TABLE Key diagnostic reactions used to separate the various genera of enteric bacteria Genus H 2 S (TSI)

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2 TABLE Key diagnostic reactions used to separate the various genera of enteric bacteria Genus H 2 S (TSI) Urease VP Indole Motility Gas from glucose -Galactosidase Escherichia or Enterobacter Shigella or or - Edwardsiella Salmonella or - Klebsiella or Arizona Citrobacter + or Proteus + or or or - - Providencia Yersinia Hafnia or - Genus KCN Citrate Mucate utilization Phenylmethyl red Tartrate utilization Alanine deaminase DNA (mol % GC) Escherichia Enterobacter Shigella Edwardsiella or Salmonella - + or - + or or Klebsiella or Arizona or Citrobacter + or Proteus + + or Providencia Yersinia Hafnia

3 Fermentationen von Enterobakterien

4 Das Enterobakterium Erwinia carotovora Typische Butandiolbildung aus zwei Molekülen Pyruvat

5 Die peritrichen Geißeln Proteus mirabilis gruppieren sich zu einem Geißelbündel Schwärmverhalten von Proteus Schwärmende Kolonie von Proteus vulgaris

6 Kolonien von Serratia marcescens Orange-rote Pigmentierung durch pyrrolhaltige Pigmente S. marcescens ist einen opportunistischer (nosokomial) Krankheitserreger. Bei immungeschwächten Personen verursacht er Harnwegsentzündungen, Sepsis, Pneumonie, Endokarditis, Meningitis, Osteomyelitis.

7 Biolumineszierende Bakterien (a) Zwei Petrischalen mit Vibriofischeri, Stamm MJ-1 (blaue Lumineszenz), und rechts: V. fischeri, Stamm Y-1 (grüne Lumineszenz). (b) Kolonien von Photobacterium phosphoreum (c) Der Leuchtfisch Photoblepharon palpebratus (d) Der gleiche Fisch, fotografiert ohne äußere Lichtquelle. (e) P. palpebratus in einem Korallenriff im Golf von Eilat. (d) EM- Aufnahme eines Dünnschnitts durch ein Leuchtorgan von P. palpebratus, auf der dicht gepackte Ansammlungen der biolumineszenten Bakterien zu erkennen sind (Pfeile).

8 Obligate intracellular parasites DNA mol% GC

9 Rickettsien in Wirtszellen Rickettsia rickettsii (0,3 m im Durchmesser) in Vaginalzellen der Feldmaus Microtus pennsylvanicus. EM-Aufnahme von Rickettsiella popilliae in einer Blutzelle seines Wirtes, des Käfers Melolontha melolontha. Die Bakterien in einer abgegrenzten Vakuole innerhalb der Wirtszelle gewachsen

10 Wolbachia pipientis Eizelle der parasitären Grabwespe Trichogramma kaykai, in der Wolbachia pipientis erkennbar sind, die eine Parthenogenese (Jungfernzeugung) auslösen.

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12 Spirillen Spirillum volutans Darmspirillums mit polaren Geißelbüscheln Ancyclobacter aquaticus

13 Magnetospirillum magnetotacticum Magnetitpartikel (Fe 3 O 4 ), die Magnetosomen Die Teilchen dienen der Ausrichtung der Zelle entlang der erdmagnetischen Feldlinien

14 Das räuberische Bakterium Bdellovibrio Eindringen von Bdellovibrio in eine Escherichia col Zelle Die Bdellovibrio-Zelle ist von einer Membran umgeben, die eine Einfaltung der Membran der Beutezelle ist

