Mikrobiologie
Prüfungsvorbereitung
Prüfungsvorbereitung
Nennen Sie drei historische Personen und deren Entdeckungen oder Methoden!
- Pasteur: hat hypothese wiederlegt, dass Leben spontan entsteht. Zeigte u.a., dass Fäulnis & Gärung auf Mikroben zurückzuführen sind
- Robert Koch: hat viele Krnakheiteserreger beschrieben
- Leuuwenhoek: erfand Lupe ( Möglichkeiten kleines zu sehen) und lieferte erste genaue Beschreibung von blutkörperchen
Vergleichen Sie anhand einer Zeichnung eine gram- positive mit einer gram- negativen Zellwand.
Bild
Was ist der Unterschied zwischen auxotroph und autotroph?
- auxotroph: benötigen Wachstumsfaktoren aus der Umgebung (z.B. Milchsäurebak.); können bestimmte essenzielle Substanzen nicht selbst synthetisieren --> prototroph
- autotroph: fast ausschließlich CO2; sich selbst ernährend, ausschließllich aus organischen Stoffen --> heterotroph
Zeichnen sie den Aufbau einer Geißel und beschriften sie diese.
bild
Nenne 10 autotrophe Bakteriengattungen.
- Cyanob.
- Purpurb.
- Heliob.
- Grüne Nicht schwefelb.
- Grüne schwefelb.
- Knallgasb.
- Eisenb.
- Nitroseb.
- Nitrob.
- Kohlenmonoxidieren
Nenne 7 Beispiele für anaerobe Atmung. Gebe zu jedem Beispiel einen Organismus an und nenn den entsprechenden Akzeptor!
- Nitratatmung - Oxidation organischer Verbindungen mit Nitrat als terminalen EA (1.Schritt: Reduktion von Nitrat zu Nitrit 2.Schritt: Ammonifikation = Reduktion von Nitrit zu Ammoniumionen oder Denitrifikationen = Reduktion von Nitrit zu molekularem Stickstoff)
- Fumaratmung - Oxidation organischer Verbindungen mit Fumarat als terminalen EA - E. coli
- DMSO-Atmung - Dimmethylsulfid als EA - Escherichia coli
- TMAO-Atmung - Trimethylaminoxid al EA - Escherichia coli
- Schwefeltatmung - Schwefel als EA - Thermoproteus (Archaebakterien)
- Acetogene Atmung - H2 als ED - CO2 als EA - Acetobakteria
- Methanogene Atmung - H2 als ED - CO2 als EA - Methanosarcina (Archaebakterien)
- Sulfatatmung - SO4 als EA
- Anammox-Atmung - Nitrit als EA (--> elektronen Akzeptor)
Was ist ROS ?
Ein Enzym, welches die meisten Organismen besitzen, um sich gegen die toxischen und sehr reaktiven Intermediate des Sauerstoffs zu schützen.
Wie unterscheidet sich die Cytoplasmamembran der Bakterien und der Archaeen ?
Esterlipide - Etherlipide
Was ist PMK bzw. pmf (Protonenmotorische Kraft bzw. englisch proton motive force) ?
Bei Prokaryonten besteht elektrochemische Potenzialdifferenz zwischen Cytoplasma und extrazellulärem Raum. Dabei wird ein gerichteter Elektronentransport in der Membran zur Translokation von Ionen genutzt. PMK besteht aus Ionengradient (H+ oder Na+) und elektrischem Membranpotenzial. Es ist die treibende Kraft für die ATP-Synthese bei der Elektronentransportphosphorylierung. Es wird genutzt für aktive Transportprozesse , bakterielle Geißelbewegung und Erzeugung von NADPH.
Definire Atumnng und Gärung.
Atmung: bezeichnet man einen biochemischen Prozess in der Zelle, bei dem Energie aus Verbindungen frei gesetzt wird, die unter Energiegewinn metabolisiert werden können. Dabei entstehen Redoxäquivalente wie NADH oder FASH2, deren Energie in einem weiteren Schritt auf ATP unter Oxidation des eingeatmeten Sauerstoffs übertragen werden kann.
