Mikrobiologie

Von der Geschichte bis hin zum Einsatz in der Umwelt

Von der Geschichte bis hin zum Einsatz in der Umwelt


Manuel Schröder
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Mikrobiologie auf Universitätsniveau. Sie behandeln zentrale Themen wie Bakterien, ihre Struktur, Funktionen und ihre Rolle im Ökosystem, sowie Methoden zur Bekämpfung von Bakterien und anderen Mikroorganismen. Die Karteikarten sind ideal für Studierende der Biologie, die sich auf Prüfungen vorbereiten oder ihr Verständnis der mikrobiellen Welt vertiefen möchten.
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Langue
Allemand
Catégorie
Biologie
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
04.02.2014 / 25.08.2022

Flashcards

4-10. Nennen Sie die Strukturelemente der Zellhülle!

Doppellipidschicht, Membranproteine, Kohlenhydratseitenketten

4-9. Geben Sie ein Beispiel für eine von Exotoxinen hervorgerufene Krankheit und nennen

Sie einen Erreger!

Tetanus: Chlostridium tetani

4-8. Geben Sie ein Beispiel für eine von Endotoxinen hervorgerufene Krankheit und nennen

Sie einen Erreger!

Beispiele für Krankheiten, bei denen Endotoxine beteiligt sind:

Krankheit       Erreger

Meningitis       Escherichia coli

Thyphus          Salmonella thyphi

Endocarditis    Klebsiella pneumoniae

4-7. Was sind Endotoxine, wo treten sie auf?

  • werden bei der Zerstörung (Lyse) eines gramnegativen Bakteriums freigesetzt
  •  bestehen aus Lipopolysacchariden
  •  sind relativ hitzestabil
  •  können auch noch aus toten Bakterien-Zellen freigesetzt werden

• Verschiedene Endotoxine und die zugehörigen gramnegativen Bakterienstämme

unterscheiden sich in der Struktur ihrer O-Spezifischen Seitenketten.

• Das menschliche Immunsystem erkennt die Endotoxine anhand dieser Seitenketten,

aber schon eine kleine Veränderung der Struktur kann dazu führen, dass die Endotoxine

nicht mehr erkannt werden, also keine spezifische Abwehr mehr gegen den

entsprechenden Keim existiert.

4-6. Was sind Exotoxine?

  • Toxische Stoffwechselprodukte von Bakterien

4-5. Was ist ein Lipopolysaccharid (LPS) und welche Funktionen/Eigenschaften hat es?

  • Ein LPS ist ein aus Fettsäuren und Zuckerketten zusammengesetztes Molekül
  • Tritt nur bei gramnegativen Bakterien auf
  • Funktion: Variation der Oberflächenantigene (vor allem für pathogene Bakterien wichtig), Veräppelung des Immunsystems
  • Eigenschaften: hitzeresistent, kann als Endotoxin wirken

4-4. Wie ist eine Membran aufgebaut? Können Proteine in der Zellmembran eine Funktion

erfüllen, und wenn ja, welche?

Aufbau der Membran: Doppellipidschicht mit Membranproteinen

Funktion: gezielter Transport von Stoffen über die Zellmembran

4-2. Was ist die Gram-Färbung und wie wird sie durchgeführt?

  • Dient zur Unterscheidung von gram-positiven und gram-negativen Bakterien (siehe 4.13)
  • Verfahrensschritte:

            - färben mit Kristallviolett

            - Iodlösung benutzen

            - mit Alkohol entfärben

            - mit Safranin gegenfärben

à grampositiv:      violett

à gramnegativ:     rot

4-1. Was ist ‚Transport‘ über die Membran und welche Möglichkeiten gibt es hier?