15 Entwicklungszyklus von Bdellovibrio bacteriovorus

16 Sphaerotilus natans Schwärmerzelle mit polarem Flagellenbüschel.

17 Leptothrix und die Eisenausfällung Protuberanzen der Zellhülle

18 Prosthekate Bakterien Asticcacaulis biprosthecum Ancalomicrobium adetum Stella

19 Zellteilung bei konventionellen Bakterien und knospenden bzw. gestielten Bakterien.

20 Stadien des Zellzyklus von Hyphomicrobium

21 Zellform von Hyphomicrobium

22 Gestielte Bakterien Caulobacter-Rosette Dünnschnitt: Stielregion mit cytoplasmatische Anteilen.

23 Wachstum und Vermehrung von Caulobacter

24 Eisenoxidierer Gallionella ferruginea Verdrehter Stiel aus Eisenhydroxid

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26 Lebenszyklus von Myxococcus xanthus

27 Myxococcus xantus fruiting bodies on a dung bead

28 Myxococcus Vegetative cell of Myxococcus xanthus Myxospore from M. xanthus

29 Schwärmverhalten von Myxococcus Die Einzelzellen sind über Pili verbunden Myxococcus xanthus auf einer Agaroberfläche (r = 5 mm) Myxococcus fulvus aus einer aktiv gleitenden Kultur

30 Myxococcus xantus fruiting bodies on lawn of bacteria grown on a agar platea dung bead Swarming cells from the fruiting bodies eat through the bacterial lawn

31 Fruchtkörper von Myxobakterien. (a) Myxococcus flavus (125 m hoch). (b) Myxococcus stipitatus (170 m hoch). (c) Chondromyces crocatus (560 m hoch).

32 Stigmatella aurantiaca Fruchtkörper ist ca. 150 m hoch Einzelzellen erkennbar

33 Fruchtkörperbildung bei Chondromyces crocatus (a) Die Schleimbildung im Kopfbereich hat noch nicht eingesetzt. Aggregation der Zellen und Aufwölbung. (b) Anfangsstadium der Stielbildung.der Kopf besteht, noch erkennbar sind. (c) Drei Stadien der Kopfbildung. Man beachte, dass der Stieldurchmesser zunimmt. (d) Reife Fruchtkörper. Der gesamte Fruchtkörper ist ca. 600 m hoch

34 Die prokaryontische Vielfalt: Die Bakterien (Bacteria) Kapitel 18

35 Phylogenetischer Stammbaum der Bacteria Durch Vergleiche der 16S rrna-sequenzen

36 Phylum 2 und 3: Gram-positive bacteria and Actinobacteria

37 Abbildung 4.31: Teichonsäuren und die Gesamtstruktur der grampositiven Zellwand. (a) Struktur der Ribitolteichonsäure von Bacillus subtilis. Die Teichonsäure ist hier als Polymer aus sich wiederholenden Ribitoleinheiten dargestellt. (b) Zusammenfassende Darstellung der grampositiven Zellwand.

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39 Staphylococcus aureus (a) Raster-EM Aufnahme (b) EM-Dünnschnitt

40 Sarcina. Typische Zellpakete grampositive Kokken

41 TABLE Differentiation of the principal genera of lactic acid bacteria Genus Cell form and arrangement Fermentation DNA (mol % GC) Streptococcus Cocci in chains Homofermentative Leuconostoc Cocci in chains Heterofermentative Pediococcus Cocci in tetrads Homofermentative Lactobacillus (1) Rods, usually in chains (2) Rods, usually in chains Homofermentative Heterofermentative Enterococcus Cocci in chains Homofermentative Lactococcus Cocci in chains Homofermentative 38-41

42 Vergärung von Glucose bei homofermentativen und heterofermentativen Milchsäurebakterien 1+

43 Lactobacillus-Arten (a) Lactobacillus acidophilus (b) Lactobacillus brevis (c) Lactobacillus delbrueckii (>> 100 Arten)

44 TABLE Characteristics of subgroups in the genus Lactobacillus Characteristics Homofermentative: Lactic acid the major product (>85% from glucose) No gas from glucose; aldolase present (1) Grow at 45 C but not at 15 C, long rods; glycerol teichoic acid (2) Grow at 15 C, variable growth at 45 C; short rods and coryneforms; ribitol and glycerol teichoic acids; can produce more oxidized fermentation products if O 2 is present Heterofermentative: Produce about 50% lactic acid from glucose; produce CO 2 and ethanol; aldolase absent; phosphoketolase present; long and short rods; glycerol teichoic acid Representative species L. delbrueckii L. acidophilus L. casei, L. plantarum L. curvatus L. fermentum L. brevis, L. buchneri L. kefiri DNA (mol % GC)

