1. Grundlagen

• Produktion: Lebensmittel-; Chemie-, Pharmazieindustrie

• Umwelt/Energietechnik: Abwasser, Kompost, Biogas

• Gesundheitswesen

• Landwirtschaft

Baustein in der Zelle, der die für die Zellfunktionen notwendigen Gene trägt.

Wasserstoffbrückenbindungen

Proteinlösung mit gelösten Enzymen und Nukelinsäuren sowie Zellorganellen

• mikroskopisch klein

• meist Einzeller

• Fähig zur Vermehrung und Weitergabe von genetischen Materials

• extrem große Oberfläche für intensiven Stoffaustausch mit Umgebung

• hohe Vermehrungsraten

• vielseitige Stoffwechselprozesse

• allgegenwärtig

• einfache Lebensform

• keine selbstständige Vermehrung

• Wirtszelle erforderlich

• bestehen aus

  • Nukleinsäuren

  • Proteinhülle

Archaea

Bakterien

• ursprünglich

• extreme Lebensräume

Eukaryoten

• Wertsstoffproduzenten im Umweltbereich

• Viren

• Prokaryoten

• Pilze

• Algen

• Protozoen

• eukaryotische Einzeller

• Tierreich

• biolog. Abwasserreinigung

• Sauerstoff

• Temperatur

• pH-Wert

Wachstum bei normalem Sauerstoffpartialdruck

Vertragen nur geringe Sauerstoffpartialdrücke

Wachstum bei aeroben und anaeroben Bedingungen

können Sauerstoff nicht nutzen

vertragen Sauerstoff, obwohl er nicht genutzt werden kann

werden durch Sauerstoff inaktiviert

Komponenten

• Protein

• Zellwand-Polymer

• RNA

• DNA

• Lipide

Elemente

• Kohlenstoff

• Sauerstoff

• Stickstoff

• Wasserstoff

• Phosphor

• Schwefel

• Kalium

• Calcium

• Magnesium

• Eisen

• Primärstruktur: Aminosäuresequenz

• Sekundärstruktur: Lokale dreidimensionale Faltung

• Tertiärstruktur: Dreidimensionale Anordnung von Sekundärstrukturelementen

• Quartärstruktur: Anordung von Polypeptiden

• Osmotische Schranke

• Transportsysteme

• Ausscheidung von Exosystemen

• Zentrum der DNA-Replikation

• Synthese der Zellwandbestandteile

=Zunahme der Zellzahl

• Energieumwandlungen, Biosynthese, Polymerisationsreaktion

• Dauer des Wachstumszyklus abhängig von

  • genetischen Faktoren

  • Ernährungssituationen

• Zellteilung gekoppelt an die Replikation des Erbgutes

• Chromosome tragen Gene

Prokaryoten: ringförmig

Eukaryoten: linear

• Komplementäre Einzelstränge dienen als Matrizen

• Doppelstrang wird gespalten und an jedem Strang wird ein neuer Strang synthetisiert

• biologisch abbaubarer Teil von Erzeugnissen, Abfällen und Reststoffen der Landwirtschaft mit biologischem Ursprung, der Forstwirtschaft und damit verbundener Wirtschaftszweige

• Erdöl, Erdgas, Torpf keine Biomasse

• Pflanzen- und Pflanzenbestandteile

• Abfälle und Nebendprodukte aus Forst-, Land- und Fischereiwirtschaft

• Restholz

• Landschaftspflegegut und Material aus Gewässer- und Uferpflege

• Altholz / Gebrauchtholz

• Bioabfälle

  
  

• Amylose oder Amylopektin

• Energiespeicher in vielen Pflanzen

• preiswerter Rohstoff

• Polymer aus Glucoseeinheiten

• leichte enzymatische Spaltung unter Einbau von Wasser

• Stoffwechsel

• Immunsystem (Antikörper)

• Strukturproteine (Kollagen, Keratin)

• Bewegung (Muskelproteine)

• Speicherstoff (Energiegewinnung und Proteinsynthese)

• komplexes Substrat

• besteht aus Cellulose, die in ein Netzwerk ais Hemicellulosen eingebunden sind.

• kristalline Cellulosefasern bilden dreidimensionale Netzwerke

  
  

Baustoffwechsel

Chemische Stoffe werden aufgenommen und in Zellbestandteile umgewandelt (Biosynthese)

Energiestoffwechsel

• Gewinnung von Energie durch Oxidation chemischer Substanzen (oder Nutzung von Licht)

• Bereitstellung von chemischen Vorstufen für die Biosynthese

Atmung

• Redoxreaktion mit Übertragung von [H] auf externe Elektronenakzeptoren (O2)

• Energiegewinnung aus Substratabbau und [H]-Oxidation

• Sauerstoffverbrauch

Gärung

• Redoxreaktion ohne externe Elektronenakzeptoren

• Energiegewinnung nur aus Substratabbau

• 
  

Aerobe Atmung

• intensiver Baustoffwechsel

• hohe Wachstumsraten

• hohe Biomasseproduktion

• Wärmefreisetzung (60%)

A: u=0

B: 0 < u < umax

C: u = umax

D: 0 < u < umax

E: u = 0

F: u < 0