Was sind die 3 Domäne des Lebens? Aka Hauptgruppen der Organismen
Bacteria, Archaea, Eukarya
Wie verändert sich das Verhältnis von Volumen und Oberfläche?
Oberfläche/Volumen -> größeres Volumen = kleineres O-V-Verhältnis
Wie groß sind im Durchschnitt Mikroorganismen?
ca. 1 µm
Wie viele Prokaryoten gibt es auf der Erde?
Etwa 5*10^30
Welche 6 Elemente sind essentiell für Zellen? (Größenanteilig von groß zu klein)
C (50%), O (20%), N (14%), H (8%), P (3%), S (1%)
Nenne die 3 häufigsten Biomoleküle
Proteine (~50%), Lipide (~10%), DNA (~3%)
Nenne so viele Bestandteile einer prokariotischen Zelle wie du kannst
Zytoplasma, Nukleoid, Capsula, Zellwand, Zytoplasmatische Membran, Ribosomen, Pill, Flagelle
Nenne 3 morphologische Typen von gewöhnlichen Bakterien
Kokken, Stäbchen, Spirillen
Wie groß ist der Wasseranteil in einer Zelle?
70-85 %
Was versteht man unter Chemotaxis?
Beeinflussung der Fortbewegungsrichtung von Lebewesen oder Zellen durch Stoffkonzentrationsgradienten (Enzymen)
Was ist die Funktion der Ribososmen?
Proteinbiosynthese, d.h. z.B. die Herstellung von Biomolekülen oder der Zusammenbau von Aminosäuren
Was sind die Hauptfunktionen der zytoplasmatischen Membran?
Durchlässigkeit: verhindert Auslaufen der Zelle, dient als „gateway“ für Transport in und aus der Zelle
Proteinanker: Proteine hängen an oder sind eingeschossen in der Membran -> Transport durch Proteine
Polarität: Ladungsunterschied erlaubt die Bewegung von Protonen und damit die Produktion von ATP (Energie)
Was sind die Funktionen der Pilli?
Stoffaustausch, Haftung, Fortbewegung
Wie ist die Zellmembran aufgebaut und welcher Teil davon ist hydrophil bzw. hydrophob?
Lipiddoppelschicht aus hydrophilen Köpfchen und hydrophoben „Schwänzchen“
Beschreiben Sie das Durchlässigkeitsverhalten der zytoplasmatischen Membran
Permeabel: nicht-polare, hydrophobe Komponenten: N2, O2, H2
Schlecht permeabel: CO2, Urea, Glycerin
Nicht-permeabel: geladene Komponenten: Na+, K+, Ca2+, Cl-, ATP, Aminosäuren
Transportsystem: Integrale Proteine
Für welche Verbindung sind Porine in der Zellwand durchlässig?
kleine hydrophile Verbindungen
Wie funktioniert die Gram-Färbung und die damit einhergehende Unterscheidung der Bakterien?
Bakterien werden eingefärbt und anschließend mit Ethanol entfärbt, gram-positive Bakterien lassen sich schwer und gram-negative leicht entfärben (abhängig von dicke der Mureinschicht)
Beschreiben Sie den Unterschied zwischen gram-positiven und gram-negativen Zellen
Gram-positiv: Murein etwa 30-70% der Zellwand-Trockenmasse, etwa 40 Mureinschicbhten aus Polymeren, keine äußere Membran sondern nur hydrophile Oberflächenschicht
Gram-negativ: Murein <10% Zellwand-Trockenmasse, 1 Schicht Murein Polymer, Äußere Membran aus Lipopolysachariden und Lipoproteinen
Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen einer prokaryotischen und einer eukaryotischen Zelle?
Größe
Ca. 1 µm
Ca. 100 µm
Zellkern
keiner
vorhanden
Fortbewegung
Flagellum
Geißel (?)
