Ausdünstung von Sümpfen oder Kadavern (Miasmen), Berührung von Kranken oder durch deren Atemluft (Kontagium)

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1 Mikrobiologie (Fragen & Antworten) 1) Was bedeutet Taxonomie? Einteilung in den Stammbaum 2) Was bedeutet Morphologie? Das Aussehen, die Gestalt 3) Welche Krankheiten werden durch Bakterien hervorgerufen (Beispiele)? Angina tonsillaris, Tetanus, Diphterie, TBC, Keuchhusten, Pest, Cholera, Milzbrand 4) Welche Krankheiten werden durch Viren hervorgerufen (Beispiele)? Polio, HIV, Hepatitis, Grippe, Röteln, Masern, Mumps, Windpocken, Schnupfen 5) Was sind Merkmale von Lebewesen? Morphologie, Art der Bewegung, Farbe, Sauerstoffaufnahme, Vermehrung, Nahrung (Stoffwechsel), Oberfläche, Lebensraum (Standort), Feinde 6) Von wem wurden Bakterien zum ersten Mal beobachtet? Leeuwenhoek 7) In welche Gruppen sind Bakterien morphologisch unterteilt? Kokken: Mikrokokken, Staphylokokken, Streptokokken, Diplokokken (semmelförmige und lanzettförmige) Stäbchen: in Länge und dicke variable Stäbchen, Sporenbildner, fusiforme Stäbchen Spiralförmige: Borrelien, Treponemen, Leptospiren 8) Welche Ursachen wurden im Altertum für Seuchen angenommen? Ausdünstung von Sümpfen oder Kadavern (Miasmen), Berührung von Kranken oder durch deren Atemluft (Kontagium) 9) Welche beiden Personen legten den Grundstein für Bakteriologie und med. Mikrobiologie? L. Pasteur und R. Koch 10) Wie lauten die KOCHschen Postulate? - Der Keim muß regelmäßig im erkrankten Organismus nachweisbar sein - Der Keim muß in Reinkultur isolierbar sein - Mit dem isolierten Keim muß sich die Krankheit reproduzieren lassen 11) Was sind höhere und niedere Protisten und welche Lebewesen gehören in welche Gruppe? höhere Protisten = Eukaryonten: Pilze, Protozoen, Pflanzen, Tiere niedere Protisten = Prokaryonten: Archaebakterien, Eubakterien 12) Wozu gehören die medizinisch relevanten Bakterien? zu den Eubakterien 13) Warum sind Viren keine Lebewesen? Ihre Vermehrung ist von einem Wirt abhängig 14) Welches Virus war das erste, das entdeckt wurde? Tabak-Mosaik-Virus

2 15) Wie ist das Größenverhältnis zwischen Virus und Bakterium? Viren sind ca mal kleiner als Bakterien 16) Welche Merkmale oder Eigenschaften dienen zur Klassifizierung von Viren? Art des Genoms (DNA oder RNA), Nukleinsäure (ss oder ds), Kapsidsymmetrie (kubisch, helikal oder komplex), Hülle (vorhanden oder nicht), Durchmesser 17) Nennen Sie die Unterschiede zwischen Viren und Bakterien! Bakterien Viren - DNA und RNA - DNA oder RNA (nie beides) - kein intrazellulärer Parasitismus - intrazellulärer Parasitismus - zelluläre Organisation - eigenständiges Bauprinzip - Zweiteilung - infizierte Zelle synthetisiert Virusbestandteile getrennt, werden später zu Viron zusammengefügt - eigene Energiegewinnung - keine eigene Energiegewinnung - eigene Proteinsynthese - keine eigene Proteinsynthese - Antibiotikaempfindlichkeit - Antibiotikaresistenz 18) Nennen Sie die Unterschiede zwischen Eukaryonten und Prokaryonten! Eukaryonten Prokaryonten - starke Kompartimierung - kaum Kompartimierung - Zellkern - kein Zellkern - größere Ribosomen - kleinere Ribosomen - keine extrachromosomale DNA/Plasmid - etxrachromosomale DNA/Plasmid - Transkription/ Translation räumlich getrennt - Transkription/ Translation nicht räumlich getrennt 19) Wie ist das DNS-Molekül aufgebaut? Die DNS ist ein Molekül, das aus zwei verbundenen Strängen besteht, die helikal gewunden sind (Doppelhelix). Das DNS- Molekül besteht aus Basen (4 verschiedene), Zucker und Phosphat. Die beiden Stränge werden durch Basen-Basen-Bindungen zusammengehalten: Adenin Thymin und Guanin Cytosin 20) Wo steckt die Information in der DNA? Der Informationsgehalt liegt in der Reihenfolge der Basen. Zucken und Phosphat tragen keine Information. 