Transport ist Austausch von chemischen Verbindungen der Zelle mit der Umgebung

Transportmöglichkeiten

  • Passive Diffusion                  
  • Erleichterte Diffusion
  • Aktiver Transport
  • Gruppentranslokation

3-18. Benennen Sie die Morphologien:

Stäbchen                    Streptokokken                Vibrionen                   Diplokokken                       Spirochäten

mit eckigen Enden

3-17. Sind Protozooen Prokaryonten?

Nein, Protozooen sind einzellige Eukaryonten.

3-16. Wie groß können Cyanobakterien werden?

Bis zu 50 µm, normalerweise um 20 µm

3-15. Wie verbreiten sich Antibiotikaresistenzen?

Aufgrund von Mutationen liegt bei einigen Bakterien Antibiotikaresitenz vor (Präadaption).

Nur diese Bakterien können sich vermehren, da die anderen durch das Antibiotikum getötet werden. So werden die resistenten Bakterien selektiert. Die resistenten Bakterien können die Resistenz durch Konjugation auf andere Bakterienzellen übertragen. So können auch harmlose resistente Bakterien die Resistenz auf pathogene Stämme übertragen.

Dieses Problem tritt vor allem bei übermäßigem Einsatz von Antibiotika auf.

3-14. Was bedeutet Konjugation zweier Bakterienzellen?

  • Austausch von genetischer Information zwischen Bakterienzellen

3-13. Welche Funktion haben Plasmide in Bakterien?

Von Plasmiden codierte Eigenschaften:

Fertilität

Abbauwege

Antibiotikaresistenzen

Plasmide sind zum Überleben der Zelle in einer normalen Umgebung nicht unbedingt erforderlich.

3-12. Wie ist die genetische Information in Prokaryonten, wie in Eukaryonten organisiert?

Prokaryonten:             DNA liegt in Form von nicht aufgewickelten ringförmigen Chromosomen vor

                                    Einfacher Chromosomensatz (haploid)

Eukaronyten:              DNA befindet sich im Zellkern

                                    DNA ist aufgewickelt

                                    Doppelter Chomosomensatz (diploid) (bei manchen Pflanzen auch 4-fach)

3-11. Ein Bakterium enthält mehrere Plasmide. Kann es den Verlust sämtlicher Plasmide

überleben?

Ja, alle lebenswichtigen Informationen befinden sich (meist) auf dem Bakterienchromosom.

3-10. Nennen Sie ein Beispiel für einen extremen Lebensraum und eine darin lebenden

Mikroorganismen-Spezies.

Pyrodictum occultum: lebt in unterseeischen Schwefelquellen

Kann Überdruck von 1 bar und Temperatur von mehr als 100 °C aushalten (Wachstum bei 110 °C und Tod bei mehr als 130 °C).

Bakterium lebt autotroph mit Wasserstoff und Schwefel und stellt Schwefelwasserstoff her.

3-9. In welchen natürlichen Lebensräumen gibt es Mikroorganismen, wie hoch sind die

Mikroorganismen-Konzentrationen in diesen Lebensräumen?

  • Boden:            hohe Artenvielfalt,      109 Bakterien pro g
  • Wasser:                                             10³– 106 Bakterien pro ml
  • Luft:                Kein Vermehrungsmedium, nur Transportmedium; 100 Keime pro m³
  • Extreme Lebensräume: Vulkankrater, unterseeische Schwefelquellen, etc.

3-8. Nennen Sie die wichtigsten Erscheinungsformen von Bakterien

Kokken, Stäbchen, gewundene Stäbchen

3-7. Nennen Sie die fünf Reiche der morphologischen Klassifizierung der Lebewesen.

Monera

Animalia

Fungi

Plantae

Protista

3-6. Nennen Sie die drei Domänen der phylogenetischen Klassifizierung der Lebewesen.

Bacteria, Archae und Eukarya

3-5. Nennen Sie fünf wichtige Strukturmerkmale von Eukaryonten.

