Römi


P. G.
Diese Lernkarten bieten einen grundlegenden Einblick in biologische und chemische Prozesse, insbesondere in Bezug auf Reaktoren, Mikroorganismen und Stoffwechselvorgänge. Sie behandeln Themen wie die Konzentration von Sauerstoff (O2) und anderen Stoffen, die Auswirkungen von Temperatur und Zeit auf biochemische Reaktionen, sowie die Funktionsweise verschiedener Reaktortypen und deren Anwendungen. Diese Karteikarten sind ideal für Schüler, die ein besseres Verständnis der Grundlagen der Biologie und Chemie erlangen möchten, insbesondere in Bezug auf biotechnologische Prozesse und Umwelttechnik.
Cartes-fiches
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Langue
Allemand
Catégorie
Biologie
Créé / Mis à jour
03.03.2015 / 04.03.2015

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Sie wollen eine alkaphilen Organismus bei pH 9,5 wachsen lassen. Wie beurteilen Sie die Eignung von NH4+-Salzen als N-Quelle

weniger geeignet, da NH4+ + OH- --> H2O + NH3 (g) also flchtig

Ein Mikroorganismus wchst im T-Bereich von 20 - 60 øC . Wie verndert sich die Verdoppelungsgeschwindigkeit etwa, wenn die Temperatur von 32øC auf 42øC angehoben wird?

Die Verdoppelungsgeschwindigkeit (Wachstumsrate) verdoppelt sich

Was versteht man KS-Wert?

KS ist die Membrankonstante fr die Durchlssigkeit oder die Sttigungskonstante [g/l] oder die Konstante fr den Sauerstoffbergang

Stellen Sie den zeitlichen Verlauf der Konzentration von Produkt und Edukt in einem kontinuierlich betriebenen Reaktor dar.

frage 44: rot =Edukt;blau = Produkt

Erlutern Sie den Begriff "Pasteurisieren". (Durchfhrung und was wird erreicht)

Das Verfahren nach dem Erfinder Paseteur benannt, besteht in der Kurzzeitigen Erhitzung von z.B. Lebensmitteln, um die darin enthaltenen Keime und Mikroorganismen abzutten und die Ware somit lnger vor dem natrlichen Abbau zu schtzen.

Fr welche Aufgaben wrden Sie einen Propellerrhrer zur Durchmischung und Belftung eines Reaktors nutzen?

Fr Druchmnischungsaufgaben, z.B. anaerobe Prozesse z.B. in der Lebensmittelindustrie zum Temperaturausgelich

Nennen Sie drei charakteristische Unterschiede zwischen Bio- und Chemiereaktoren

groáe/geringe Unterschiede bei Temperatur, Druck, Konzentration, RZB

Wie hoch ist die prozentuale Energieausbeute beim Stoffabbau, erlutern Sie am Beispiel von Glucose auch die Auswirkungen in der Praxis

Prinzip: Katabolismus (Energiestoffwechsel) unter den chemotrophen Prozessen C6H12O6+6O2 -> 6CO2+6H2O Aerob: Energieausbeute:ca66,6% ; Anaerobca 23-45%

Organismen können aufgrund ihres Stoffwechsels in verschiedene Typen eingeteilt werden, die die Art des Stoffwechsels beschreiben. Was versteht man unter einem Organismus der chemolithoautotroph ist. Nennen Sie ein Beispiel

Chemo --> Energiequelle (chemische Stoffe), litho --> Reduktionmittel (anorganische Verbindung), auto --> C-Quelle (anorganische Verbindung) Bsp.: Nitrifikanten.

Erlutern Sie die Auswirkungen von saurem Regen auf die Bodenfruchtbarkeit, erlutern Sie auch die den Mechanismus der Schdigung des Waldes.

pH-Wert sinkt -> Mineralienfreisetzung ( K+, Ca2+, PO43-) im Boden (gebunden) z.B. CaCO3 -> Erhhung der Bodenfruchtbarkeit  -> Wachstum verstärkt -> erhöhter Mineralienbedarf. Da Mineralien gut wasserlöslich leicht ausgewaschen durch Regen  -> langfr. Verarmung des Bodens bei erhöhtem Mineralienbedarf. -> Nährstoffmangel -> Stoffwechsel und Chlorophyllsynthese werden beeintrchtigt ->Schdigung Blattentwicklung ->Mangelerkrankungen

In welchem ph-Bereich wird NO2- bzw. NH4+ als N-Quelle eingesetzt mit Begrndung.

Im neutralen bis leicht alkalischen Bereich, in diesem Bereich arbeiten nämlich nur die Nitrifikanten, welche diese Verbindung als N-Quelle nutzen.

Was versteht man unter Minimarta-Krankheit? Beschreiben Sie durch was sie ausgelöst wurde.

Quecksilbervergiftung. Durch Einleitung von CH3HgCl ins Abwasser. Einlagerung von Hg in --> Algen --> Fische --> Menschen. Chemiewerk leitet Quecksilberhaltiges Abwasser ins Meer. Dieses wird Lipophil und lagert sich im Gewebe (Fettgewebe) an und gelangt in die Nahrungskette: Folgen Seh-& Gleichgewichtsstrungen, Nieren- und Leberschden, Missbildungen und kann bis zum Tod fhren.