Metabolismus
Aerob/anaerob
Meist aerob
Zellorganellen
Ribosomen 70s
(Vakuole)
Ribosomen 80s, Vakuole, ER, Golgi-Apparat, Mitochondrium, Lysosom
Wie heißen die beiden Baustoffe der Zellwand und wie sind sie jeweils miteinander verbunden? („Gerüst der Zellwand“)
N-Acetylmuraminsäure (NAM) & N-Acetylglucosamin (NAG), sie bilden Längsverbindungen und alternieren, NAMs bilden untereinander zudem Querverbindungen, so entsteht eine 2D-Struktur, die die Zelle stabilisiert
Beschriften Sie die eukaryotische und prokaryotische Zelle
Was sind die Unterschiede von Archeaen und Eubacteria?
Archeaen: kein Murein in der Zellwand, Zellmembran: Etherverbindungen, verzweigte Isoprene, weniger durchlässig, widerstandsfähiger
Bakterien: Murein in der Zellwand, Zellmembran: Estherverbindungen, unverzweigte Fettsäuren
Was ist der Vorteil von Ether-Bindungen? Welchen Vorteil bringen Sie den Archeaen?
Ether-Bindungen sind deutlich stabiler und resistenter als Esther-Bindungen, die Ether-Verbindung hydrolysiert (Bindungsbrechung durch Wasser) schlechter. Archean können dadurch besser in Extremumgebungen überleben
Warum braucht man Reinkulturen im Labor zu züchten?
In gemischten Populationen gibt es unterschiedliche Mikroorganismen, die versch., aber auch gleicher Stoffwechselvorgänge haben. Um herauszufinden, welche Stoffwechselvorgänge ein e Art Organismus bevorzugt, muss diese isoliert betrachtet werden.
Wie ist eine Gram-negative Zellwand aufgebaut und worin unterscheidet sie sich zum Aufbau einer Gram-positiven Zellwand?
Gram-positiv: nur Membran (innere) und Peptidoglycan
Woran liegt es das Archeaen im Gegensatz zu Bakterien gut in Extremumgebungen (z.B. Salzseen) leben können?
Ether-Bindungen zw. Isoren-Ketten und Glycerol: geringere Reaktivität im Vergleich zu Ester-Bindungen
Verzweigung der Isopren-Ketten: stabiler und resistenter
Nenne Sie 5 Methoden er Sterilisation und erläutern Sie ob diese für Flüssigkeiten geeignet sind
Filtration (0,2 µm Filter) – geeignet
UV-Licht, Hitze (121°C), Ethanol, Detergents – nicht g.
Schwermetalle (Cu, Ag, Hg) – geeignet
Was sind Siderophore? Und wo kommen sie vor?
Siderophore: Verbindungen, die von eisenbindenden Mikroorganismen produziert werden, um Eisen zu Binden und es in die Zelle zu transportieren. Sie werden hauptsächlich von Mikroorganismen in Kolonien gebildet
Wie funktionieren Siderophore?
Sie bilden mit Eisen einen Komplex, welcher wieder zurück in den Organismus geführt wird, um dort gelöst dem Organismus zur Verfügung zu stehen. Jede MO Spezie bildet eigene spezifische Siderophore, so dass diese nicht von anderen Spezies „geklaut“ werden können
Welche Probleme können bei der Sterilisation mit Hitze auftreten?
Falls (Nähr-) Flüssigkeiten über Hitze sterilisiert werden, tritt eine irreperable Zerstörung der Enzym-/Proteinstruktur auf bzw. werden essentielle Vitamine zerstört. Zudem können hyperthermophile Mikroorganismen überleben.
Nennen Sie 2 Beispiele und 2 funktionelle Gruppen der Siderophore
Siderophore: Enterobactin, Aquachelin
Funktionelle Gruppen: Catechol, Hydroxanat
Wie können Kulturen von Mikroorganismen gezüchtet werden?
Flüssigkulturen: Medium enthält Wasser und Nährstoffe
Festes Medium: Platten mit Agarose und Nährstoffen auf denen Mikroorganismen aufgebracht werden
Was soll ein Medium enthalten, um Mikroorganismen zu kultivieren?
