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Umweltmikrobiologie (Fach) / Umweltmikrobiologie (Lektion)

Diese Lektion wurde von oleee1997 erstellt.

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• Entdeckung der MO Antony van Leeuwenhoek. Ende des 17. Jahrhunderts. 
• Verschiedene Mikroskopie Arten und ihre Auflösungsgrenzen Lichtmikroskop 0,2mm Elektronentransmissionsmikroskop 0,2qm Rasterelektronenmikroskop 1nm Transmissionselektronenmikroskop 0,2nm Rastersondenmikroskop 0,1nm
• Unterscheidungsarten der Elektronenmikroskopie - Raster oder Ruhebildelektronenmikroskop- Transmission oder andere Elektronenmikroskopie
• Prokaryoten Formen und ihre Eigenschaften Kokken Stäbchen, Bazillen Spirillus, Spirochete - Morphologie lässt nicht auf Physiologie, Ökologie, Phylogenie oder Eigenschaften schließen - Morphologie verändert sich zur Optimierung der Nährstoffaufnahme, Schwimmfähigkeit, Gleitfähigkeit - Spirocheten bewegen sich wie Schlangen oder Regenwürmer (Biofilm eintauchen, z.b Borrellien Röte)  - bei Hungern können Stäbchen zu Kokken werden
• Beispiel Aggregat bildender Bakterien Chlorochromatium aggregatum. - Heterotrophes Bakterium, umschlossen von phototrophen Bakterien.  Oscillatoria (Cyanobakterium)  - mehrzelliges Filament
• Eisenbakterien aus Grundwasser und ihre Funktion - Gallionella, Leptothrix - Biomineralisation; Bildung von Mineralien durch Bakterien - Eisenablagerung in Trinkwasserrohren wo pathogene Bakterien vor Chlorung geschützt sind aber auch Huminstoffe und Pharmaka können eliminiert werden
• Gründe für morphologische Veränderung von Bakterien - Anpassung an Aerob/Anaerob, Salzgehalt Änderung durch Anpassung der Oberfläche - Alterungsprozess bei Teilung und Neubildung von Bakterien 
• Ungewöhnliche Formen der Vermehrung s.h. Zusammenfassung
• Unterscheidung der Prokaryoten anhand der 16sRNA 16sRNA Gen ist allgegenwärtig Es ist stark konserviert und untersucht. Änderung der Gensequenz können als Zeitmessung genutzt werden.
• Letzte gemeinsame Vorfahre LUCA/LUA Last Common universal Ancestor/ Last universal ancestor
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• - Ein neuer Stammbaum? - Der aktualisierte Bakterien und Archaeen Stammbaum - Eukaryoten stammen von den Archaeen ab - Bakterien haben einen weiteren Zweig der Bakterien der Candidate Phyla Radiation (erkannte aber noch nicht kultivierte). Archaeen viele neue unter den Grupennamen: Euryarchaeota, TACK, DPANN, Asgard
• Eukaryoten Merkmale Zellaufbau - Zellen mit echtem Zellkern - Zellorganellen und Kompartiementierung mit vielen Membranen (Reaktionen bei versch. Bed. möglich) - morphologisch stark differenziert - Größe typisch bis 200qm - genetisch diploid
• Prokaryoten Merkmale Zellaufbau - einfach gebaut ohne abgegrenzten Zellkern und Kompartimentierung - Eubakterien (Bakterien) und Archaebakterien (Archaea) - morphologisch kaum differenzierbar - stoffwechselphysiologische Vielseitigkeit und Flexibilität! (Energiegewinnung und C- Assimilation - hohes Adaptionsvermögen und Zusammenschluss für Arbeitsteilung - Größe typisch 1-3qm und variert zw. 0,1 - 50qm - genetisch haploid
• Protozoen Amöben Algen Protozoen/Amöben - einzellige Eukaryoten - besitzen oft Wimpern oder Geißeln Algen - ein bis wenig Zellige Eukaryoten  - eukaryotische (Kieselalge) - prokaryotische (Blaualge)
• Endosymbionten Thesen Nukleus first: Archaean formen Zellkern und damit die Fähigkeit der Kompartimentierung aus der dann Mitochondrien (von aerobe Bakterien) und Chloroplasten (von Cyanobakterien) entstehen. Hydrogen Hypothese: Abzweig der Archaea nimmt Endosymbiont (H2 produzierende Zelle (Bakterium) welche von H2 konsumierender Zelle verschluckt wird. Später entwickelt sich der Zellkern und andere intrazeluläre Membransysteme durch Übernahme von Genen des Endosymbionten. (Zellwandstruktur,  Energiestoffwechsel)
• Prokaryoten und ihre Zellgröße geringe Zellgröße: - kurze Transportwege, hohe Transportgeschwindigkeiten von Nähr und Abfallstoffen - Verhältnis Oberfläche zu Volumen größer; effektiver Austasch mit der Umwelt - größere Stoffwechsel und Wachstumsraten - können Ökosystem stark beeinflussen  - geringere Generationszeiten Bsp. Atmungsrate -          Von Tieren und Pflanzen: 1-10 -          Bakterien: ca. 1000 -          Hefen: ca. 100
• Annahmen bei Kultivierung von Bakterien - Bakterienmorphologie verändert sich - im Labor werden an die Bedinungen geknüpfte Artefakte produziert
• Sterben Bakterien? - ungewöhnlich, Bakterien verhungern nicht nur durch Virenbefall (Bakteriophagen), gefressen von Wimperntierchen, physikalische aber keine biologischen Folgen - relevant für hygenische Betrachtung der Nachweisbarkeit (Bakterium icht nachweisbar aber vlt in anderem Stadium)