Welche Folgen kann es haben, wenn groáe Mengen HgCl2 in einen Bereich des Meeres gelangen in dem Fischfang betrieben wird! Begrndung.

Einlagerung von Hg in --> Algen --> Fische --> Menschen. Das lipophile gewordene Quecksilber lagert sich im Gewebe (Fettgewebe) an und gelangt in die Nahrungskette: Folgen Seh-& Gleichgewichtsstrungen, Nieren- und Leberschden, Missbildungen und kann bis zum Tod fhren.

Vor der Untersuchung einer Wasserprobe filtern Sie ber einen 100µm Filter um Feststoffe zu entfernen. Wie wirkt sich dieser Vorbehandlung auf den Gehalt an Bakterien aus? Begrndung

Bakteriengráe 0,5-3µm, deswegen gehen sie durch den Filter durch, es hat keine Auswirkungen auf deren Gehalt in der Wasserprobe

Welcher Porendurchmesser ist fr die Sterilfiltration einer Flssigkeit geeignet? 0,01µm, 0,2µm, 10µm? Begründung

Bakterien habe eine Größe von 0,5-3µm, deswegen würden sie durch den 10µm durch gehen, aber durch die anderen beiden nicht. Es ist aber der 0,2µm Filter zu wählen, weil bei dem 0,01µm der Energieaufwand zu hoch ist.

Die Trinkwasserverordnung gibt einen Hchstwert fr Nitrat an, warum? Nennen Sie den Nachteil der Wirkung von NO3ð (wirksame Verbindung, Produkte, Folgen, Mechanismen, wer ist warum betroffen)

Trinkwassergrenzwert 50mg/l Erwachsene (Säuglinge 10mg/l). NO3- ist ungiftig kann aber umgewandelt werden in NO2- (toxisch, cancerogen). Umwandlung findet im Suglingsdarm statt? Methmoglobinmie. NO2- oxidiert das Fe2+ zu Fe3+ vom Hmoglobin, dieses wird zu Methmoglobin (transportiert kein O2 mehr) ? Sugling erstickt von innen. Produkte: Nitrosomasverbindungen (Nitrosamine)

Direkt nach dem erworbenen Abschluss zum Dipl-Ing bekommen Sie ein Stellenangebot als Leiter eines mikrobiologischen Labors in der Umweltbiologie angeboten, drfen Sie die Stelle annehmen? Welche Vorraussetzungen mssen Sie erfllen? Nennen Sie entsprechende Gesetze

Rechtlicher Hintergrund: Infektionsschutzgesetz IfSG: Umgang mit Mikroorganismen ist genehmigungsbedrftig: Zuverlssigkeit (Fhrungszeugnis), Fachqualifikation (Ausbildung, Studium, 3 Jahre Berufspraxis) bauliche Vorraussetzung( an die Einrichtung)

Nenne Sie zwei biogene Methanquellen

Reisanbau, Pansen der Wiederkuer, Smpfe und Moore , Insekten,

Welche Auswirkungen haben Verunreinigungen im Rohmaterial fr die Kompostherstellung

Hemmung des Abbauprozesses, Emissionen ( der Abluft), Umwandlung zu toxischen Produkten (Dioxin), Verschlechterung der Produktqualitt

Wie beurteilen und benoten Sie die Aussage, dass bei der Abfallkompostierung biologische Dioxine entstehen

Durch Verunreinigungen bilden sich toxische Produkte wie Dioxine. Verunreinigung mssen vorher entfernt werden. Vorherrschende Bedingungen fr Dioxin Bildung (Chlorpheale + hohe Temperaturen >85øC).

Zellen sind in der Lage, gegen den Konzentrationsgradienten Aufzunehmen. Wie ist das mglich und nennt man diesen Transportmechanismus

Durch die Bindung des Stoffes an ein Transport-Protein (carrier) und Energieaufwendung ist ein ?Bergauf-Transport? mglich diese Form des Transports wird aktiver Mechanismus genannt

Bei Untersuchungen von Oberflchenwasser auf Mikroorganismen werden Plankton-Netze eingesetzt, warum benutzt man solche Netze? Sind die Effekte auch anders zu erzielen. Kann mittels einen Becherglas gezogene Probe direkt untersucht werden

Um eine konzentrierte Probe ziehen zu knne, aus verschiedenen Tiefen, mglichst viele Arten in einer Probe zu haben. Becherglas: Nein muss erst absetzen um gengend Arten zu finden --> Zentrifuge, Umkehrosmose

Sie bestimmen experimentell die mittlere Verweilzeit von Teilchen in einem Reaktor. Beschreiben Sie prinzipielles Vorgehen nach der Verdrngungsmethode. Wie erfolgt die Auswertung? Was fr ein Kurvenverlauf erwarten Sie bei einem Reaktor mit Pfropfstromcharakteristik

Verdrngungsmethode: Ein Tracer wird ber einen langen Zeitraum dem Zulauf konstant zugefhrt.? Ursprungsreaktorinhalt wird verndert, Messung im Auslauf

Wie lange dauert es bis der gelste Sauerstoff in einem Reaktor, in dem Hefe kultiviert wird, nach Ausfall der Belftung vollstndig verbraucht ist? Gehen Sie von der Annahme eines konstanten O2-Bedarf: 60 ml/(g*h), O2-Lslichkeit: 4ml/l, Biomasse: 10g/l Reaktorvolumen 7,45l.