21) Was ist die Transkription und welches Enzym ist verantwortlich? Transkription ist die Herstellung einer Kopie der DNA. Dieser Vorgang wird von Enzym RNA-Polymerase durchgeführt. 22) Wie unterscheiden sich die DNA und die Kopie voneinander? Die Kopie ist einzelsträngig, ist fast wie ss-dns-molekül, enthält aber Uracil statt der Base Thymin und am Zuckerbaustein ist ein zusätzliches O-Atom vorhanden. Dieses Molekül wird als m-rna bezeichnet. 23) Was ist die Translation und wie läuft sie ab? Translation ist die Umsetzung der m-rns in Proteine. Die Abfolge der vier Basen wird an den Ribosomen im Cytoplasma in die Abfolge der Aminosäuren übersetzt. Ein Triplett Basen steht für eine spezielle Aminosäure. transfer-rnas (t-rnas) binden an Basentripletts, sie haben am Ende des Moleküls die passende Aminosäure. Die Aminosäuren werden zu Peptiden verknüpft. 24) Wie sind die Ribosomen aufgebaut und welche Typen gibt es? Ribosomen bestehen zu 60% aus r-rna (ribosomale RNA). Ribosomen der Bakterienzelle gehören dem Typ 70S an, welches aus zwei Untereinheiten besteht: 50S und 30S. Die 50S-Untereinheit besteht aus 32 Proteinen und zwei r-rnas, die 30S- Untereinheit besteht aus 21 Proteinen und einer r-rna. 25) Woraus besteht eine Bakterienzelle? starre Zellwand, Zytoplasmamembran, Zytoplasma, Chromosom (Nukleoid, Kernäquivalent)

3 26) Was ist im Zytoplasma enthalten? in Wasser gelöste Salze, Enzyme, Ribosomen, Strukturproteine, Stoffwechselzwischenprodukte und 3 Ribonukleinsäuren. Wasser macht etwa 80 % des Zellgewichtes aus. 27) Was ist das Chromosom? Es enthält die Erbinformation und besteht aus einem ringförmig geschlossenem DNA-Molekül. Kleine zusätzliche DNA- Moleküle können im Zytoplasma vorkommen: Plasmide. 28) Wie ist die Zytoplasmamembran aufgebaut und welche Funktionen hat sie? 6 8 nm dick, umschließt das Zytoplasma. Besteht aus Phosphorlipiden und Proteinen. Aufbau der Doppelschicht: Hydrophile Phosphate der Phosphorlipide liegen außen, hydrophobe Fettsäuren liegen innen und bilden wasserundurchdringliche Schicht. In die Doppelschicht sind Proteine eingelagert, integrale und periphere Proteine. Funktion der Membran: Semipermeable Barriere, aktiver Stofftransport, Enzymsysteme für Energiegewinnung, Zellwandsynthese, DNA-Vermehrung. 29) Wie ist die Zellwand eines Bakteriums aufgebaut? Zellwand hat Stützfunktion, dient als Schutz gegen osmotischen Druck. Besteht aus Polysacchariden (Glykan); Zuckerketten sind über kurze Peptide miteinander verknüpft. Diese Struktur wird als Murein bezeichnet. Die Mureinstruktur ist nicht bei Tieren oder Pflanzen anzutreffen. Viele Antibiotika greifen in den Stoffwechsel zur Synthese des Mureins ein: Penicillin verhindert die Quervernetzung der Zuckerketten, Lysozym spaltet die Zuckerketten. 30) Wie wird bei der GRAM-Färbung gefärbt? Färbung mit Gentianaviolett 1 min., Beizung mit LUGOLscher Lösung 2 3 min. einwirken lassen, Entfärben mit Aceton- Äthylalkohol (1 : 4), Abspülen mit Wasser, Gegenfärben mit verdünntem Carbolfuchsin 1 min., Abspülen mit Wasser. 