Mikrobiologie 1.4
Mikrobiologie UI13 ZHAW Wädenswil 1. Semester Lernziele 8 - 9
Mikrobiologie UI13 ZHAW Wädenswil 1. Semester Lernziele 8 - 9
Kartei Details
| Karten | 36 |
|---|---|
| Lernende | 17 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 02.01.2014 / 02.02.2016 |
| Weblink |
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Mikroorganismen haben ein grosses Oberflächen/Volumen Verhältnis.
Erläutere an einem Beispiel, was damit gemeint ist.
Ein würfel mit einer Kantenlänge von 1cm hat eine Oberfläche von 6cm2 bei einem Volumen von 1cm3.
Unterteillt man den Würfel auf jeder Achse 10 000 mal, erhält man bei gleichem Volumen eine Oberfläche von 6m2 (60 000cm2)
Welche Auswirkungen hat das grosse Oberfläche/Volumen Verhältnis für Mikroorganismen auf den Stoffaustausch mit der Umwelt und dem Nährstofftranzport in der Zelle?
Es gibt in der Zellmembran mehr Transportproteine pro Zytoplasmavolumeneinheit und die Transportwege der Metaboliten sind sehr kurz, die Diffusion als Transportmechanismus ist ausreichend.
Erkläre den Unterschied zwischen der Lebendzellzahl und der Gesamtzellzahl bei der Bestimmung der Bakterienanzahl.
Lebendzellzahl: ausschliesslich teilungsfahige und damit lebende Zellen
Gesamtzellzahl: lebende und tote Zellen.
Wie wird die Gesamtzellzahl ermittelt?
Erfolgt mikroskopisch, Bakterien werden in einem kleinen definierten Volumen ausgezahlt.
Wie wird die Lebendzellzahl ermittelt?
Eine Lebensmittelprobe in quantitativer Angabe (1ml oder 1g) wird gleichmässig auf einem Nährboden verteillt. Nach dem Bebrüten (zB 24h @ 37ºC) werden die jetzt sichtbaren Kolonien gezählt. Dies gibt Auskunft über die urprüngliche Bakterienanzahl.
Skizziere die Wachstumskurve einer statischen Kultur und benenne die verschiedenen Phasen.
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Zähle die Merkmale/ Vorgänge der Lag Phase in einer statischen Kultur auf
Umfasst die Zeit zwischen dem Animpfen und dem Erreichen der maximalen Teilungsrate.
Zähle die Merkmale/ Vorgänge der Log Phase in einer statischen Kultur auf
Charakteristisch für die Log Phase ist eine konstante und minimale Generationszeit. Sowohl die Zellgrösse als auch der Proteingehalt bleiben konstant. Das Wachstum lässt sich durch die Zunahme der Trübung verfolgen.
Zähle die Merkmale/ Vorgänge der stationären Phase in einer statischen Kultur auf.
In der statischen Phase erfolgt in der Regel kein Wachstum mehr, es gibt keine Zellteilung mehr.
Usachen für den Wachstumsstopp sind Substratbegrenzung, Populationsdichte und evtl toxische Stoffwechselprodukte.
Zähle die Merkmale/ Vorgänge der Absterbephase in einer statischen Kultur auf.
Es sterben Zellen ab. Die Ursachen dafür sind wenig untersucht. Die Zehlzahl kann exponentiell abnehmen. Gelegentlich wird eine Zutolyse (Selbstauflösung) beobachtet.
Erkläre die Ernährungstypen von MOs (Energiequellen).
fototroph: Elektromagnetische Strahlung (Licht)
chemotroph: organische und anorganische Verbindungen. Durch Redox-, Abbau- und Umwandlungsreaktionen wird Energie frei.
Erkläre die Ernährungstypen von MOs (Elektronenquelle).
organotroph: Elektronen werden organischen Verbindungen entzogen.
lithotroph: Elektronen stammen aus reduziertn anorganischen Molekülen (H2,H20, etc). Durch Oxidation werden ihnen Elektronen entzogen.
Erkläre die Ernährungstypen von MOs (Kohlenstoffquelle).
autotroph: Anorganisches CO2 wird zu organischem Kohlenstoff reduziert, was als CO2 Fixierung bezeichnet wird.
heterotroph: Zellkohlenstoff wird aus organischen Verbindungen bezogen.
Erkläre folgenden Begriff:
Obligat Aerob
Mikroorganismen sind zwingend auf Sauerstoff angewiesen, um Energie durch Atmung zu erzeugen.
Erkläre folgenden Begriff:
Obligat Anaerob
Mikroorganismen können nur in Abwesenheit von Sauerstoff wachsen, da O2 für diese Gruppe toxisch wirkt und sie abtötet
Erkläre folgenden Begriff:
Fakultativ anaerob
Mikroorganismen ist Wachstum sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von O2 möglich.
Erkläre folgenden Begriff:
Aerotolerante
Mikroorganismen sind eine Untergruppe der fakultativ anaeroben MOs. Sie tolerieren zwar die Anwesenheit von O2, nutzen ihn aber nicht für die Energiegewinnung und betreiben damit auch keine Atmung.
Erkläre, wie sich Bakterien gezielt innerhalb eines Gradienten bewegen können.