Wasser, Kohlenstoff- & Energiequelle (Laktat, Acetat, Glukose), Salz (z.B. Mg2+ und Ca2+), Vitamine, Spurenelemente
Welche 2 Arten von Medium können bei der Kultivierung von Mikroorganismen verwendet werden? Was sind die Unterschiede?
Definiert: Medium mit viele Nährstoffen und spezifischen Verbindungen, die für ein bestimmtes Zielorganismus angepasst sind
Komplex: Hefeextrakt und Pepton, wobei Hefe alle Aminosäuren und Spurenelemente enthält
Welche Stickstoffquellen nutzen Mikroorganismen?
Ammonium (NH4+), Nitrat (NO3), Andere Aminosäuren, Fixierung von Luftstickstoff (N2 -> NH2)
Warum kann nur ein geringer Anteil an MO im Labor kultiviert werden?
- Abhängigkeit verschioedener Organismen untereinander (komplexe Vergesellschaftung)
- Microenvironments
Worin unterscheiden sich heterotrophe und autotrophe Organismen?
Heterotroph: Organische Verbindungen als Kohlenstoff- und Energiequelle
Autotroph: Anorganische Kohlenstoffverbindungen (CO2) werden zu Biomasse reduziert, brauchen zusätzliche Energiequelle (z.B.) Licht
Wofür werden Bicarbonate bei der Kultivierung von Mikroorganismen eingesetzt?
Sie dienen als Puffer, um den pH-Wert und damit die spezifische Protonenkonzentration innerhalb der Kultur konstant zu halten
Beschreiben und zeichnen Sie die Abhängigkeit zwischen Wachstum und Temperatur
Welche Arten von Sauerstofftoleranz gibt es? Erklären Sie was diese bedeuten.
Obligate Aerob: O2 notwendig für die Energieerzeugung
Obligate Anaerob: Energie ohne O2, kein Überleben in Präsenz von O2 (toxisch) -> Kulturstrategie: Reduktionsmittel dazugeben, welches O2 verbraucht
Fakultativ Aerob/anaerob: kann entweder mit oder ohne O2 leben
Mikroaerophil: kann nur bei niedrigen O2-Konzentrationen leben
Aerotolerant: kann in O2 leben, aber nicht verwenden
Was sind die Wachstumsfaktoren für Mikroorganismen?
Wasser, Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff-Verfügbarkeit, Licht-Intensität, Salinität
Was bedeutet Wachstumsrate?
Veränderung der Anzahl an Zellen pro Zeit
Wie lautet die Formel für exponentielles Wachstum?
N(t) = N(0)*2n (mit Anfangszahl N(0) und Generationszeit n)
Nennen Sie verschiedene Methoden zur Quantifizierung der Zellen
- Trockengewicht der Zellen abwiegen
- Proteininhalt
- Im Mikroskop Ausschnitt die Zellen zählen
- Optische Trübung bestimmen (proportional zur Anzahl der Zellen)
- Probe verdünnen und durch zurück rechnen die Zellen bestimmen
Was hindert Mikroorganismen an unendlichem Wachstum?
Limitierte Nährstoffe, begrenzter Platz, Sterberate uns giftige Stoffwechselprodukte
Wiese unterscheidet sich die Kurve der optischen Dichte von der Kurve mit der Anzahl an Organismen?
Am Anfang gibt es wenige, große Zellen, die weiter wachsen und viel Licht absorbieren, erst wenn sich diese Zellen vermehren steigt auch die Organismenanzahl. Neu gebildete Zellen sind kleiner und absorbieren deswegen weniger Licht, sobald die Zellen wegen Nährstoffmangel nicht mehr wachsen bleibt die optische Dichte gleich. Auch Tote Zellen absorbieren noch Licht, weswegen in Phase 4 die Organismenanzahl stark sinkt, die optische Dichte jedoch nicht so schnell.
Wie sieht eine Wachstumskurve aus und was sind die 4 Wachstumsphasen?