31) Wie sehen grampositive und gramnegative Bakterien nach der Färbung aus? grampositiv: Bakterien erscheinen blau-violett (Gentianaviolett-Jod-Komplex kann durch Alkohol nicht herausgelöst werden) gramnegativ: Bakterien erscheinen rot (Gentianaviolett-Jod-Komplex wird durch Alkohol herausgelöst) 32) Wie unterscheiden sich die Zellwände von grampositiven und gramnegativen Bakterien im Aufbau? grampositiv: Mureinschicht der Bakterien ist dicker, sie kann bis zu 40 Schichten dick sein (20 80 nm). In die Schicht sind langkettige Teichonsäuren und zusätzliche Proteine eingelagert. gramnegativ: Mureinschicht ist dünner, besteht nur aus 2 5 Schichten, außerdem liegt außen auf der Schicht eine zusätzliche äußere Membran. Äußere Membran enthält intergale (Poren) und periphere Proteine (Rezeptoren), zusätzlich enthält sie Lipopolysaccharide (LPS). 33) Warum sind viele Antibiotika gegen gramnegative Bakterien nicht wirksam? Die weitere äußere Membran wirkt als zusätzlicher Schutz 34) Wie ist das Lipopolysaccharid-Molekül (LPS-Molekül) aufgebaut? Es besteht aus einem Lipidanteil (Lipid-A) und einer langen Zuckerkette. Das LPS-Molekül hat toxische Eigenschaften, das Lipid-A führt zu Fieber und Durchfall. LPS-Moleküle sind erst aktive Toxine, wenn sie aus der Bakterienzellwand freigesetzt werden. Die äußere Seitenkette des Zuckers (O-spezifische Seitenkette) bewirkt die Bildung von O-Antigenen. 35) Was sind Endotoxine und Exotoxine? Endotoxine werden beim Absterben des Bakteriums freigesetzt, Exotoxine werden normalerweise von Bakterien freigesetzt. 36) Welche Antigene können sich auf der Bakterienoberfläche befinden? O-Antigen, K-Antigen, H-Antigen 37) Wie läuft eine Infektion einer Zelle mit einem Virus ab? Zelle finden, anhaften, eindringen, vermehren, Zelle verlassen

4 38) Wie erkennen Viren die Zellen, die sie befallen können? Zellen besitzen bestimmte Rezeptoren, die aus Proteinen bestehen. 39) Nennen Sie die Unterschiede zwischen RNA und DNA! RNA Ribose Adenin, Cytosin, Uracil, Guanin Einzelstrang keine Hitzestabilität DNA Desoxyribose Adenin, Cytosin, Thymin, Guanin Doppelstrang Hitzestabilität 40) Was ist ein Plasmid? zusätzliche DNA, ringförmig, ist ein Merkmal von Bakterien, enthält Informationen über Toxine und Antibiotikaresistenz 41) Zählen Sie Untersuchungen im Routinelabor auf, um Bakterien zu bestimmen! Morphologie, Gramverhalten, Sauerstoffanspruch, Sporenbildung, Beweglichkeit, Stoffwechselleistungen, antigene Oberflächenstrukturen, Antibiotikaresistenz, Phagenempfindlichkeit 42) Nennen Sie die vier Phasen der Virusvermehrung! Bindung (Adsorption) an eine spezifische Zelle, Aufnahme (Penetration) in die Zelle, Vermehrung in der Wirtszelle, Zusammenbau und Freisetzung neuer Viruspartikel (die Wirtszelle stirbt dabei) 43) Was sind bekapselte Bakterien? Bekapselte Bakterien sind in der Regel pathogener als nicht bekapselte Bakterien gleicher Art. Funktion der Kapsel: Haftmechanismus, Austrocknungsschutz, Schutz vor Phagozytose. Die Kapseln bestehen aus Polysacchariden, die eine Antikörperbildung bewirken. Sie werden daher auch als K-Antigene bezeichnet. Verschiedene Kapseltypen werden als Serovare bezeichnet. Zum Nachweis einer Kapsel ist das Tuschepräparat geeignet. 44) Was sind Sporen? Sporen sind Dauerformen von Bakterien, pro Zelle eine Spore. Sie stellt ein umhülltes Chromosom dar, ist extrem umweltresistent, kann Trockenheit und Hitze überstehen, bis sie dann wieder auskeimt. 45) Was sind Geißeln? Manche Bakterien besitzen Geißeln, um sich fortzubewegen. Sie bestehen aus Proteinen (H-Antigene). Geißeln sind ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal von Bakterien. 46) Was sind Fimbrien bzw. Pili? Pili dienen der Anhaftung und sitzen auf der Oberfläche von Bakterien. Sie bestehen aus Protein und sind von den Geschlechtspili zu unterscheiden, die dem Austausch genetischer Informationen dienen (Konjugation). 