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Erkläre folgenden Begriff:
Mikroaerophil
Die meisten fakultativ anaeroben Mikroorganismen sind gleichzeitig mikroaerophil. Das bedeutet, dass sie zwar Sauerstoff für die Energieerzeugung benötigen; sie tolerieren allerdings lediglich einen Sauerstoffpartialdruck von pO2 = 0.01 - 0.03 bar. Als Vergleich: Der Sauerstoffpartialdruck der Luft beträgt ca. 0.2 bar.
Was bedeutet der Begriff
Wasseraktivität (aw-Wert)
aw-Wert = relative Feuchtigkeitin % / 100 Liter
Der Begriff Wasseraktivität (aw-Wert) ist bezogen auf den Wasserdampf- Partialdruck über einem Substrat im Verhältnis zum Wasserdampfdruck über reinem Wasser und bezeichnet daher die Menge des frei verfügbaren flüssigen Wassers im Substrat:
Erklare den Unterschied zwischen Wasseraktivitat und Wassergehalt.
Wasseraktivität beschreibt die Menge an verfugbarem Wasser, wärend der Wassergehalt den gesamtgehalt beschreibt, also auch zb als Lösungsmittel gebundenes Wasser bei Salzen.
Welcher Mechanismus ermöglicht den MOs auch Wachstum bei tiefen aw-Werten?
Die Osmose.
Die Zelle erhöht die Konzentration der gelösten Teilchen im Zellinnern, so dass das osmotische Potential der Zelle gleich gross oder grösser ist als das des umgebenden Mediums.
Die Zelle kann Ionen aus der Umgebung saugen oder eigene, stark Wasserlösliche Verbindungen synthetisieren.
Skizziere, wie sich die Temperatur sich aufs Wachstum von MOs auswirkt.
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Erkläre den Begriff
psychrophil
Welche Anpassungen machen die MOs um in diesen Temperaturen zu überleben?
Temperaturanspruch der MOs:
Wachstumsoptimum: 15 ºC
obligat psychrophile sterben bei Zimmertemoeratur rasch ab.
Fetsäuremuster der Membranen weist erhöhten Anteil an ungesättigten Fettsäuren auf (Fluidität gewährleistet)
Erklare den Begriff
mesophil
Temperaturanspruch der MOs:
Wachstumsoptimum: 37 ºC
Pathogene und Kommensale
Erkläre den Begriff
thermophil
Temperaturanspruch der MOs:
Wachstumsoptimum: 40-60 ºC
Archaea. Vor Allem Endosporenbildner.
Erkläre den Begriff
hyperthermophil
Temperaturanspruch der MOs:
Optimales Wachstum: ab 80 ºC
Vor Allem Archaea.
Welches sind die beötigten Temperaturen um Vegetative Zellen mit feuchter Hitze abzutöten (inkl Pasteurisation und Sterilisation)
Abtöten: 5-10min @ 60 ºC
Pasteurisation: 5-10min @ 60ºC
Sterilisisation: 15min @ 121ºC
Welches sind die beötigten Temperaturen um Bakteriensporen mit feuchter Hitze abzutöten (inkl Pasteurisation und Sterilisation)
Abtöten: 15 min @ 121 ºC
Pasteurisation: 5-10min @ 60ºC
Sterilisisation: 15min @ 121ºC
Welches sind die beötigten Temperaturen um Pilzsporen mit feuchter Hitze abzutöten (inkl Pasteurisation und Sterilisation)
Abtöten: ca 20min @ 80 ºC
Pasteurisation: 5-10min @ 60ºC
Sterilisisation: 15min @ 121ºC
Bei welchen Temperaturen wird die Sterilisation mit trockener Hitze durchgeführet?
Sterilisisation: 30 - 120min @ 180ºC
Nenne die Definition von Antibiotika.
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Sie muss biologischen Ursprungs sein.
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Die Verbingung ist niedermolekular.
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Ein Antibiotikum ist kein Enzym bzw. ist nicht katalytisch aktiv
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Die Verbindung muss das Wachstum von Mikroorganismen bereits in geringer Konzentration hemmen
Welches sind sie Hauotangriffsorte der Antibiotika in der bakteriellen Zellen?
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• die Zellwand
• die Zellmembran
• die DNA-Replikation
• die RNA-Synthese
• Ribosomen bzw. Proteinsynthese
• bestimmte Stoffwechselwege, v.a. die Folsäurebiosynthese
Welchen Vorteil Mikroorganismen, die selbst Antibiotika synthetisieren?
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Durch welche Mechanismen kann eine porkarytische Zelle resistent gegenüber Antibiotika sein?
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Der Angriffsort für das Antibiotikum ist nicht vorhanden (z.B. Zellwand bei Mykoplasmen).
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Undurchlässigkeit der Zellhülle für Antibiotikum.
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Umwandlung des Antibiotikums in eine inaktive Form durch die prokaryotische Zelle.
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Veränderung des Angriffsorts des Antibiotikums durch die Mikroorganismen, z.B. durch Mutationen.
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Veränderung des biochemischen Synthesewegs durch die Mikroorganismen.
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Efflux: das Antibiotikum gelangt zwar in die Zelle und könnte auch seine Wirkung entfalten; es wird jedoch so schnell aus der Zelle gepumpt, dass das Bakterium überlebt.
Warum werden durch Antibiotika nur prokaryotische Zellen geschädigt und nicht eukariotische?
Sie greifen Strukturen an oder stören Stoffwechselprozesse, die spezifisch für Prokaryoten sind und bei Eukaryoten nicht vorkommen oder sich in den Strukturen stark von denen der Prokaryoten unterscheiden.
