Bakterienformen. Stäbchen. Zellgröße: 0,1 5 µm

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1 Bakterienformen

2 Bakterienformen Kugel Coccus Stäbchen Bacillus Gekrümmtes Stäbchen Vibrio Korkenzieher Spirillum Zellgröße: 0,1 5 µm

3 Das größte Bakterium: Thiomargarita namibiensis (750 µm) Das kleinste Bakterium mit Zellwand: Nanoarchaeus equitans (0,35 µm) 1,0 µm Die kleinsten Bakterien ohne Zellwand: Mycoplasmen (0,1 µm) 0,1 µm

4 Prokaryont kein Zellkern Alge mit Zellkern und Chloroplasten Nimmt gelöste Nahrung auf, osmotroph. Scheidet Verdauungsenzyme aus. Nimmt gelöste Nahrung auf, osmotroph. Scheidet keine Verdauungsenzyme aus. Flagellat mit Zellkern, Mitochondrien und Nahrungsvakuole Nimmt Nahrungspartikel auf, phagotroph.

5 Prokaryonten und Mikroalgen: Stoffwechsel in die wässrige Umwelt gerichtet. Prokaryonten: Die wässrige Umwelt ist sinngemäß ihr Zytoplasma. Prokaryonten: Keine makroskopisch wahrnehmbare Gestalt - Prozeßgestalt

6 Prokaryonten haben eine Prozeßgestalt Abbau von: Zuckern, Polysacchariden Aminosäuren, Proteinen Fettsäuren, Fetten Bildung von: CO 2, Säuren, Alkoholen Atmung (Sauerstoffatmung, Nitratatmung, Sulfatatmung) Gärung Oxidation von: Fe 2+, Mn 2+, NH 4+, H 2 S Wachstum mit/ohne Licht und bei kalten/ heissen Temperaturen

7 Zellmembran Zellwand (Sacchulus) Kein Zellkern, Nukleoidregion Prokaryonten Genom ringförmig, dsdna, z.t. Plasmide (ringförmig oder linear) Keine Zellkompartimentierung durch intrazelluläre Membransysteme, z.t. Membranstapel für Stoffwechselprozesse (Photosynthese, Atmung) Ribosomen (Proteinsyntheseapparat) Einschlüsse (Speicherstoffe, Stärke, Phosphate) Geißel, Kapsel, Pili

8 Phylogenie

9 Phylogenie

10 Aufbau der Zellwand von Bakterien

11 Zellwand eines Gram-positiven Bakteriums Glycerol- Teichonsäuren Ribitol- Teichonsäuren n = 8-50 Peptidoglycan: ca. 40 Mureinschichten

12 Zellwand eines Gram-negativen Bakteriums Peptidoglycan: 1-5 Mureinschichten

13 Bausteine des Peptidoglykans (Murein) der Bakterienzellwand Peptidoglykan

14 Pseudomurein (Polymer aus N-Acetyl-Glucosamin und N-Acetyl-Talosaminuronsäure, ß-1,3 verknüpft) Zellwände von Archaea

15 Zellwand von... Archaea Eubakterien Eukaryonten typisch i.d.r. Pseudomurein i.d.r. Peptidoglykan (Mureinsacculus) Cellulose (Pflanzen) Chitin (Pilze) Polymer aus: N-Acetyl- Glucosamin und N- Acetyl- Talosaminuronsäure N-Acetyl- Glucosamin und N- Acetyl- Muraminsäure Glucose (Cellulose) bzw. Glucosamin (Chitin) kann auch fehlen ja ja ja oder aus anderen Komponenten aufgebaut sein Proteinhülle, etc. Proteinhülle, etc. Proteinhülle, Kalkauflagerungen, Silikatschalen, etc.

16 Bewegung von Prokaryonten Taxis negativ oder positiv Chemotaxis Phototaxis Aerotaxis Geotaxis

17 Bewegung von Prokaryonten Geißelapparat Spirochaeten: geißelartige Proteine unter der Zellwand Gleiten auf Schleimen

18 Wachstum Zweiteilung Biomassezunahme höchstens um den Faktor 2 Exponentielles Wachstum N = N 0 e -µt

19 Wachstum und Stoffwechsel Wachstum: Energieversorgung + Biomassebildung + Ausscheidung C, N, P, S (Exkretion) Anabolismus - Metabolismus - Katabolismus Stoffaufbau Stoffwechsel Stoffabbau Prokaryonten: Extrem große Stoffwechselvielfalt Pflanzen und Tiere: Formenvielfalt - Stoffwechseleinfalt

20 Stoffwechseltypen Stoffwechseltypen Energiequelle: Licht chemisch gebundene Energie CH 4, H 2 S, NH 4+, organ. Verb. phototroph chemotroph Reduktionsäquivalente: anorganische organische (H-Donator) Verbindungen Verbindungen CH 4, H 2 S, NH + 4 Glukose, Aminosäuren lithotroph organotroph C-Quelle: CO 2 organische Verbindungen autotroph heterotroph Photolithoautotrophe Pflanzen, Bakterien Chemolithoautotrophe Prokaryonten Chemoorganoheterotrophe Tiere, Prokaryonten Photoorganoheterotrophe Prokaryonten

21 Bakterien N2-Fix, können Luftstickstoff Sauerstoff fixieren (nur unter Sauerstoff-freien Verhältnissen) Sauerstoffatmung: Aerobier, obligat, fakultativ Leben ohne Sauerstoff: (Gärung, anaerobe Atmung) Anaerobier, obligat, fakultativ

22 Fazit Fazit Prokaryonten haben einfache Formen Bakterien und Archaen unterscheiden sich im Aufbau der Zellwand Prokaryonten haben eine extrem hohe Stoffwechselvielfalt

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