA-materialet

Mitokondrie(den lille bakterie)

DNA

Figur 24. Den første eukarytote celle dannes. Side 27 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

Figur 25. Transport af proteiner ud af cellen. Side 28 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Golgi-apparat

Endoplasmatisk reticulum

Ribosomer

Protein

Cellemembran

Proteinsyntese

Protein i vesikel

Cytoplasma

Ydre membran

Indre membran Stroma

Thylakoider


© Nucleus Forlag

Figur 26. En kloroplast fra en grønalge. Side 28 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

Figur 27. Den første eukarytote plantecelle dannes. Side 29 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Eukaryot celle optager en cyanobakterie

Den første fotosyntetiserendeeukaryote celle er skabt, stamform til alger og andre planteceller

Kerne Kerne

Mitokondrie Mitokondrie

Kloroplast


© Nucleus Forlag

Cellekerne

Mitokondrie

Golgi-apparat

Endoplasmatisk reticulum

Cellemembran

Cellevæg

Vakuole

Ribosomer

Vesikel

Figur 30. Et udsnit af en hyfe uden tværvægge. Side 31 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

Figur 31. En bakterie bliver optaget og fordøjet af en protozo (amøbe). Side 31 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Lysosomer

Cellekerne

Protozo (amøbe)

Bakterie

Fagocytose

Bakterie-vesikel

Lysosomer smelter sammen med bak- terievesikel

Bakterien fordøjes og det nedbrudte materiale frigives til cytoplasmaet


© Nucleus Forlag

Figur 35. Sammenligning af cellerne hos de forskellige grupper af mikroorganismer. Side 34 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

PROKARYOTER EUKARYOTER

Bakterier Arkæer Alger Svampe Protozoer

Kerne med membran ÷ ÷ + + +

Kromosomer et et to eller flere to eller flere to eller flere

Plasmider + + ÷ ÷ ÷Ribosomer små små større større større

Mitokondrier ÷ ÷ + + +Kloroplastre ÷ ÷ + ÷ ÷Klorofyl (+) ÷ + ÷ ÷

Cellemembran

med fosfolipider + anderledes + + +

Cellevæg + + + + ÷Evt. flageller + + + ÷ +Cellestørrelse ca. 0,002 mm ca. 0,002 mm 0,002 - 0,2 mm 0,002 - 0,2 mm 0,002 - 0,2 mm


© Nucleus Forlag

37. Generationstid for nogle udvalgte bakterier.

38-39. Eksponentiel vækst vist som graf og logaritmisk.

40. Et vækstforløb for en population af mikroorganismer.

43. Vækstkurver for tre fotosyntetiserende mikroorganismer.

44. Celledeling hos stavformet prokaryot.

46. Mitose i en dyrecelle.

47. Meiose i en dyrecelle.

49. Livscyklus hos grønalge.

50. Formering af en DNA-bakteriofag.



Mikroorganismers vækst og formering3


© Nucleus Forlag

Figur 37. Generationstid for nogle menneskerelaterede bakterier under optimale vækstbetingelser. Side 36 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Art Beskrivelse Generationstid

Escherichia coli Harmløs stavformet bakterie der lever i tarmene på men- 20 min. nesket og andre pattedyr. Bruges som testorganisme for at undersøge om føde, vand eller jord er inficeret med afføring fra mennesker eller andre pattedyr.

Staphylococcus Kugleformet bakterie der normalt er harmløs og lever i 30 min.aureus næse og svælg på mennesker og andre pattedyr. Hos nogle individer forårsager den dog voldsomme infektioner som kan være svære at behandle. Kan også findes i tilberedt mad der ikke har været opbevaret på køl. Her producerer den giftstoffer som giver opkastning og diarré.

Mycobacterium Stavformet bakterie der forårsager tuberkulose hos men- 13 timer og 20 min.tuberculosis nesket. Den smitter gennem luften og inficerer lungerne. På grund af den lange generationstid er det kun per- soner, der i forvejen er svækkede, der er modtagelige.


© Nucleus Forlag

Figur 38-39. Graf over eksponentiel vækst og afbildet på en logaritmisk skala. Side 37 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

900080007000600050004000300020001000

0

Antal generationer0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ant

al c

elle

r

10000

1000

100

10

0

Antal generationer0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ant

al c

elle

r


© Nucleus Forlag

Figur 40. Et vækstforløb for en population af mikroorganismer. Side 38 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Start Tid Slut

Ant

al c

elle

r (lo

garit

mis

k sk

ala)

1.