• Cytoplasmamembran Aufgaben - Abgrenzung und Isolierung - kontrollierter Stofftransport - Signalaufnahme und Weiterleitung - enzymatische Reaktionen - Kontakt mit anderen Zellen - Anker für Cytoskelett - Ladungstrennung (protonenmotorische Kraft) - Energiegewinnung durch Atmung und Photosynthese
• Phospholipidmolekül Aufbau hydrophiler Kopf: Glycerinphosphat/ Glycerol Verbindung: Ether (Archaeen) Ester (Bakterien/Eukaryoten) hydrophober Schwanz: Fettsäuren
• Membrane Lipide in Archaeen und Bakterien Bilayer (Di- Ester) (Eukaryoten/Bakterien) höhere Membranfluidität der Lipide. Ester Bindung von Glycerol zu Fettsäuren nicht so stabil (hohe pH Wert und Temperaturen können zerstören) Bilayer (Di - Ether) reduzierte Membranfluidität durch Methyl Verbindungen an Fettsäure Ketten. Zusätzlich noch hydrophobere Ketten. Monolayer (Tetra- Ether) noch stabiler durch noch weniger Membranfluidität durch verbundene Fettsäurenschwänze.
• Membranstrukturen von Lipiden Liposom Einschluss und transport von hydrophilen Stofen Mizelle einschluss und Transport von hydrophoben Stoffen Doppellipidschicht
• Permeabilität der Lipiddoppelschicht Ja: -Hydrophobe Moleküle (O2, N2) -Kleine ungeladene polare Moleküle (H2O, CO2) Nein:  - Große ungeladene polare Moleküle - Ionen
• Membran Transporte Passiv: Diffusion entlang Gradient - freie Diffusion - erleichterte Diffusion durch Kanalprotein und Carrier Aktiv: gegen Konzentrationsgradienten - Uniport  - Co Transport:  - Symport und Antiport
• PTS bei Membrantransport und Na K Pumpe Phosphortransferase System wobei Glukose mit Phosphor Enzym phosphoryliert wird wobei am Ende Pyruvat die Membran durchtritt. Also Glykolyse.  Na K Pumpe benötigt ATP für Energie.
• Was versteht man unter Substratphosphorylierung? Übertragung von Phosphat-Gruppen von Zwischenprodukten des Abbaus organischer Verbindungen auf ADP unter Bildung von ATP
• Wo kommt die Substratphosphorylierung zum Einsatz? Glykolyse
• Was versteht man unter Elektronentransportphosphorylierung? Transport von Elektronen von einem Donor mit negativem Redoxpotential zu einem Akzeptor mit einem positiveren Potential gekoppelt mit der Synthese von ATP aus ADP und P
• Wo tritt die Elektronentransportphosphorylierung in Aktion? Photosynthese Atmungskette
• Ordnen Sie den Stoffwechselwegen die richtige Beschreibung zu! Pentosephosphat-Weg Entner-Doudoroff-Weg Citratzyklus Glykolyse Pentosephosphat-Weg Abbau von Hexosen zu Pentosen Entner-Doudoroff-WegAbbau von Glucose zu Pyruvat Citratzyklus Oxidation von Acetyl-CoA zu Kohlendioxid GlykolyseAbbau von Glucose zu Pyruvat
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• Was passiert mit dem in der Glykolyse entstandenen C3-Körpern bevor sie in den Citratzyklus eingeschleust werden? Decarboxylierung und Übertragung des C2-Körpers auf Acetyl CoA durch einen Pyruvat-Dehydrogenase-Enzymkomplex unter Entstehung von CO2 und NADH
• Wozu werden die C5-Körper aus dem Pentosephosphat-Weg benötigt? als Baustein für Nukleinsäuren als Baustein für Coenzyme
• Was ist PHB Poly Beta Hydroxybuttersäure Speicherstoff für Zellen (Bioplastik)
• Was ist Caulobacter und seine Besonderheiten Bakterium begeißelte, freischwimmende Zellen, die sich nicht vermehren können, wechseln sich mit bestielten Zellen, die auf Oberflächen haften können und Stadiumsformen ab die sich vermehren können Schwärmerzellen  Asymetrische Teilung gestielte Zellen
• Welche der folgenden Bakteriengruppen besitzen Vertreter, die für ihr filamentöses Wachstum bekannt sind? Schwefelbakterien (Beggiatoa) Cyanobakterien
• Aus welchen 3 Teilen besteht eine Geißel? Haken Filament Basalkörper
• Was ist Volutin Polyphosphat Speicher
• Welche Speicherstoffe können in Bakterienzellen eingelagert werden? Polyphosphtgranula (Volutin) Kohlenstoffspeicher,PHB (Poly Beta Hydroxysäure) Schwefelkörner (Globuli) Stärke Glykogen
• Anzahl der Peptidoglykanschichten bei gramnegativen und grampositiven Bakterien gramnegativ: 1-2 grampositiv: bis zu 25
• Aufbau vom Murein Aufbau von Peptidoglykan/ Lipide Murein: Zucker verbunden mit Aminosäuren Lipide: Glycerol verestert/verethert mit Fettsäuren 
• Welche Art von Murein haben Bakterien und welche Archaeen Bakterien Murein Archaeen Pseudomurein
• EPS Aufbau Funktionen Beispiele Polysaccharide in die Proteine eingelagert sind die die als Coenzyme fungieren Schutzt, Nährstoffe, Verklebung Engelsträne,Leptothrix

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