1: MO passen sich ihrer Umgebung an
2: Stoffwechsel beginnt, exponentielles Wachstum
3: Mangel an Nährstoffen und Platz, kein weiteres Wachstum
4: Bedingungen verschlechtern sich, Zellen sterben nach und nach ab
In welche Temperaturoptima werden Mikroorganismen gegliedert?
Was ist Metabolismus?
Biochemische Reaktionen die für die Energieerzeugung und den Verbrauch der Energie zur Synthese von Zellmaterial benötigt werden
Nennen Sie die 2 Bestandteile des Metabolismus
Katabolismus = Umwandlung von großen Molekülen in kleinere Moleküle, Gewinnung von Energie (ATP)
Anabolismus = mit Hilfe von ATP Bildung von kleineren Molekülen und Synthese von Biomasse, z.B. Synthese von Aminosäuren, Fettsäuren und Proteinen aus Grundbausteinen
Was benötigen die Mikroorganismen für den Stoffwechsel? (Übergruppen)
Energie, Elektronen (und entsprechende Reduktions-Äquivalente), Kohlenstoff
Nennen Sie Produkte der Biosynthese (Moleküle), die beim Anabolismus entstehen
Aminosäuren (Proteine), Nukleotide (DNA, RNA), Fettsäuren (Lipide, Zellmemnbran), Zucker (Kohlenhydrate)
Welche Stoffwechseltypen gibt es?
Und was bedeuten diese?
Phototroph: Energie aus Lichtquelle (Cyanobakterien)
Chemotroph: Energie aus Redox-Reaktionen
Lithotroph: Elekton aus inorganischen Verbindungen
Organotroph: Elektron aus organischen Verbindungen
Autotroph: Erstproduzenten (CO2 als C-Quelle)
Heterotroph: Konsumenten (C aus organischen Quellen)
Wie würde man den Metabolismus einer Zelle nennen, die organische Substrate mithilfe von Sauerstoff oxidiert?
Chemoorganoheterotroph
Warum liefern „viable-cell counts” eine geringere Anzahl an Zellen als bei einer mikroskopischen Zellzählung?
Bei der mikroskopischen Zählung werden auch die toten Zellen mitgezählt
Welche Art von Stoffwechsel liegt beim Menschen vor und warum?
Chemoorganoheterotroph, da er organische Stoffe oxidioert um ATP herzustellen und Kohlenstoff aus organischen Verbindungen gewinnt und CO2 produziert
Wie heißen die zwei Prozesse um ATP zu bilden?
Wie unterscheiden sich diese?
Substrat-Level Phosphorelierung (SLP): Phosphorelierung auf Substratebene, direkte Bildung von Atp, kein Elektrontransfer
Elektronen-Transport Phosphorelierung (ETP): oxidative Phosphorelierung unter Verwendung von Elektronen/Reduktiosäquivalenten z.B. NADH, Atmung
Was ist der Sinn des Katabolismus?
Energie bzw. ATP zu produzieren
Was passiert bei der Elektron-Transport-Phosphorylierung?
Elektronen werden durch Elektronentransportsysteme durch die Membran transportiertdurch diesen Transport werden H+-Ionen aus der Membran raus transportiert und durch die ATPase wider zurück gebracht, was ATP synthetisiert
Welche Redoxreaktion wird bei folgenden Redoxpotentialen am ehesten stattfinden?
H2 gibt Elektronen an den Sauerstoff ab
H2 wird oxidiert und O2 reduziert
Wieso gehen die Elektronen durch die Elektronentransportkette? Und wieso ist ein elektronakzeptierendes Molekül wichtig?
Die Elektronen werden mit Hilfe des Redoxpotentials übertragen, das elektronakzeptierende Molekül wichtig für die annahme der Elektronen am Ende der Kette
Aus welchen drei Schritten besteht die aerob Atmung (Zellatmung)?
- Glycolyse/Acetyl-CoA Produktion
- Krebszyklus/Acetyl-CoA Oxidation
- Oxidative Phosphorelyrung und Elektronen Transfer
Was ist Heterotrophie?