  • Zellkern mit Nucleolus
  • Doppelter Chromosomensatz
  • Golgi-Apparat
  • Lysosomen
  • Endoplasmatisches Retikulum
  • Cytoskelett
  • Mitochondrien

3-4. Wie unterscheiden sich Hellfeld-, Dunkelfeld- und Phasenkontrastmikroskopie?

Hellfeld:                      Bakterien werden durchstrahlt, teilweise gefärbt

Phasenkontrast:         Phasenverschiebung aufgrund unterschiedlichem Brechungsindex wird ausgenutzt

Dunkelfeld:                 Licht wird seitlich auf Bakterium gelenkt

3-3. Was versteht man unter der phylogenetischen Klassifizierung?

  • Einteilung der Lebewesen nach genetischer Ähnlichkeit.
  • Drei Domänen: Bacteria, Archae und Eukarya
  • Ignoriert morphologische Gesichtspunkte

3-2. Welche Größe haben Bakterien, Pilze und Viren?

Bakterien:       meist 1- 5µm, große Bakterien bis zu 50µm

Viren:              20-300 nm

Pilze:               Hefen ~15µm, Durchmesser Pilzhyphen: ca. 5 µm

3-1. Wie macht man Bakterien sichtbar, wo liegen die Grenzen der jeweiligen Verfahren?

  • Lichtmikroskop

Grenzen: Linsenschliff, Wellenlänge des Lichts, Kontrast

Höchste Auflösung 200nm (Blaulicht) bzw. 500nm (Weißlicht)

  • Methoden zur Kontrastverstärkung beim Lichtmikroskop:

Hellfeld:                      Bakterien werden durchstrahlt, teilweise gefärbt

Phasenkontrast:         Phasenverschiebung aufgrund unterschiedlichem  Brechungsindex wird ausgenutzt

Dunkelfeld:                 Licht wird seitlich auf Bakterium gelenkt

  • Weitere Mikroskope:

                  Elektronenmikroskop             Auflösung 200pm

Rasterelektronenmikroskop 

Rastertunnelmikroskop          Auflösung   10pm

2-7. Wie konnte man vor der Entdeckung des Penicillins die Infektionskrankheiten wenigsten

teilweise an der Ausbreitung hindern?

  • Hygiene: Händewaschen, usw.

2-6. In einem Gewässer findet man den Schadstoff 2,3,4-Trichlortoluol in einer Konzentration

von 0,25 μg/Kg. In Goldorfen aus diesem Gewässer wurde eine Konzentration

des Schadstoffs von 75 μg/Kg gefunden. Wie hoch ist der BCF?

BCF = 75/0,25 = 300

2-5. An welchen Krankheiten starb man früher am häufigsten, woran stirbt man heute?

Nenne je drei Beispiele.

Früher: Infektionskrankheiten:          - Pest

                                                           - Cholera                                                                                                                               - Thyphus      

 

Heute: - Krebs

            - Herz- Kreislauferkrankungen

            - Herzinfarkt

2-4. Warum spielen Infektionskrankheiten, die durch Bakterien hervorgerufen werden,

heutzutage zumindest in den Industrienationen keine Rolle mehr?

  • Bekämpfung durch Antibiotika
  • Gute hygienische Verhältnisse
  • Impfungen

2-3. Worin bestand die Minamata-Katastrophe?

1953 starben viele Menschen in Japan in der Nähe von Minamata an einer Methylquecksilbervergiftung. Ein Chemieunternehmen hatte quecksilberhaltige Abwässer ungeklärt in Flüsse und das Meer geleitet. Dieses Quecksilber wurde von Mikroorganismen zum hochgif

2-2. Nennen Sie die Kochschen Postulate.

Isolierbarkeit

Kultivierbarkeit

Übertragbarkeit

Wiederisolierbarkeit

2-1. Welche bahnbrechenden Entdeckungen machte Robert Koch?

Widerlegung der Urzeugungstheorie, Mikroorganismen wurden als Krankheitsauslöser erkannt.

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