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Mikrobiologie (Fach) / Fragen 2 (Lektion)

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  • Erklären Sie den Begriff Katabolismus Energieumsetzung, Import Nährstoffe Katabolismus + Anabolismus = Metabolismus. Katabolismus bezeichnet dabei die Abbaureaktion und ist eine Oxidationsreaktion, bei der Elektronen abgezogen und durch den Abbau von Substraten Energie gewonnen wird und kleine organische Molekülbausteine in hohen Oxidationsstufen entstehen, z.B. CO2
  • Erklären Sie den Begriff Anabolismus Zellvermehrung, Export Abfallstoffe Anabolismus bezeichnet die Aufbaureaktion/Reduktionsreaktion, bei der unter Energieverbrauch (ATP) kleine organische Molekülbausteine in hohen Oxidationsstufen (Monomere, z.B. CO2) zur Makromolekülen und anderen Zellbestandteilen synthetisiert werden.
  • Geben Sie die Bilanzgleichung (Substrate und Produkte) für die vollständige Oxidation von Glucose mit Sauerstoff an. C6H12O6 + 6O2 + 38 ADP + 38Pi    → 6CO2 + 6H20 + 38 ATP     G‘0 = -2830 kj/mol Glucose, 50-60% Wirkungsgrad
  • Nennen Sie wenigstens vier repräsentative morphologische Formen prokaryontischer Zellen. Kokken Stäbchen Spirillen Spirochaete Filamentöse Bakterien Knospende Bakterien und Bakterien mit Zellanhängen (Stiel, Hyphe)
  • Aus was besteht die bakterielle Zellwand? Peptidoglykanschicht („Murein-Sacculus“) Linearen Glykansträngen, die über Peptidbrücken quervernetzt sind ( „Transpeptidierung“)
  • Was sind die Hauptfunktionen der Zellwand? Hydrostatische/osmotische Stabilität Zellmorphologie (zusammen mit Cytoskelett) →bildet sich Grundgerüst, das Stabilität erzeugt, aber durchlässig ist.
  • Wie wirkt das ß-Lactam Antibitotikum Penicillin? Es wirkt direkt auf die Zellwand und damit gezielt da, wo es dem Menschen nicht schaden kannß-Lactam wird hierbei als Strukturanaloga zu D-Alanyl-D-alanin eingesetzt, binden dabei kovalent an das aktive Zentrum der Transpeptidase, wodurch eine Quervernetzung unterbleibt,die Zellen hydrostatisch instabil werden und platzen. Achtung: ß-Lactame wirken nur gegen wachsende Bakterien!
  • Beschreiben Sie den Unterschied zwischen Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien! Unterschied liegt in den Zellhüllen
  • Gram-positive Bakterien Haben ein vielschichtiges Peptidoglykan (echte Zellwand) auf die Cytoplasmamembran aufgelagert Gram-positive Zellhülle besteht zu ca. 90% aus Peptidoglykan Gram-positive Zellwand ist keine Permeabilitätsbarriere!!!
  • Gram-negative Bakterien besitzen nur sehr dünne Peptidoglykanschicht, dafür aber eine äußere Membran Gram-negative Zellhülle besteht zu ca 10% aus Peptidoglykan ÄM ist Permeabilitätsbarriere, enthält aber Porine, die den ungehinderten Zutritt kleiner Moleküle ermöglichen. Es gibt einen Periplasmatischen Raum zwischen Cytoplasmamembran und äußerer Membran Äußere Membran ist keine einfache Phospholipid-Doppelschicht, sondern ist durch Lipopolysaccharide der äußeren Hälfte asymmetrisch (dh. Beide Hälften der Lipiddoppelschicht sind verschieden, unabhängig von eingelagerten Proteinen etc.)
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  • Die Wachstumsphasen einer Bakterienpopulation: Lag-PhaseAnpassen des Metabolismus an vorliegende Lebensbedingungen Exponentielles WachstumMaximale Verdopplungsrate, keine äußeren wachstumsbegrenzenden Faktoren Stationäre PhaseBegrenzung des Wachstums durch Nährstoffmangel, Anreicherung von (toxischen) Abbauprodukten. Ausgleich zwischen Vermehrung und Absterben. Absterbephase
  • Nennen Sie wenigstens 4 abiotische (unbelebte) Faktoren/Umweltparameter, die die mikrobielle Vermehrung beeinflussen können. Nährstoffangebot Licht (=> Photosynthese) Sauerstoff (=> aerobe, anaerobe Lebensweisen) Temperatur (=> Psychro-, Meso-, Thermophilie) pH-Wert (=> Acido-, Neutro- und Alkaliphilie) Osmolarität/Salzkonzentration (=> Halotoleranz, Halophilie) Druck (=>Barophilie)
  • Was sind Sporen und welche Sporen-Arten gibt es? Sporen sind zelluläre Dauerformen, typischerweise gekennzeichnet durch eine sehr starke und dichte Zellhülle und geringes Cytoplasmavolumen. Verschiedene Arten: Endosporen    → Bildung im inneren einer Zelle Exosporen     → Bildung an Zelloberfläche Zysten        →gesamte Zelle wird in Spore umgewandelt Auslöser der Endosporenbildung ist Nährstoffmangel
  • Sauerstoffverbindungen wie Wasserstoffperoxid und Superoxid wirken als Zellgifte. Nennen Sie drei Sauerstoff-entgiftende Enzyme. KatalasePeroxidaseSuperoxiddismutase
  • Katalase (zwei Peroxide zu 2 Wasser + O2): H2O2 + H2O2 → 2H2O + O2
  • Peroxidase (1 Peroxid + NADH+H zu „Wasser+NAD+): H2O2+ NADH + H+ → 2H2O + NAD+
  • Superoxiddismutase (2 Superoxid zu Wasserstoffperoxid): O2- + O2- + 2H+ → H2O2 + O2)

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