Gärung: Ernergieliefernde, organisches Material zersetzte Stoffwechselprozesse, die ohne Einfluss von freien Sauerstoff stattfinden.
Was ist Prophage?
Phagen- DNA, die in das Genom von Bakterien eingebaut wurden.
Was ist Immunität im Zusammenhang mit Phagenbefallenden bakterien?
Ein integrierter Phage verleit dem Bakterium eine Immunität gegen Infektionen durch weiter Phagen des selben Typs.
Allg.: durch das Immunsystem hervorgerufende spezifische Unempfindlichkeit.
Was ist Resistenz im Zusammenhang mit Phagenbefallenden Bakterien?
?
Allg.: Angeborende Unempfindlichleit
Was ust die Wurfzahl im Zusammenhang mit Phagenbefallenden Bakterien?
wie viele Phagen pro Zyklus pro Zelle freigesetzt werden
Was besagt der Pasteur- Effekt?
beschreibt eine stark erhöhte Verstoffwechslung von D-Glucose im Zuge derGlykolyse, wenn Sauerstoff nicht mehr zur Verfügung steht.
Wieso können Wiederkäuer Gras fressen und verdauen?
Da Zellulose eigentlich unverdaulich ist wird von Bakterien ein Fermanent, die Zellulase produziert. Allerdings schafft sie auch nur circa 50 bis 60 Prozent. Bei der Spaltung der Zellulose entsteht dann Essigsäure, welche im Stoffwechsel zu Milchfett umgebaut wird.
Was ist eine Pathogenitäsinsel?
Eine Pathogenitätsinsel ist eine DNA-Sequenz im Genom eines Krankheitserregers (z. B. Bakterien), welche Virulenzfaktoren codiert.
Die Pathogenitätsinsel (PI) ist ein Bereich der chromosomalen DNA, der essentiell wichtig ist für die Pathogenität bzw. Virulenz eines Mikroorganismus (v.a. bei E.coli) Hier werden Toxine aber auch andere Proteine codiert. Zum Beispiel Proteine die für das Eindringen oder für das Anhaften der Mikroorgansimen wichtig sind.
Was ist Biofilm und wie hält er zusammen? je eine technische und medizinische Bedeutung nennen.
Als Biofilm bezeichnet man einem dünnen Schleimfilm, in dem Population von Mikroorganismen organisiert vorliegen.
- hilft Erregern sich vor dem menschlichen Imunsystem zu schützen.
- einsatz in der Abwassertechnik: Mikroorganismen sind an eine Feststoff-Oberfläche gebunden und werden somit nicht mit dem Abwasser aus der Kläranlage ausgetragen.
Was bedeutet Chemotaxis? Was bedeutet negative und positive Taxis?
Taxis = Wandern gerichtet auf eine Reizquelle
Chemotaxis = Prokayoten reagieren auf chemische Stimuli
- positive t.: z.B. auf Nahrungsquelle hinbewegen
- negative t.: z.B. von toxischen Substanzen entfernen
Nennen Sie 3 Reiche der Mikroorganismen! Nenne 3 Untergattungen!
- Eukarya: Tiere, Pflanzen, Pilze
- Archaea: Euryarchaeota, Crenarchaeota, Korarchaeota
-Bacteria: Flexible Bakterien, Cyanobakterien, Grampositive Bakterien und Proteobacteria
Nennen Sie die Definition für Mineral-, Minimal- und Komplexmedium!
- Medium: enthält gelöste Nährstoffe für Bakterien
- Minimal- Medium: enthält nur die benötigten Nährstoffe
- Mineral Medium: enthält nur mineralische Nährstoffe und wenig organische Anteile
-Komplexmedium: aus hydrolisiertem biologischen Material
Wie kann man Essigsäure herstellen?