2.

3. 4.


© Nucleus Forlag

Figur 43. Vækstkurver for tre fotosyntetiserende mikroorganismer. Side 40 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

50

40

30

20

10

0J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D

år 2000 år 2001 år 2002

CyanobakterieGrønalgeRekylalge

mm

3 /L


© Nucleus Forlag

Figur 44. Celledeling hos stavformet prokaryot.Side 41 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Kromosomet bli-ver replikeret, mens cellen øger sin længde fra længdeaksens midte.

To datterceller med identiske DNA-molekyler.

DNACellemembran og cellevæg

Cellen begynder sin deling ved indvækst af celle-membran og cellevæg.


© Nucleus Forlag

Figur 46. Mitose i en dyrecelle.Side 43 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

f INTERFASE Kromosomerne bliver igen usynlige. De to datterceller er nu klar til at fordoble deres kromosomer og evt. fortsætte med en ny mitose.

a INTERFASE Her er cellen endnu ikke i deling, og kromosomerne er ikke synlige.

b PROFASE Cellens fire kromosomer er blevet fordoblede. De er nu synlige fordi DNA har trukket sig sam-men. Hver kromo-somhalvdel kalder man et kromatid. Det sted kroma-tiderne hænger sammen, kalder man et centromer.

c METAFASE De fordoblede kromosomer lægger sig i cel-lens midterplan.

d ANAFASE Kromatiderne i et fordoblet kromo-som bliver adskilt ved at tentråde, som er tråde der er fastgjort i strukturer der hedder centrioler, trækker dem til hver sin halvdel af cellen.

e TELOFASE Cellen deler sig ved indsnøring på midten.

Centrioler Tentråde

Centromer

Kromatider

Et fordoblet kromosom


© Nucleus Forlag

Figur 47. Meiose i en dyrecelle.Side 44 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

f ANAFASE II De to kroma-tider i hvert kromosom bliver adskilt.

a INTERFASE

b PROFASE I Cellens fire fordoblede kromosomer lægger sig sammen parvis og udveksler DNA ved overkrydsning.

c METAFASE I Kromosomerne lægger sig stadig parvis i cellens midterplan.

d ANAFASE I Kromosomerne fra hvert par bliver adskilt.

e METAFASE II To celler er dannet. Hver celle inde-holder to fordoblede rekombinerede kromosomer fra hver sit par. Disse lægger sig i cellens midterplan.

g TELOFASE II De to celler har delt sig. Resultatet af meiosen er fire nye haploide celler med det halve kromo-somantal af den oprinde-lige diploide celles.


© Nucleus Forlag

Figur 49. Livscyklus hos grønalge af slægten Chlamydomonas.Side 46 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Ukønnet formering

Kønnet formering

- (n)

- (n)

+ (n)

+ (n)

+ (n)

+ (n)

- (n)

- (n)

- (n)- (n)

Mitose

Meiose Befrugtning

Spore (2n)

Zygote (2n)

1. Flagelbærende haploide celler svømmer omkring og deler sig ved mitoser

2. Haploide celler af modsatte parringstyper

3. De haploide celler smelter sammen og danner en zygote der er diploid

4. Zygoten kan om- dannes til en spore

5. Sporen deler sig ved meiose

6. Resultatet er fire nye flagelbærende haploide celler


© Nucleus Forlag

Figur 50. Formering af en DNA-bakteriofag.Side 47 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

9. Bakteriecellen deler sig, og kromosomer med integreret virus-DNA bliver delt. Dette kan ske mange gange.

8. Det kan ske at virus- DNA indgår i en hvilende cyklus hvor det bliver integreret i værtscellens DNA uden at påvirke værten.

7. De nye bakteriofager bliver frigivet og er klar til at inficere nye bakterieceller.

6. Nye bakteriofager bliver samlet og får bakteriecellen til at sprænge.

5. Virus-DNA overtager værts- cellens stofskifte og producerer det protein bakteriofagen skal bruge til at danne sin kappe.