Reaktorvolumen 7,45l *4ml/l O2-Lslichkeit= 29,8ml Gesamt O2, Gesamtbiomasse 7,45l * 10g/l Biomasse = 74,5g ? (29,8ml*3600s)/[60ml/(g*h)*74,5g]=24s

Welche Folgen hat der Ausfall des Belfters eines Bioreaktors, nennen Sie die Folgen des O2-Mangels sowie die genaue Folgen wenn der niedrigste O2-Wert bei 1,5mg/l lag

Verluste bei der Ausbeute, bis zum Absterben der Organismen und es knnen andere Organismen entstehen. Bei Abwasser ist die 1,5mg/l der niedrigste O2-Wert (1,5- 3,0mg/l) normal Bereich. Unter 15mg/l eingeschrnkte Organismenfunktion z. T. anaerob.

Wie beeinflusst die Temperatur die Lslichkeit von O2 in wssrigen Lsungen?

Temperatur rauf --> O2 Löslichkeit runter

Was bedeutet die kritische O2-Konzentration ckrit?

ckrit = mindest Menge an O2 in Wasser

Wie bewerten Sie den Vorschlag, den O2-bergang in einem Reaktor durch Zugabe von Detergentien zu vergráern?

Durch die Zugabe werden die Grenzflchen vergráert, aufgrund von kleineren Luftblasen ? ein gráerer bergang, aber die Zugabe kann fr manche Bioprozesse toxisch wirken und eine hhere unerwnscht Schaumbildung, welche den mechanischen Widerstander erhht.

Unterhalb welcher O2-Konzentration werden biologische aerobe Vorgnge beeintrchtigt (ckrit)?

0,1-1mg O2/l

Beschreiben Sie das genau ( mit Funktionsprinzip) einen Mammutschlaufenreaktor

Durch die einseitige Belftung entsteht eine Wasserbewegung / Wasserwalze um das Leitblech, ?unter Sog, oben Druck? durch Dichteunterschied ? Wasserbewegung

Nennen Sie je 2 Eigenschaften, die ein Gas bzw. die zu entfernenden Inhaltstoffe aufweisen mssen, damit im Biofilter eine Reinigung erfolgen kann.

Kein FeH und keine Partikel in dem Gas, Schadstoffe mssen wasserlslich sein, keine Giftstoffe enthalten, Schadstoffe mssen biologisch abbaubar sein. ( Temperatur Feuchtigkeit)

Nennen Sie je 2 Vor- und Nachteile der biologischen Bodensanierung.

Vorteile: Preis ( gnstig), Schadstoffzerstrung (aus chemischer Reinigung: Venylchlorid) Nachteile: Dauer (ber Jahre), eingeschrnkte Einsatzbereiche, ex-situ (hoher Flchenbedarf)

Vergleichen Sie die Bilanz von aeroben und anaeroben Abbauvorgngen im Wasser

Aerob: Glucose = Katabolismus / Anabolismus = 50/50% ?CO2+H2O( Energie) / Biomasse. Anaerob: Glucose = Katabolismus / Anabolismus= 95-98 / 2-5% ? CO2+ (reduziertes Produkt) C2H5OH / Biomasse

Warum wird fr die biologische Abwasserreinigung ein Nachklrbecken bentigt?

Rckhalt der Biomasse / sauberer Ablauf

Ist die Bildung von N2O in Klranlagen problematisch?

Nein, da es in die Atmosphre entweichen kann, N2O verbleibt etwa 150 Jahre in der Atmosphre. Seine Klimawirkung ist etwa 310 mal so hoch wie die von CO2 (bezogen auf 100 Jahre). Am Treibhauseffekt hat es aber lediglich einen Anteil von etwa 6%

Nennen Sie eine Bedingung, die ein Abwasser erfllen muss, damit eine biologische P-Entfernung mglich ist.

Anaerobe Bedingungen

Nennen Sie eine Zeigerpflanze fr Stickstoff

Kreuzkraut, Brennnessel

Ein Gewsser ist extrem eutrophiert . Welchen Einfluss hat dieser Zustand auf die Primrproduktion des Gewssers? Begrndung.

Die O2-Produktion wird verringert, hoher Nhrstoffgehalt? erhhte Biomassenproduktion ? vermehrtes Absterben von Organismen ? Absinken, Abbau der Biomasse, unter O2-Verbrauch ? O2Verbrauch ist hher als die Nachlieferung ? O2-Mangel ?anaerobe Prozesse, anaerobe Stoffwechselprodukte. ? Vergiftigung

Welche Organismen sind Zeiger fr die Versauerung von Gewssern?

Torfmoose

Was ist die durchschnittliche Bakteriengráe ( Gráenordung)

0,5-3æm

Étudier