Die Verwendung von organischem Material als Quelle von Kophlenstoff und Energie
Was macht das Enzym ATPase?
Das membrangebundene Enzym transportiert Protonen zurück ins Zytoplasma und nutzt den Protonendruck zur Synthese von ATP aus ADP
Welche Stoffwechselvorgänge treiben den heterotrophen Stoffwechsel hauptsächlich an?
Fermentation und Respiration
Wie verändert sich der Kohlenstoff während der aeroben Atmung?
Aus dem Glucose C6 wird das Pyruvat C3, daraus dann das Acetyl CoA C2, im Citratzyklus entsteht dann CO2
Beschreibe grob den Ablauf der Glykolyse
Phase 1: Glucose-Molekül (C6) wird mithilfe von 2 ATP zu Fructose-1,6-diphosphat, dabei wird keine Energie gewonnen, nur verbraucht
Phase 2: Fructose-Molekül (C3) wird aufgespalten und zu Breztraubensäure umgewandelt, dabei werden insgesamt 4 ATP und 2 NADH gewonnen.
Was versteht man grob unter dem Emden-Meyerhof-Parnas Weg?
Glycolyse, der schrittweise Abbau von Monosacchariden wie die Glucose, aus 1 Glucose (C6) werden 2 Pyruvate (C3) hergestellt
Welche 4 Komponenten werden für die komplette Oxidation eines Substrates benötigt?
1 Tricarbonsäure
2 Membran und Elektronen Transportsystem
3 Elektronenakzeptor
4 ATPase Enzym
Wie viel ATP bekommt man bei der Gärung und wieso gibt es einen Unterschied zur aeroben Atmung?
Bei der Gärung entstehen nur 2 ATP, die restliche Energie (36 ATP) bleibt im Gärungsprodukt, also Methanol (alkoholische Gärung) bzw. Lactat (Milchsäure Gärung), enthalten und wird nicht komplett freigesetzt
Was ist der Zweck des Zitronensäurezyklus?
Neben der Oxidierung von Acetat, wobei Reduktionsäquivalente und ATP produziert werden, werden auch Intermediate (Grundbausteine für Biosynthese) hergestellt
Wie werden die Kanäle in der Membran genannt und was können Sie über sie erzählen?
Porine, ~ 1 nm groß, in der äußeren Membran, polare, kleine Moleküle (z.B. Glucose) kann ohne Energie durch passiven Transport in die Zelle gelangen
Was sind Exoenzyme und was ist ihre Funktion?
Es sind Proteine, die die Zelle ausscheidet, um große Moleküle (Polymere) in kleinere Bausteine (Monomere) zu zerlegen, um diese dann durch die Membran aufnehmen zu können
Was sind die unterschiede zwischen passivem und aktivem Transport durch die äußere und innere Membran?
Passiv: braucht keine Energie, äußere Membran: manche Gase, kleine ungeladene unpolare Moleküle, innere Membran: hydrophobe, unpolare Moleküle, kleine ungeladene polare Moleküle
Aktiv: braucht Energie, äußere Membran: Polymere, innere Membran: Glukose, Ionen, große polare Moleküle
Welche der folgenden Verbindungen benutzen einen aktiven Transport?
N2, Na+, K+, O2, Aminosäuren, CO2, Glukose, H2O, ATP4-
Ionen: Na+, K+
Große, geladene polare Moleküle: Aminosäuren, ATP4-
Große, ungeladene, polare Moleküle: Glukose
Unter welchen Bedingungen kommt es zu Fermentationsprozessen? Und wie wird bei Gärung Energie produziert?
Zur Fermentation kommt es unter sauerstoffarmen Bedingungen. Energie wird aus der partiellen Oxidation einer organischen Komponente unter Verwendung organischer Zwischenprodukte als Elektronendonoren und Elektronenakzeptoren gewonnen
Welche 2 Arten von Gärung gibt es?
Wie unterscheiden sich diese 2?