4. Nyt virus- DNA bliver dannet ud fra bygge- stenene (nukleo- tiderne) i bakteriens nedbrudte DNA.

3. Bakteriens DNA bliver nedbrudt af enzymer der er dannet ud fra virus-DNA.

2. Virus-DNA trænger ind i bakteriecellen.

1. Bakteriofagen binder sig til bakterien.

10. Det kan ske at virus- DNA bliver adskilt fra værts- cellens DNA og igen indgår i en aktiv cyklus som vist øverst på figuren.

Bakterie-kromosom

Virus-DNA

Aktivcyklus

Hvilendecyklus


© Nucleus Forlag

53. Lagdeling af havvand i danske farvande.

55. Stofomsætning i havbunden.

56. Koncentration af respirationsmidler ned gennem havbunden.

58. Udvikling af iltsvind.

59. Fødekæder i havet.

60. Fødekæder i den frie vandmasse.

62. Energistrøm og stofkredsløb i et økosystem.

63. Jordens kulstofpuljer.

64. Kulstofs kredsløb.

65. Kvælstofs kredsløb.

67. Fosfors kredsløb.



Mikroorganismer og økologi4


© Nucleus Forlag

Figur 53. Lagdeling af havvand i danske farvande.Side 51 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

SKAGERRAK KATTEGAT BÆLTHAVET ØSTERSØEN

Tungt saltvandSpringlag

Overfladelag

Bundlag

Havbund

Let brakvand


© Nucleus Forlag

Figur 55. Stofomsætning i havbunden ved brug af forskellige respirationsmidler.Side 53 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Proces Energi

IltrespirationCH2O + O2 H2O + CO2

DenitrifikationCH2O + NO3

- N2 + CO2

ManganreduktionCH2O + Mn4+ Mn2+ + CO2

JernreduktionCH2O + Fe3+ Fe2+ + CO2

SulfatreduktionCH2O + SO4

2- H2S + CO2

MetanproduktionCH2O + CH2O CH4 + CO2

Dyb

de i

havb

und


© Nucleus Forlag

Figur 56. Den relative koncentration af de forskellige respriationsmidler ned gennem havbunden.Side 53 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Dyb

de i

havb

und

(cm

)

Koncentration KoncentrationLav Høj Lav Høj

Metan-produktion

0

100

200

300

0

1

2

3

4

5

FeOOH

FeOOHSO4

2-

SO42-

O2NO3

-

MnO2


© Nucleus Forlag

Figur 58. Udvikling af iltsvind.Side 55 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

a Normal tilstand b Iltsvind c Alvorligt iltsvind d Total iltmangel på bunden

Springlag

Aerob zone

Anaerob zone

[O2] > 4 mg/L

[O2] > 4 mg/L [O2] > 4 mg/L [O2] > 4 mg/L

4 mg/L > [O2] > 2 mg/L 2 mg/L > [O2] [O2] = 0 mg/L

[O2] > 4 mg/L

Liglagen

H2S

H2S

+ Ilt

SO42- H2S

(Sulfat) (Svovlbrinte)


© Nucleus Forlag

Figur 59. Fødekæder i havet.Side 56 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.Fotos: Per Schriver og Nordsømuseet.© Nucleus Forlag.

Lysenergi Græsningsfødekæde

Nedbryderfødekæde ved bunden

1. led 2. led 3. led 4. led

1. led 2. led 3. led

Dødt organisk materiale


© Nucleus Forlag

Figur 60. Fødekæder i den frie vandmasse.Side 57 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.Fotos: Per Schriver og Nordsømuseet.© Nucleus Forlag.

Lysenergi

Virus

Virus

Græsningsfødekæde

Nedbryderfødekæde i vandmassen



Opløst organisk materiale


© Nucleus Forlag

Figur 62. Energistrøm og stofkredsløb i et økosystem.Side 59 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Økosystem

Nærings-salte

VandH2O

KuldioxidCO2

Primær-producenter

Dyr

Nedbrydere

IltO2

Energiens hovedveje Grundstoffernes hovedveje

Solenergi Varmestråling


© Nucleus Forlag

Figur 63. Jordens kulstofpuljer.Side 60 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Kulstofforbindelse Mængde af kulstof i kg x 1012