Alkoholische Gärung: Zucker->Alkohol+CO2
-durch eissigsäurebakterien aus ethanol unter Anwesenheit von Luftsauerstoff wird Eissigsäure gebildet
- Nur mit Sauerstoff
-keine Gärung, sondern eine unvollständige Oxidation
-ausreichende Belüftung des Mediums
- 3 Methoden: Orleans Methode, Schnellessig Verfahren, Flüssigkultur Methode
Aufbau und Synthese des Mureinsacculus!
- Mureinsacculus: flächiges Mureinnetz welches Bakterienzelle umspannt
- Bakterienzelle besitzt Zellhülle, diese besteht aus Plamamembran und einer Zellwand, diese Zellwand besteht aus Murein/ Mureinsacculus
-Mureinsacculus besteht aus Peptidglykan, diese wiederum besteht aus alternierenden N- Acetylgluscosamin- und N-Acetylmuraminsäure Einheiten
Nenne und erkläre den Mureinaufbau bei grampositiven und gramnegativen Mikroorganismen!
- Gramnegative: einschichter Mureinsacculus, äußere Membran, Periplasma (zwischen Cytoplasmamembran und äußerer Membran)
- Grampositive: mehrschichter Mureinsacculus, keine äußere Membran sondern S-Layer (Proteinschicht auf der Zellwand aufgelagert), ähnliches Kompartiment wie Periplasma
Was ist ein Sigma Faktor und wie wirkt er bei der Geißelherstellung?
- Def.: ein bakterielles Protein, welches für die Initiation der Transkription notwendig ist, Untereinheit der RNA Polymerase
- Regulation von Genexpression durch Promotorbindung und Wechselwirkung mit der RNA Polymerase
- Einwirkung auf Transkription, diese ist für die Geißelsynthese notwendig
Nenne physikalische Parameter für bakterielles Wachstum!
- Temperatur
- Sauerstoffgehalt
- pH Wert
- a_w-Wert
Erläutern Sie die Synthrophie zwischen Clostridien und Methanbakterien!
- Synthrophie: Kooperation zwischen Gärer und Archaebakterien
- Methanbakterien verwerten Gärprodukte der Clostridien
- beide Partner teilen sich den geringen Enegiebetrag
- für die einzelnen Partner sind nur Bruchteile eines ATP pro Reaktionsumsatz gewinn bringend
Erkläre den Aufbau einer Endospore!
- hitzeresistente Dauerformen
- werden am Ende der exponentiellen Wachstumsphase bei Nährstoffmangel gebildet
- enthalten Kopie von Genom
- Genom ist umgeben von Cytoplasmamembran, Zellwand, Peptidglykan udn Protein Schicht
Erkläre die Parthogenität von vibro cholerae!
- Parthogenität: Eigenschaft eines Objekts als Krankheitserreger aufzutreten
- Vibro Cholerae: gramnegatives Bakterium, Pathogenität erlangt es durch Infedktion mit Bakteriophagen
- es haftet sich an Mikrovilli der Darmepithelzellen ab und injektiert das Cholera A-B-Toxin, diese dringt in die Blutbahn ein
Erklären Sie die Funktionsweise des bakteriellen Geißelantriebs!
- Antrieb durch Protonengradient über Cytoplasmamembran
- Flagellen führen Rotationsbewegung aus
- Reaktion der Bakterien auf chemische Verbindungen, Licht oder Veränderung des Schwimmverhaltens
-zielgerichtet Bewegung: Chemotaxis, Phototaxis
- Geißel funktioiert wie Schiffsschraube
- Geißel dient zur Fortbewegung des Bakteriums
- Geißel ist helikal gewundener Faden und bestht aus Flagellinprotein, Geißelhaken nahe der Erdoberfläche und dem Basalkörper
- Energie für den Antrieb der Geißel: Protonengradient
- Protonengradient wird durch Metabolismus der Bakterienzelle und dem Cytoplasma erzeugt
Welche Einschlüsse (mikroskopisch sichtbar) sind Bakterien möglich?