45 Lactokokken Lactococcus lactis. Streptococcus sp

46 Es gibt auch nosokomiale Enterokokken: Ursachen für Harnwegsinfekte, Sepsis, Endokarditis

47 Streptococcus pyogenes auf Blutagar

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51 Bacillus thuringiensis Dünnschnitt einer sporulierenden Zelle. Das kristalline Protein (Bt-Toxin) ist für bestimmte Insekten stark giftig, indem es die Lyse von Zellen des Darms auslöst.

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54 Clostridien-Arten mit Endosporen Clostridium cadaveris Clostridium sporogenes Clostridium bifermentans

55 Buttersäuregärung durch Clostridien

56 Zellen und Endosporen der Heliobacteria Heliobacillus mobilis Heliophilum fasciatum Heliobacterium gestii Endosporen

57 Typische Spiegeleiform von Mycoplasmakolonien auf Agar

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59 Mycoplasma mycoides kokkoide und hyphenartige Strukturen

60 Geschlechterverhältnis-Spiroplasmen, aus der Hämolymphe der Fliege Drosophila pseudoobscura Infizierte weibliche Fliegen bringen nur weibliche Nachkommen hervor

61 Genus Arthrobacter Gram-positive aerobic soil bacterium with variable shape. Grows on phenol and herbizides and other persistent organic compounds, and plays an important role in decomposing pollutants from soil. Arthrobacter crystallopoietes: Source of biotechnological enzymes such as L- and D-hydantoinase, and L- und D-carbamoylase used for producing enantiopure amino acids R R D-hydantoin L-hydantoin

62 Snapping of cells of A. crystallopoietes

63 Zellteilung bei Arthrobacter crystallopoietes

64 A. globiformis in einer Objektträgerkultur (a) Einzelne, kokkoide Zelle; (b-e) Umwandlung zum Stäbchen und Vermehrung einer Mikrokolonie, die vornehmlich aus Stäbchen besteht; (f-g) Umwandlung der Stäbchen zu kokkoiden Formen

65 Propionibacteria Propionibacterium acidipropionici P. acnes P. freudenreichii P. jensenii Gram-positive, anaerobic bacteria, rod-shaped or branched and can occur singularly, in pairs, or in groups. They generally produce lactic acid, propionic acid, and acetic acid from glucose. One species, P. freudenreichii seems to be dependent on free amino acids and peptides made in the cheese by casein degradation of Lactobacillus proteolytic enzymes. P. freudenreichii produces carbon dioxide, which makes the holes in swiss cheese. The propionic acid produced from breaking down glucose is what gives Swiss cheese its characteristic flavor.

66 Propionsäuregärung durch Propionibacterium B 12

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68 Characteristic colony forms of mycobacteria Mycobacterium tuberculosis M. avium oportunistic with AIDS

69 Struktur des Cordfaktors eines mycobakteriellen Glycolipids 6,6 -Dimycolyltrehalose

70 Mycobacterium tuberculosis Beginn einer zopfartigen Verschlingung der Zellen

71 Nocardia Filamentöses Wachstum einer jungen Kolonie

72 Streptomyces Kolonien Ausstrich einer Bodenprobe Streptomyces coelicolor

73 Antibiotika aus Streptomyces Hemmzone Das rote Antibiotikum Undecylprodigiosin wird von Streptomyces coelicolor-kolonien ausgeschieden

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75 Sporen tragender Strukturen der Actinomyceten Streptomyces

76 Sporenbildung bei Streptomyces Lufthyphe (Sporophor)

77 Verschiedene Morphotypen bei Streptomyceten

6. BAKTERIENSYSTEMATIK

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