AtmosfæreCO

2 725

CH4 3

LandCH

2O i levende organismer (primært planter) 560

CH2O i dødt organisk materiale 1.730

HavCH

2O i levende organismer 7

CH2O i dødt organisk materiale 1.030

CO2, HCO

3

-, CO3

2- 38.000

Bjerge, havbund m.m.Kridt (CaCO

3), kul og olie 72.500.000


© Nucleus Forlag

Figur 64. Kulstofs kredsløb.Side 61 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Deponering

Deponering

Højere planter, alger, visse bakterier og arkæer

Dyr, planter, svampe og alle aerobe mikro-organismerBakterier og

arkæer

CH4 CO2

CH2O

CH2O

Forbrænding af kul, olie, naturgas, affald og skov

AEROB

Arkæer

Anaerobe bakterier og arkæer

Gærsvampe, anaerobe bakterier og arkæer

Metan respiration

Kemosyntese

Anae

rob

foto

-og

kem

osyn

teAe

rob

foto

-og

kem

osyn

tese

Anaerobrespiration

+gæ

ringAerob

respiration

Fødekæde

FødekædeANAEROB

Metan

gæring


© Nucleus Forlag

Figur 65. Kvælstofs kredsløb.Side 63 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Deponering

Deponering

Højere planter, alger, svampe, visse bakterier og arkæer

Højere planter, alger, svampe,visse bakterier og arkæer

Alle levende organismer. Evt. med hjælp fra mikroorganismer

NO3- NH4

+/ NH3

Org-N

Org-N

AEROB



Assim

ilatio

n

Nitr

ogen

fikse

ring

Nitr

ogen

fikse

ring

Assimilation

Amm

onifikation

Fødekæde

FødekædeANAEROB

NO2-

NO2-

N2O

N2

N2A

ssimilation

Am

mon

ifika

tion

Denitrifikation

Nitrifikation

Grundvand

Kunst- gødning

Sur regn

Nitrobacter-bakterier

Nitrosomonas-bakterier

Clostridium-bakterier

Rhizobium-og cyano-bakterier

Anaerobe bakterierfx pseudo-monas-bakterier

Sur regnForbrændingaf affald, kulog olie

Kunstgødning


© Nucleus Forlag

Figur 67. Fosfors kredsløb.Side 65 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Deponering

Deponering

Alle levendeorganismer

Højere planter, alger, svampe, bakterier og arkæer

Org-P

PO43-

Assi

mila

tion Respiration

Fødekæde

Kunstgødning


© Nucleus Forlag

69. Menneskekroppen og nogle naturligt forekommende mikroorganismer.

70. Tværsnit af hud.

72. Tværsnit af tyndtarm.

73. Skematisk fremstilling af IgA.

74. Klipning af antistof.

76. Makrofag der optager og fordøjer bakterie.

77. T-lymfocyt binder sig til et vævstype-antigen-kompleks.

78. B-lymfocyt binder sig vha. antistof til antigenet på en bakterie.

79. B-lymfocytterne stimuleres til deling af de aktiverede T-lymfocytter.

80. Virusinficeret celle der genkendes af T-dræber-lymfocyt.

83. Antibiotikas virkemåde og eksempler på antibiotika.

86. Konjugation.

87. Transformation.

88. Transduktion.



Mikroorganismer og menneskets sundhed5


© Nucleus Forlag

Figur 69. Menneskekroppen og et udpluk af naturligt forekommende mikroorganismer. Side 68 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Mund Fx streptokokker,Candida albicans (svamp)

Næse, svælg og strubeFx stafylokokker,streptokokker,Nesseria sp.

UrinrørFx kolibakterier,mælkesyrebakterier

SkedeIsær mælkesyre-bakterier

MavesækFå mælkesyre-bakterier

HudFx stafylokokker,Bacillus sp.