- Gasversikel
- Magnetosomen
- Chlorosomen
- Stärke (Färbung)
- Schwefeltröpfchen
- Endosporen
- Chlorobium-Versikel
- polyphosphat (Färbung)
- PHB
- Membranfaltungen
Phagen - Skizzieren Sie eine T4 Phage und beschriften diese!
- Kopf,
- Schwanz,
- DNA,
- Kapsid,
- Kragen,
- Schwanzstück,
- Schwanzfasern,
- Spikes,
- Grundplatte
Nenne 3 Unterschiede zwischen Atmung und Gärung!
- Atmung: Abbau organischer Verbindungen MIT externe Elektronenakzeptoren (O2, Nitrat, Sulfat); Enegiekonservierung durch Substratphorlyierung und Elektronentransportphosphorlyierung; VIEL Energie
- Gärung: Abbau organischer Verbindungen OHNE externe Elektronenakzeptoren; Energiekonservierung NUR durch Substratstufenphosphorlyierung; WENIG Energie
Welche chemischen Elemente sind mindestens für das Bakterienwachstum nötig!
- Makroelemente: C, O, H, N,S, Mg, K, P, Ca, Fe
- Spurenelemente: Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Zn
Definieren Sie Transduktion, Konjugation und Transformation!
Transduktion: Übertragung bakterieller DNA zwischen Zellen durch Viren (Bakteriophagen)
Konjugation: Übertragung bakterieller DNA von einer Door- in eine Empfängerzelle über Cytoplasmabrücke
Transformation: Genetische Veränderung einer Zelle durch direkte Aufnahme freier DNA aus Lebensraum
Erkläre Transportvorgänge an der Bakterienmembran!
- Passiv durch Diffusion
- Aktiv = Energieabhängig
- Transportproteine des aktiven Transports: Aufnahme/ Abgabe von Substanzen entgegen Konzentrationsgefälle
- Aktiv: Primäre Transporter (Nutzen von chemischer Energie), Sekundäre Transporter (Kopplung der Aufnahme von Substraten an Ionengradient), Gruppentranslokation (Aufnahme von Zuckern und Zuckeralkoholen, nur in Eubakterien)
zeige den Aufbau und Funktion der f1f0-atp-ase!
- ATP synthetisierendes, membrangebundes Enzym
- Vorkommen in Prokaryonten und eukaryontischen organellen
- Aufbau: Ionenkanal und ATP-Syntheseeinheit
- Funktion: Überführung von Energie (im Ionengradient gespeichert) zum ATP, dann Kopllung der ATP- Synthese mit Translokation von Ionen
Nenne 5 phototrophe Bakteriengattungen (Photosynthese)!
- Purpurbakterien
- Grüne Schwefelbakterien
- Heliobakterien
- Cyanobakterien
- Grüne Nicht Schwefelbakterien
Nenne 4 Vertreter der photoautotrophen Bakterien. Geben Sie zu jedem Organismus den entsprechenden Donor mit an!
- Cyanobakterien: H2O als ED
- Purpurbakterien: H2S/ organische Verbindungen als ED
- Grüne Schwefelbakterien: H2S als ED
- Heliobakterien: organische Verbindungen als ED
- Grüne Nichtschwefelbakterien: H2/ organische Verbindungen als ED
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Cartes-fiches
Nennen Sie 3 Reiche der Mikroorganismen! Nenne 3 Untergattungen!
- Eukarya: Tiere, Pflanzen, Pilze
- Archaea: Euryarchaeota, Crenarchaeota, Korarchaeota
-Bacteria: Flexible Bakterien, Cyanobakterien, Grampositive Bakterien und Proteobacteria
Nennen Sie die Definition für Mineral-, Minimal- und Komplexmedium!