Milchsäure-Gärung: Enzym Lactat-dehydrogenase, Glucose -> 2 Pyruvate -> Lactat
Alkoholische Gärung: Enzym Pyruvat-decarboxylase, Glucose -> 2 Pyruvate -> 2 Acetadehyde -> Ethanol
Nenne zwei Wege wie Mikroorganismen ATP herstellen
SLP: direkte Bildung von ATP durch ATPase von ADP mit PHosphatrest und einem Proton
ETP: oxidative Phosphorylierung, Transport von Elektronen durch die Membran und Austausch von Protonen zwischen dem Inneren und Äußeren der Zelle (Protonengradient)
Nennen Sie 4 mögliche Elektronenakzeptoren und deren reduziertes Endprodukt
Nitrat: NO3 -> N2
Eisen(III): Fe3+ -> Fe2+
Sulfat: SO42- -> H2S
Karbonat: CO2 -> CH4 oder CH3COOH (Aceogenese)
Sauerstoff: O2 -> H2O
Zu welchen Teilchen kann NO3- reduziert werden?
NO2- , NO- , N2O, N2
Weshalb findet nach der Oxidation von Glykose zu Pyruvat noch eine Reduktion dessen zu Lactat statt?
Während der Reaktion (Glykolyse->Pyruvat) nimmt NAD Elektronen auf und reagiert zu NADH2, damit es zu keinem Elektronenstau kommt, müssen die Elektronen wieder abgegeben werden, während Pyruvat zu Lactat reduziert wird, kann NADH2 wieder zu NAD oxidiert werden und Elektronen abgeben.
Welche Reaktion setzt mehr Energie frei? Methanogenese oder Acetogenese?
Methanogenese
Wie viel ATP entsteht bei der Atmung im Gegensatz zur Gärung? Wie kommt es zu dem Unterschied?
Atmung (Respiration): 38 ATP, vollständige Oxidation von Glucose (Spaltung in H2O und CO2)
Gärung (Fermentation): 2 ATP, unvollständige Oxidation, Restmoleküle (kleine, organische Moleküle, z.B. Alkohol) speichern Energie
Was sind die 4 wichtigsten Quellen von reduzierten anorganischen Verbindungen, die Chemolithotrophe unterstützen?
Vulkanische Aktivität, Minen, Abfall (Wasser) Prozesse, Sedimente
Bonusfrage:
Sie haben eine Probe mit verschiedenen mikrobiellen Organismen. Sie möchten diejenige Population isolieren, welche deutlich häufiger in der Probe vorhanden ist als die übrigen. Beschreiben Sie knapp Ihr vorgehen.
Es sollte eine Verdünnungsreihe erstellt werden. Durch geschickte gewählten Abbruch der Reihe kann man eine Probe erhalten, welche ausschließlich die Population enthält, welche von Beginn an am konzentriertesten vorhanden war,
Wo spielen Chemolithotrophe MO eine wichtige Rolle?
In biochemischen Kreisläufen: Stickstoff (N), Schwefel (S), Eisen (Fe)
Was sind die Konsequenzen für Böden durch nitrifizierende Bakterien?
Durch Oxidation von Ammonium (NH4+) zu Nitrit (NO2) werden Protonen (H+) freigelassen, wodurch es zu einer Versauerung des Bodens kommt. Dies kann zu einer Auflösung zusätzlicher Minerale führen
Wie verhalten sich Fe(II) und Fe(III) in neutralem und saurem Milieu?
In saurem ist Fe(II) in der Anwesenheit von Sauerstoff stabil und Fe(III) bleibt in Lösung
In neutraler Lösung ist Fe(II) in Anwesenheit von Sauerstoff nicht stabil und Fe(III) wird aus der Lösung ausgescheiden
Wieso können Schlauchwürmer bei black smokern überleben?
Wegen Bakterien, die mit ihnen in Symbiose leben und S²- zu S oxidieren
Stelle die Reaktionsgleichungen der neutrophilen, aeroben Eisen-Oxidation auf
4 Fe(II) + 4 H+ + O2 -> 4 Fe(III) + 2 H2O
Was ist Photosynthese?