Tyktarm400 forskelligearter, fx mælke-syrebakterier, kolibakterier, streptokokker,Candida albicans(svamp)

TyndtarmFx mælkesyre-bakterier,kolibakterier


© Nucleus Forlag

Figur 70. Tværsnit af hud. Side 69 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

OverhudSanseorgan(nerveende)

Åbninger af sved-kirtler (hudporer)

Svedkirtel

Underhud

Læderhud

Vene

Arterie

Hårsæk

Hår

Talgkirtel

Kapillær


© Nucleus Forlag

Figur 72. Tværsnit af tyndtarm vist med udsnitsforstørrelser. Side 70 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

a b c d

Tyndtarm

Blodkar Bindevæv

To lag af muskler

Tarmvillus (tarmtot)

MuskellagBasalmembran

Bindevæv med blodkar

MikrovilliEpitelcellerSlimcelle

Epitelcelle


© Nucleus Forlag

Figur 73. Skematisk fremstilling af IgA. Side 73 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Bindings-sted

Kort kæde

Lang kæde

Svovlbroer(binding mellem to svovl-grupper)


© Nucleus Forlag

Figur 74. Klipning af antistof. Side 73 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Antigen Bakterie

Antistof IgA


© Nucleus Forlag

Figur 76. Makrofag der optager og fordøjer bakterie.Side 74 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Antigen

Bakterie

Makrofag LysosomUdstillet antigen

Vævstype-molekyle

Vævstype-molekyler Cellekerne


© Nucleus Forlag

Figur 77. T-lymfocyt binder sig til et vævstype-antigen-kompleks på en markrofag og deler sig.Side 75 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Antigen

Receptor

T-lymfocyt

Makrofag

Mitose

Mange mitoser

Mange mitoser

Vævstypemolekyle

Cellekerne

Cellekerne


© Nucleus Forlag

Figur 78. B-lymfocyt binder sig vha. antistof til antigenet på en bakterie.Side 75 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Antigen

Antistof

Lysosom

Udstillede antigenerB-lymfocyt

BakterieVævstype-molekyler

Cellekerne


© Nucleus Forlag

Figur 79. B-lymfocytterne stimuleres til deling af de aktiverede T-lymfocytter.Side 76 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

AntigenReceptor

Vævstype-molekyle

B-lymfocytAktiveretT-lymfocyt

Mange mitoser

Mange mitoser

Mitose

Specifikkeantistoffer

Cellekerne


© Nucleus Forlag

Figur 80. Virusinficeret celle der genkendes af T-dræber-lymfocyt.Side 76 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Virusantigen

Virus

Receptor

Vævstype-molekyle

Celle der er inficeret med virus

T-dræber-lymfocyt

Cellegift

Cellekerne Cellekerne


© Nucleus Forlag

Figur 83. Antibiotikas virkemåde og eksempler på antibiotika.Side 78 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Virkemåde Eksempel på antibiotikum

Hæmning af cellevægsdannelse Penicillin, vancomycin

Hæmning af proteinsyntese Erytromycin, fusidin, tetracyklin

Cellemembranens funktion ødelægges Polymyxin

Hæmning af DNA- eller RNA-dannelse Quinolon, rifampicin, sulfonamid


© Nucleus Forlag

Figur 86. Konjugation.Side 81 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Den ene af plasmidets DNA-strenge overføres fra bakterie 1 til bakterie 2

Hver celle inde-holder nu et enkeltstrengetDNA-plasmid

Både donorbakterien og modtager- bakterien danner den komplementære DNA-streng i plasmidet

Bakterierne adskilles igen

Bakterie 1 Bakterie 2

BakteriekromosomPlasmid

Konjugation


© Nucleus Forlag

Figur 87. Transformation.Side 82 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Bakterien er nu transformeret, det vil sige omdannet, til en resistent bakterie

Bakterie-kromosom

Plasmid med resistensgen

Transformation


© Nucleus Forlag

Figur 88. Transduktion.Side 82 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Virus-DNA erblevet overførttil bakterie

Virus-DNA erblevet integre-ret i bakteriensDNA

Bakterie-kromosom

Bakteriofag (virus)

Transduktion

91. En svanehalset glaskolbe.

94. Sterilbænk til arbejdet med særligt farlige mikroorganismer.

99. Princippet i gensplejsning.


© Nucleus Forlag



Mikrobiologiske arbejdsmetoder6


© Nucleus Forlag

Figur 91. En svanehalset glaskolbe.Side 86 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.