- Medium: enthält gelöste Nährstoffe für Bakterien
- Minimal- Medium: enthält nur die benötigten Nährstoffe
- Mineral Medium: enthält nur mineralische Nährstoffe und wenig organische Anteile
-Komplexmedium: aus hydrolisiertem biologischen Material
Wie kann man Essigsäure herstellen?
Alkoholische Gärung: Zucker->Alkohol+CO2
-durch eissigsäurebakterien aus ethanol unter Anwesenheit von Luftsauerstoff wird Eissigsäure gebildet
- Nur mit Sauerstoff
-keine Gärung, sondern eine unvollständige Oxidation
-ausreichende Belüftung des Mediums
- 3 Methoden: Orleans Methode, Schnellessig Verfahren, Flüssigkultur Methode
Aufbau und Synthese des Mureinsacculus!
- Mureinsacculus: flächiges Mureinnetz welches Bakterienzelle umspannt
- Bakterienzelle besitzt Zellhülle, diese besteht aus Plamamembran und einer Zellwand, diese Zellwand besteht aus Murein/ Mureinsacculus
-Mureinsacculus besteht aus Peptidglykan, diese wiederum besteht aus alternierenden N- Acetylgluscosamin- und N-Acetylmuraminsäure Einheiten
Nenne und erkläre den Mureinaufbau bei grampositiven und gramnegativen Mikroorganismen!
- Gramnegative: einschichter Mureinsacculus, äußere Membran, Periplasma (zwischen Cytoplasmamembran und äußerer Membran)
- Grampositive: mehrschichter Mureinsacculus, keine äußere Membran sondern S-Layer (Proteinschicht auf der Zellwand aufgelagert), ähnliches Kompartiment wie Periplasma
Was ist ein Sigma Faktor und wie wirkt er bei der Geißelherstellung?
- Def.: ein bakterielles Protein, welches für die Initiation der Transkription notwendig ist, Untereinheit der RNA Polymerase
- Regulation von Genexpression durch Promotorbindung und Wechselwirkung mit der RNA Polymerase
- Einwirkung auf Transkription, diese ist für die Geißelsynthese notwendig
Nenne physikalische Parameter für bakterielles Wachstum!
- Temperatur
- Sauerstoffgehalt
- pH Wert
- a_w-Wert
Erläutern Sie die Synthrophie zwischen Clostridien und Methanbakterien!
- Synthrophie: Kooperation zwischen Gärer und Archaebakterien
- Methanbakterien verwerten Gärprodukte der Clostridien
- beide Partner teilen sich den geringen Enegiebetrag
- für die einzelnen Partner sind nur Bruchteile eines ATP pro Reaktionsumsatz gewinn bringend
Erkläre den Aufbau einer Endospore!
- hitzeresistente Dauerformen
- werden am Ende der exponentiellen Wachstumsphase bei Nährstoffmangel gebildet
- enthalten Kopie von Genom
- Genom ist umgeben von Cytoplasmamembran, Zellwand, Peptidglykan udn Protein Schicht
Erkläre die Parthogenität von vibro cholerae!
- Parthogenität: Eigenschaft eines Objekts als Krankheitserreger aufzutreten
- Vibro Cholerae: gramnegatives Bakterium, Pathogenität erlangt es durch Infedktion mit Bakteriophagen
- es haftet sich an Mikrovilli der Darmepithelzellen ab und injektiert das Cholera A-B-Toxin, diese dringt in die Blutbahn ein
Erklären Sie die Funktionsweise des bakteriellen Geißelantriebs!
- Antrieb durch Protonengradient über Cytoplasmamembran
- Flagellen führen Rotationsbewegung aus
- Reaktion der Bakterien auf chemische Verbindungen, Licht oder Veränderung des Schwimmverhaltens
-zielgerichtet Bewegung: Chemotaxis, Phototaxis
- Geißel funktioiert wie Schiffsschraube
- Geißel dient zur Fortbewegung des Bakteriums
- Geißel ist helikal gewundener Faden und bestht aus Flagellinprotein, Geißelhaken nahe der Erdoberfläche und dem Basalkörper
- Energie für den Antrieb der Geißel: Protonengradient
- Protonengradient wird durch Metabolismus der Bakterienzelle und dem Cytoplasma erzeugt
Welche Einschlüsse (mikroskopisch sichtbar) sind Bakterien möglich?