47) Beschreiben Sie die Struktur und den Aufbau von Viren! Ein Virus besteht aus seinem genetischen Material (RNA oder DNA), was in virusspezifische Proteine verpackt ist. Dies ist von einer Hülle (Kapsid) umgeben, zusätzlich kann eine Lipidhülle vorhanden sein. Das Virus besitzt bestimmte Strukturen auf der Oberfläche, die Proteine auf den Zielzellen spezifisch erkennen (Schlüssel-Schloß-Prinzip). 48) Was ist das besondere am Retrovirus (HIV)? Das Virus ist umhüllt, besitzt eine Lipidhülle, die es beim Verlassen der Zelle erhält. In dieser Hülle befinden sich virusspezifische Proteine (env-proteine), die das Protein CD4 auf den menschlichen T4-Lymphozyten erkennen. 49) Was sind Bakteriophagen? Bakteriophagen sind die Viren der Bakterien. Sie bestehen aus genetischem Material, das von Protein umhüllt ist; spezielle Proteine erkennen Oberflächenstrukturen oder Proteine der bakteriellen Zellmembran (Schlüssel-Schloß-Prinzip). Oft werden genetische Informationen von Bakterien über Phagen beim nächsten Befall mitübertragen (Transduktion). Phagen, die nur bestimmte Bakterienstämme infizieren, können zur Bakterienidentifizierung genutzt werden.

5 50) Welche Nährstoffe und Spurenelemente brauchen Bakterien? Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium, Eisen Spurenelemente: Zn, Mn, Na, Cl, Cu, Co, Ni 51) Welche Stoffwechseltypen gibt es? Kohlenstoffquelle: C-autotroph (aus CO 2 aus der Luft), C-heterotroph (aus organischen Stoffen) Energiequelle: phototroph (aus Licht), chemotroph (aus chemischen Reaktionen) Wasserstoffgeber: organotroph (organische Verbindungen), lithotroph (anorganische Verbindungen) 52) Was sind katabole und anabole Reaktionen? katabol: energieliefernd (unter Abbau von Nährstoffen) anabol: energieverbrauchend (Aufbau von Makromolekülen) 53) Welche Stoffwechselformen kommen bei humanpathogenen Bakterien vor? chemotroph, organotroph, heterotroph 54) Wie gewinnen Bakterien ihre Energie und auf welchen zwei Wegen kann dies erfolgen? Die Energie wird durch Abspaltung/ Übertragung von Wasserstoff von den Nährstoffen gewonnen (Oxidation). Das kann geschehen durch 1.) Übertragung des Wasserstoffs (e - + p + ) auf O 2 (aerobe oder anaerobe Atmung) oder durch 2.) Übertragung auf organische Moleküle (Gärung = Fermentation). Die Energieausbeute ist bei der Atmung größer, die Energie wird in Form spezieller Moleküle gespeichert. Für die Atmung ist ein Enzymkomplex notwendig, die Atmungskette. 55) In welche Typen werden Bakterien im Zusammenhang mit Sauerstoff eingeteilt? Erläutern Sie! fakultative Anaerobier: Bakterien, die Nährstoffe veratmen und vergären können obligate Aerobier: Bakterien, die sich nur unter Anwesenheit von Sauerstoff vermehren können obligate Anaerobier: Bakterien, die unter Anwesenheit von Sauerstoff sterben aerotolerante Anaerobier: Bakterien, die Sauerstoff bei der Oxidation nicht benutzen, aber tolerieren 56) Wann findet eine Gärung statt? bei Abwesenheit von Sauerstoff, wenn ein geeigneter Wasserstoffakzeptor fehlt (fakultativ), wenn die Enzyme der Atmungskette nicht vorhanden sind (obligat) 57) Wo bleibt der Wasserstoff bei einer Gärung? Er wird gasförmig freigesetzt (selten) oder auf organische Verbindungen übertragen, die ausgeschieden werden. 58) Erläutern Sie die Milchsäure- und Alkoholgärung! Milchsäuregärung: Wasserstoff wird auf Pyruvat übertragen und in Form von Milchsäure (Lactat) ausgeschieden. Alkoholgärung: durch Hefen (Pilze) wird Glukose zu Ethanol und CO 2 vergärt 59) Nennen Sie die Eigenschaften von Lactobakterien! obligate Gärer, ohne Katalase, grampositiv, keine Sporen, stäbchenförmig, aerotolerant