© Nucleus Forlag

Figur 94. Sterilbænk til arbejdet med særligt farlige mikroorganismer.Side 90 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

HEPA-filter

Ren luftForurenet luft

HEPA-filter tilindsugning

Handsker

Vindue

Forfilter

Trykindikator


© Nucleus Forlag

Figur 99. Princippet i gensplejsning.Side 93 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Plasmid

DNAGen

Restriktionsenzym

Restriktionsenzym

Det ønskede gen

Opklippet plasmid

DNA-ligase

Plasmid medindsplejset gen

101. Tabel over typiske kommercielle produkter fremstillet vha. mikroorganismer.

103. Oversigt over processerne i ølbrygning.

108. Livscyklus for gærceller af slægten Saccharomyces.

109. Industrielt producerede enzymers anvendelse.

110. Hydrolyse.

111. Stor-skala-produktion af enzym.

112. En ionbyttersøjle.

113. Fremstilling af en række produkter ud fra mælk.


© Nucleus Forlag



Industriel udnyttelse af mikroorganismer7


© Nucleus Forlag

Figur 101. Tabel over nogle typiske kommercielle produkter fremstillet vha. mikroorganismer.Side 96 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Drikkevarer Øl Vin WhiskyFødevarer Smør, ost og surmælksprodukter Bagegær Pickles, oliven, sauerkraut og sojasauceSmagsstoffer og kosttilskud Eddike VitaminerOrganiske syrer CitronsyreEnzymer Vaskepulver TandpastaHæmmende stoffer AntibiotikaMedicin o.l. produceret af transgene mikroorganismer Insulin Humant væksthormon Vacciner Blodprotein


© Nucleus Forlag

Figur 103. Oversigt over processerne i ølbrygning.Kilde: Carlsberg Research Centre.Side 97 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Udblødning

Filtrering

Mæskning

Spiring

Tørring

Malning

Kogning

Gæring

Afkøling

Modning

Tapning

MALTBYG

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m


© Nucleus Forlag

Figur 108. Livscyklus for gærceller af slægten Saccharomyces.Kilde: Carlsberg Research Centre.Side 101 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Parring og zygotedannelse

Haploide celler Haploide celler

Spiring Spiring

Diploide celler

Meiose og sporedannelse

Frugtlegemer med fire haploide sporer i hver

Parringstype a

Parringstype �

1 1

2

3

4

�a/�a

Mitose Mitose Mitose

M itose M itose M itose


© Nucleus Forlag

Figur 109. Industrielt producerede enzymers anvendelse.Kilde: Novozymes.Side 101 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

. Til vaskepulver (vask ved lave temperaturer). Til tandpasta (modvirkning af plakdannelse). Til ’stonewashing’ af cowboybukser. Til klaring af frugtjuice. Til brødbagning (bedre hævning). Til at give bomuldstøj silkelook. Til fremstilling af sukkersirup ud fra kartoffel- eller majsstivelse. Til blødgøring af læder


© Nucleus Forlag

Figur 110. Hydrolyse.Side 102 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Proteinsyntese

Mikroorganisme

Hydrolyse

Stivelse Protein Glukose Aminosyrer

Optagelse af små molekyler

ekto

enzy

mer

Uds

kille

lse

af


© Nucleus Forlag

Figur 111. Stor-skala-produktion af enzym.Side 103 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Lille fermen-

teringstank

Stor fermen-

teringstank

Skumdæmpning

Startkolbe

Udtagning

Næringsstoffer indLuft ud

Kølerør

Luft ind


© Nucleus Forlag

Figur 112. En ionbyttersøjle.Side 103 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Enzymkoncentratog udvasknings-opløsning

Slange

Væskestand

Glas- ellerplexiglasrør

Ionbytter-materiale

Slange medklemhane

Opsamling i fraktioner

Figur 113. Fremstilling af en række produkter ud fra mælk.Side 105 i bogen.Mikroskopisk livBiologi med fokus på mikroorganismerTegning: Erik Hjørne.© Nucleus Forlag.

Rå mælk

Høj-pasteuri-

sering

Lav-pasteuri-

sering

Tank

Kærning

Ostning

Centri-fugering

Skummetmælk

Fløde

Smør

Kærnemælk

Sødmælk

Letmælk

Ost

Valle

Surmælks-produkter

*

*

*

*


© Nucleus Forlag

Documents

MIKROSKOPISK LIV - Nucleus · Figur 5. Skitse af den generelle opbygning af en celle. Side 11 i bogen. Mikroskopisk liv Biologi med fokus på mikroorganismer Tegning: Erik Hjørne