- Gasversikel
- Magnetosomen
- Chlorosomen
- Stärke (Färbung)
- Schwefeltröpfchen
- Endosporen
- Chlorobium-Versikel
- polyphosphat (Färbung)
- PHB
- Membranfaltungen
Phagen - Skizzieren Sie eine T4 Phage und beschriften diese!
- Kopf,
- Schwanz,
- DNA,
- Kapsid,
- Kragen,
- Schwanzstück,
- Schwanzfasern,
- Spikes,
- Grundplatte
Nenne 3 Unterschiede zwischen Atmung und Gärung!
- Atmung: Abbau organischer Verbindungen MIT externe Elektronenakzeptoren (O2, Nitrat, Sulfat); Enegiekonservierung durch Substratphorlyierung und Elektronentransportphosphorlyierung; VIEL Energie
- Gärung: Abbau organischer Verbindungen OHNE externe Elektronenakzeptoren; Energiekonservierung NUR durch Substratstufenphosphorlyierung; WENIG Energie
Welche chemischen Elemente sind mindestens für das Bakterienwachstum nötig!
- Makroelemente: C, O, H, N,S, Mg, K, P, Ca, Fe
- Spurenelemente: Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Zn
Definieren Sie Transduktion, Konjugation und Transformation!
Transduktion: Übertragung bakterieller DNA zwischen Zellen durch Viren (Bakteriophagen)
Konjugation: Übertragung bakterieller DNA von einer Door- in eine Empfängerzelle über Cytoplasmabrücke
Transformation: Genetische Veränderung einer Zelle durch direkte Aufnahme freier DNA aus Lebensraum
Erkläre Transportvorgänge an der Bakterienmembran!
- Passiv durch Diffusion
- Aktiv = Energieabhängig
- Transportproteine des aktiven Transports: Aufnahme/ Abgabe von Substanzen entgegen Konzentrationsgefälle
- Aktiv: Primäre Transporter (Nutzen von chemischer Energie), Sekundäre Transporter (Kopplung der Aufnahme von Substraten an Ionengradient), Gruppentranslokation (Aufnahme von Zuckern und Zuckeralkoholen, nur in Eubakterien)
zeige den Aufbau und Funktion der f1f0-atp-ase!
- ATP synthetisierendes, membrangebundes Enzym
- Vorkommen in Prokaryonten und eukaryontischen organellen
- Aufbau: Ionenkanal und ATP-Syntheseeinheit
- Funktion: Überführung von Energie (im Ionengradient gespeichert) zum ATP, dann Kopllung der ATP- Synthese mit Translokation von Ionen
Nenne 5 phototrophe Bakteriengattungen (Photosynthese)!
- Purpurbakterien
- Grüne Schwefelbakterien
- Heliobakterien
- Cyanobakterien
- Grüne Nicht Schwefelbakterien
Nenne 4 Vertreter der photoautotrophen Bakterien. Geben Sie zu jedem Organismus den entsprechenden Donor mit an!
- Cyanobakterien: H2O als ED
- Purpurbakterien: H2S/ organische Verbindungen als ED
- Grüne Schwefelbakterien: H2S als ED
- Heliobakterien: organische Verbindungen als ED
- Grüne Nichtschwefelbakterien: H2/ organische Verbindungen als ED
Nenne eine Gattung der Knallgasbakterien. Gebe 3 weitere Elektronenakzeptoren für chemolitoautotrophe Lebensweise mit H2. Gebe ebenfalls noch 3 Elektronendonatoren für chemolitoautotrophe Lebensweise an.