Photosynthese ist die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie
Wo sind aerobe Fe(II) Oxidation typisch? Und wie bezeichnet man die Bakterien die in diesem Milieu leben?
In sauren Minen-Gewässer
Acidophil: Organismen, die saure Bedingungen bevorzugen, Fe(II) ist stabil unter sauren Bedingungen in Kontakt mit Sauerstoff, Fe(III) hingegen ist in Lösung
Von was ist die Lichtreaktion beim phototrophen Metabolismus abhängig?
Von der Präsenz von (bakterien-) Chlorophyll, das primären Lichtsammelpigmenten in der Membran photosynthetischer Organismen
Was sind die Komponenten von Anabolismus und Katabolismus bei phototrophen Organismen?
Katabolismus: Lichtreaktion, bei der Lichternegie in chemische Energie (ATP) umgewandelt wird
Anabolismus: Dunkelreaktion, bei der CO2 fixiert wird und als Kohlenstoffquelle für das Wachstum verwendet wird
Welche Organismen machen sauerstoffhaltige Photosynthese und welche anorganische?
Cyanobakterien: sauerstoffhaltige Photosynthese (oxidiert H2O zu O2, nur anorganisch)
Purple and green phototrophe Bakterien: anoxygene Photosynthese (können kein H2O oxidieren, brauchen andere Elektronendonoren, z.B. S2-, SO, H2, Fe2+ und Organics)
Wie entstehen farbige geschichtete Sedimente?
Verschiedene Phototrophe mit verschiedenen Pigmenten absorbieren unzterschiedliche Wellenlängen
Was sind 2 Aufgaben von Carotinoide?
Transportieren Energie zum Reaktionszentrum
Funktionieren als photoprotektive Reaktenten (schützen Chlorophyllmoleküle vor der Zerstörung durch Photooxidation) Lichtschutzreagenzien (löscht toxische Sauerstoff-Spezies)
Woran unterscheiden sich Schwefelbakterien optisch von Nicht-Schwefelbakterien?
Schwefelbakterien haben kleine weiße Punkte, in denen Schwefel liegt
Sind Pigmente gute Biomarker?
Ja, die langen Kohlenstoffketten sind sehr stabil und haben geringere Elektronegativität
(schlechte Biomarker reagieren mit vielen anderen Molekülen und sind instabil)
Was sind zwei Arten von Photosynthese?
Anoxygene Photosynthese
Oxygene Photosynthese
Welche Organismen machen Methanogenese und wie läuft diese ab?
Nur anaerobe Archaeen
Wasserstoff wird zu Methan reduziert mit CO2 als Elektronenakzeptor
Wo ist das Chlorophyll der Pflanzen gespeichert?
Auf einer spezialisierten Membran innerhalb der Zelle, diese heißen Thylakoide
Wie sind Thylakoide aufgebaut?
Gestapelt, um eine große Oberfläche zu haben
Was muss für eine Photosynthese zur Verfügung sein?
CO2, H2O, Energie in Form von Lichtenergie
Warum ist die Thylakoidmembran in Cyanobakterien gestapelt?
Die Faltung der Thylakoidmembran dient zur Oberflächenvergrößerung, damit mehr Photonen für die Photosynthese eingefangen werden können, da hier der lichtabhängige Teil der Reaktion stattfindet
Nennen Sie zwei Wege wie Photoautotrophe und Chemolithoautotrophe MO CO2 fixieren können?
Reduzierender TCA-Zyklus
Reduzierender Acetyl-CoA Weg
Was ist der Unterschied zwischen Schwefelpurpurbakterien, schwefelfreien Purpurbakterien und Grün-Schwefel-Bakterien?
Schwefelpuprubakterien: besitzen Schwefeltröpfchen im Inneren der Zelle
Schwefelfreie Purpurbakterien: bilden keine Schwefeltröpfchen aus
Grün-Schwefel-Bakterien: Schwefel-Partikel befinden sich außerhalb der Zelle
Was sind Beispiele für Habitate von Mikroorganismen?