- Gattung: Paracoccus (gramnegative Poroteobakterien)
- Elektronenakzeptoren für chemolitoautotrophe: Nitrat, Fumarat, Schwefel, Sulfat
- Eletronendonatoren für chemolitautotrophe: Kohlenmoooxid, reduzierte Metallionen, Methan
Nenne 5 Gärungen und charakterisiere diese nach den Endprodukten!
- Milchsäuregärung: Vergärung von KH zu Milchsäure- Milchsäurebakterien
- Ethanolgärung: Vergärung von KH zu Ethanol - Hefen
- Buttersäuregärung: Vergärung von KH zu Buttersäure - saccharolytische Clostriden
- Propionsäuregärung: Vergärung von KH, Lactat, AS zu Propionat - Bakterien im Pansen Wiederkäuern
-Gemischte Säuregärung: pH-abhängige Vergärung von KH zu Säuren, Alkoholen - Enterobakterien
Nennen Sie 3 Reiche der Mikroorganismen. Führen Sie zu jedem ein charakteristisches Merkmal an.
1) Eukarya: Zellen besitzen Zellkern, strukturiert in Zellorganellen
2) Archaea: keine Zellorganellen, in sich geschlossenes DNA Molekül
3) Bacteria: DNA frei im Cytoplasma,
Erklären Sie wie das Transportsystem bei Bakterien funktioniert.
a) Aktiv: Permeasen=Kanalproteine, aktiver Transport von Molekülen durch Zellmembran, Energie aus Konzentrationsgradienten=> Energieabhängig
b) Einfache Diffusion: keine Carrier, unspezifisches Eindringen von Stoffen (H2O, NH3, O2 etc.)
c) Erleichterte Diffusion: unabhängig von Stoffwechselenergie
Welche Einschlüsse sind bei Bakterien möglich?
- Speicherstoffe (Glykogen)
- Polyhydroxybuttersäure
- Schwefeltropfen
- Polyphosphatgranula
- Gasvakuolen
- Kristallkörper
- Membranversikel (Chlorosomen) bei fototrophen B.
Welche 14 chemischen Elemente sind mindestens für das BAkterienwachstum nötig?
Natrium, Eisen, Phosphor, Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Schwefel, Kohlenstoff, Kohlenhydrate, Fettsäuren, Peptone, Ammonium, Kalium, Phosphat, Sulfat, Eisen, Vitamine, Aminosäuren, Purine, Glukose, Wasser
Erläutern Sie die Energiewandlung bis hin zum ATP!
- die für den Leistungsstoffwechsle benötigte Energie wird im Energiestoffwechsel durch chemische Verbindungen/ durch Lichtenergie bereitgestellt
- Kopplung der enrrgie liefernden und energie verbrauchenden Prozesse erfolgt über Adenylat System
- im Energiestoffwechsel wird Energie freigesetzt, diese wird genutzt um aus ADP und Phosphor ATP zu synthetisieren
Führe 3 Beispiele für chemolitoautotrophe Organismen an!
- Wasserstoffoxidierer (Knallgasbakterien): oxidieren H2 zu H2O
- Eisenoxidierer(Eisenbakterien): oxidieren Fe2+ zu Fe3+
- Nitronakterien: oxidieren NO2- zu NO3-
Nenne 4 Bakteriengattungen die Gärung durchführen!
- Milchsäurebakterien
- Propionibakterien
- Enterobakterien
- Clostridien
Erklären Sie mindestens 4 Möglichkeiten zur C- Assimilation!
Calvin- Zyklus: eine Folge von chemischen Umsetzungen, Assimilation von Kohlenstoffdioxid zu Glucose, Vorkommen (Cyanobakterien, phototrophe Eukaryonten..)
Reduzierter Citratzyklus: Kohlenstoff Fixierung erfolgt durch rückläufige Schritte des Citratzyklus, Vorkommen (grüne Pflanzen, Schwefelbakterien),
3-Hydroxypropionatzyklus: Fixierung von Kohlenstoff durch bestimmte Mikroorganismen, Aufbrauchen von CO2 Atomen unter ATP und NADH Verbrauch
Reduktiver Acetyl-CoA-Weg: Kohlenstoff Assimilation durch autotrophe anaerobe Mikroorganismen
Welche extrazellulären Enzyme von Mikroorganismen kennen Sie? Stellen Sie kurz ein Experiment dar, mit dem extrazelluläre Enzyme nachgewiesen werden können!
????
Nenne Sie je zwei Kriterien zur Unterscheidung von coliformen und nichtcoliformen Bakterien bzw. E.coli und anderen coliformen Bakterien.
....
Zählen Sie die 4 wichtigsten Klassen von Makromolekülen und ihren ungefähren Anteil an der Trockenmasse einer Bakterienzelle auf.
- Preoteine 50%
- Nukleinsäure 20%
- Zucker / KH 20%
- Fett 10%
Nennen Sie 5 Bakerien-Gattungen, die Endosporen bilden können, sowie jeweils ein Charakteristikum dieser Gattung.
- Bacillus - Aerobe Stäbchen
- Sporosarcina - Aerobe Sarcina-Pakete
- Clostridien - Anaerobe Stäbchen, die Buttersäuregärung machen
- Sporolactobacillus - anaerobe, aerotolerante Milchsäurebakterien
- Desutfotomaculum - anaerobe Sulfat-Atmer
Zählen Sie die 10 Makro-Bioelemente auf! Chemische Symbole genügen.
C, O, H, N, S, Mg, K, P, Ca, Fe (oder Na+)
(Leben bedeutet die Synthese von Makromolekülen in Zellen)
C,O,H,N,S,P = 96% = Nichtmetalle (größter Anteil Kohlenstoff C mit 50%)
Mg,P,Ca,Fe/Na = 4% = Nichtelemente
Nennen Sie die 3 Möglichkeiten des horizontalen Gentransfers in Bakterien und was den jeweiligen Prozess von den anderen abrenzt.
- Transduktion: Übertragung bakt. DNA zw. Zellwand durch Viren des vorherigen Wirtes
- Konjugation: Übertragung bakt. DNA von einer Donorzelle zu einer Empfängerzelle durch Cytoplasmamembran
- Transformation: genetische Veränderung einer Zelle durch direkte Aufnahme von freier DNA aus dem Lebensraum
Benennen Sie die chemischen Einzelreaktionen , die in ihrer Gesamtheit den Stickstoff-Zyklus ausmachen. Geben Sie an, unter welchen ökologischen Bedingungen der jeweilige Prozess stattfindet (z.B. aerob oder anaerob?) und wie die Organismen, die den Prozess durchführen.
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Benennen Sie die 5 wichtigsten Gruppen phototropher Bakterien und unter welchen ökologischen Bedingungen sie ihre phototrophe Lebensweise betreiben.
- Cyanob. H2O --> oxygen/aerob
- Purpurb. H2S / org. Verbindungen --> anaerob
- Heliob. org. Verbindungen --> anaerob
- Grüne-S.-Bakt. H2S --> anaerob
- Grüne-Nicht-S.Bakt. H2/org. Verbindungen --> photoheterotroph
- S.-freie-Purpurb. --> photomixotroph
Beschreiben Sie, wie der Adaptionsprozess bei der bakteriellen Chemotaxis funktioniert.
Klärung Adaption = wenn man sich an einen Zustand gewöhnt
????
Geben Sie 2 Beispiele für die Funktion von Sigma-Faktoren und deren Regulation bei grundlegenden Vorgängen der bakteriellen Differenzierung an.
1.Bsp. notwendig für die Initation der Transkription --> vermittelt die ... Promotertrennung ?
2.Bsp. regulieren Genexpression durch Promotorbindung und Wechselwirkung mit RNA Polymerase --> wirken auf Transkription = notwendig für Geißelsynthese