- Terrestrische Habitate (Böden, Pflanzen, Tiere)
- Süßwasser Habitate (Seen, Flüsse, Sedimente)
- Marine Habitate (Meerwasser, Sedimente, Tiefsee)
- Oberflächen (Biofilme)
- extreme Umgebungen (pH, Temp, Druck, Salz)
Was ist das entscheidende Enzym des Calvin Kreislaufs?
RubisCO (Ribulose biphosphate carboxylase)
Was ist der Unterschied zwischen Ökosystem und Habitat?
Ökosysteme: enthalten abiotische und biotische Komponenten, physikalische und chemische Paramter und mikrobielle Gemeinschaften
Habitate: sind die nächst kleinere Ordnung, d.h. spezifischer Lebensraum eines Organismus in einem Ökosystem
Welche Faktoren bestimmen Ausmaß und Art von mikrobieller Aktivität?
Verfügbarkeit von Wasser, pH-Wert, Sauerstoffgehalt, Kohlenstoffquelle, Konkurrenz, Nährstoffverfügbatkeit
Wie bilden sich Biofilme? Und was sind Beispiele aus dem täglichen Leben?
1 Anheftung: Anheften von Bakterien anfeste Oberfläche (Substrat). Einschließen von Nährstoffen z.B. Materie, Spurenelemente
2 Kolonisation: Zell-Zell_Kommunikation durch die Abgabe von Molekülen/Botenstoffen um bestimmte Prozesse zu initiieren (Quorum sensing), Zellen wachsen und vermehren sich (Polisacharide/EPS Bildung)
3 Entwicklung: größeres Wachstum
4 Abbau: Schleimschicht zu dick: nur Ränder können noch mit Umgebung interagieren. Zellen lösen sich ab und lagern sich an anderen Stellen an
Beispiele: Waschbecken, Küchenschwamm
Was ist Quorum Sensing?
QS ist die Kommunikation zwischen Bakterien, indem sie kleine Botenstoffe in die Umgebung abgeben und diese durch Diffusion über Luft und Wasser zu einer Bakterie gelangen kann, die an einem anderen Standort ist.
Warum gibt es verschiedene physiologische Gruppen von Mikroorganismen innerhalb eines Habitats?
In einem Habitat (z.B. Sediment) geibt es verscheidene Bereiche und deswegen auch vercsheiden physiologische Gruppen
z.B. verschiedene Nährstoffe, Sauerstoffverfügbarkeit
Wo ist der Umsetzungsgardient von organischem Material größer? See oder Ozean
Ozean
Wie sind die Bedingungen für Mikroorganismen in der Natur?
Nährstofflimitierung, rasche Änderung der Bedingungen, geringe Wachstumsraten, oft Konkurrenz, Bedingungen nicht wie im Labor
In welcher Reihenfolge wird organisches Material umgesetzt?
1 Aerobe Atmung (OM + O2 -> CO2)
2 Gärung (OM -> Acetat, H2, EtOH, Laktat, Gärung)
3 anaerobe Atmung (Nitrat, Sulfat, Eisen, CO2)
Nennen Sie vier anorganische Elektronendonatoren und ihre Oxidationsprodukte
H2 -> H+
Fe2+ -> Fe3+
H2S -> SO42+
CH4 -> CO2
Warum ist an black smokern eine hohe mikrobielle Aktivität?
Hohe Verfügbarkeit und große Variabilität an reduzierbarem Materialen: NH3, N2S, H2, CO2, CH4, Fe2+, Ca2+, Mn2+, Cu2+
Wie unterschiedet sich passive von aktiver Biomineralisation?
Passiv: biologisch bedingt, Oberfläche dient als Schablone
Aktive: stoffwechselbedingte Ausfällung
Was sind Folgen von mikrobiellen Aktivitäten?
Mobilisierung und Transformation von Elementen
Auflösung von Feststoffen
Verwitterung
Veränderung der Oxidationszustände von Stoffen
Anreicherung spezieller Elemnte
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