ist die Vorlesung MIKROBIOLOGIE 2 (SS 2 SWS)

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1 Die unmittelbare Fortsetzung der Vorlesung MIKROBIOLOGIE 1 (WS 1 SWS) ist die Vorlesung MIKROBIOLOGIE 2 (SS 2 SWS) 1. Block (Henrich) ab montags 09:00-09:45 mittwochs 19:00-20:30 2. Block (Frankenberg-Dinkel) ab montags 08:15-9:45

2 th edition 1184 Seiten ISBN ca. 173,- Sept aktualis. Aufl Seiten ISBN ca. 72,-

3 September Auflage 340 Seiten ISBN ca. 33,-

4 Fachbereiche Fachbereich Biologie Fachgebiete Mikrobiologie Lehre Sommersemester Vorlesung Mikrobiologie 2 B. HENRICH 1_17, 2_17, 3_17, 4_17 N. FRANKENBERG-DINKEL.

5 ALLGEMEINE MIKROBIOLOGIE 2016/17 MIKROBIOLOGIE 1 NFD Einführung Geschichte der Mikrobiologie Morphologie / Cytologie Mikroskopie Bakterien: Größenordnung Aufbau der Zelle, Formen Zellbiologie (Aufbau Funktion) Membran, Funktion, Phospholipide Transporter Peptidoglykan Gram negative und Gram positive Zellwand Aufbau der Flagelle, Taxien peicherstoffe spezialisierte Strukturen, Besonderheiten der Archaea... BH Kernäquivalent (Nucleoid) Ribosomen Endosporen 3. Viren 3.1. Bau 3.2. Infektionszyklen 3.3. Nachweis MIKROBIOLOGIE 2 BH + NFD 4. Wachstum 4.1. Messung 4.2. Math. Beschreibung 4.3. Umweltfaktoren 4.4. Desinfektion / Sterilisation 4.5. Antibiotika 5. Stoffwechsel 5.1. Übersicht 5.2. Anreicherung von Mikroorganismen 5.3. Stoffkreisläufe 5.4. Energiestoffwechsel oxidative Phosphorylierung Substratphosphorylierung Photophosphorylierung 5.5. Co2-Fixierung Stickstoff-Fixierung Biolumineszenz 5.8. bakterielle Toxine 6. Bakteriensystematik 6.1. Taxonomie 6.2. ausgewählte Bakteriengruppen EUbakterien, GramNEGATIV chemoheterotrophe Aerobier gleitende Bakterien Enterobakterien (+ Verwandte) Anaerobier Spirochaeten EUbakterien, GramPOSITIV einzellige Sporenbildner nicht-sporenbildende einzellige Gärer Bakterien mit hohem G+C-Gehalt Mycoplasmen ARCHAEbakterien extrem Halophile Methanogene Hyperthermophile 7. Bakteriengenetik 7.1. DNA als Erbträger..

6 4. WACHSTUM

7 4. WACHSTUM 4.1 Messung

8 4. WACHSTUM 4.2 math. Beschreibung expon. Wachstum

9 statische Kultur 4. WACHSTUM Wachstumskurve

10 limitierendes Substrat 4. WACHSTUM µ = f([s]) K s ~ Affinität

11 limitierendes Substrat 4. WACHSTUM X-X 0 = f([s]) Y ~ Effizienz Bioassay

12 kontinuierliche Kultur 4. WACHSTUM Verfahren Chemostat Turbidostat

13 4. WACHSTUM 4.3 Umweltfaktoren Temperatur ph-wert Wasseraktivität Sauerstoff

14 physikalisch 4. WACHSTUM 4.4 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

15 mechanisch 4. WACHSTUM 4.4 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

16 chemisch 4. WACHSTUM 4.4 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

17 chemisch 4. WACHSTUM 4.4 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

18 chemisch 4. WACHSTUM 4.4 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

19 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika 1928

20 Murein (-Synthese) 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG Penicillin Cephalosporine Schimmelpilze

21 Murein (-Synthese) 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung -Lactame Zellwand Membran

22 Murein (-Synthese) 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung

23 Proteinsynthese 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

24 Proteinsynthese 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

25 RNA Polymerase 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

26 DNA Gyrase 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG [Fluor] [Fluor]Chinolone Ciprofloxazin synthetisch! Hemmung der Gyrase (Ciprofloxazin)

27 Membranen 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

28 4. WACHSTUM 4.5 Antibiotika Resistenzmechanismen * *= keine Aufnahme durch die Äußere Membran Gram-negativer Bakterien! Penicillin (klein, hydrophil) passiert die Äußere Membran durch Porine spontan! Mutation horizontaler Gentransfer Selektion

29 5. STOFFWECHSEL

30 Energie-Quelle Brennstoffe 5. STOFFWECHSEL 5.1 Übersicht Red.-Äquivalente Katabolismus

31 Kohlenstoff-Quelle Baustoffe CO 2 -Fixierung 5. STOFFWECHSEL 5.1 Übersicht Anabolismus

32 5. STOFFWECHSEL 5.1 Übersicht

33 z.b. Photoautotrophe 5. STOFFWECHSEL 5.2 Anreicherung

34 Kohlenstoff (CH 2 O) n 5. STOFFWECHSEL 5.3 Stoffkreisläufe CH 4 CO 2 Anaerobic respiration: Fermentation: anaerobic microorganisms (CH 2 O) n

35 Stickstoff 5. STOFFWECHSEL 5.3 Stoffkreisläufe Red.-Äquivalente

36 Schwefel 5. STOFFWECHSEL 5.3 Stoffkreisläufe

37 5. STOFFWECHSEL 5.4 Energiestoffwechsel Red.-Äquivalente Oxidative Phosphorylierung Substratketten- Phosphorylierung Photo- Phosphorylierung

38 protone motive force = pmf 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl Atmungskette - - H + H + H + H + H + H + H + H+ oxidative Phosphorylierung H + H H + H + G = H + H R T ln [H+ ] innen [H + ] außen - + n F Konzentrations -Gradient Ladungs -Gradient

39 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl Atmungskette NAD(P)H + H + ox. G pmf NAD(P) + chemiosmotische Hypothese

40 galvanisches Element 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl Atmungskette Messung des Normalpotentiales

41 Potentialdifferenz 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl Atmungskette NAD(P)H + H + ox. G pmf NAD(P) +

42 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl Atmungskette überträgt NADH+H + (- 0,32 V) 2e - + 2H + 2e - 2e - + 2H + 2e - O 2 (+ 0,82 V)

43 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl ATPase G = R T ln [H+ ] innen [H + ] außen + n F Konzentrations -Gradient Ladungs -Gradient

44 lithotroph organotroph 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl e - -Donatoren Red.-Äquivalente

45 lithotroph CM 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl anorg. e - -Donatoren NADH+H + (- 0,32 V) O 2 (+ 0,81 V)

46 lithotroph 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl anorg. e - -Donatoren Eisenbakterien Thiobacillus ferrooxidans

47 lithotroph 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl anorg. e - -Donatoren III Fe 2 (SO 4 ) 3 MeS MeSO 4 ox. red. II FeS 2 Erz-Laugung ox. (Me) Fe- (FeS 2 ) Cu- Zn- -Sulfide Ni- Mo- U- Eisenbakterien Thiobacillus ferrooxidans

48 lithotroph 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl anorg. e - -Donatoren

49 Red.-Äquivalente 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl e - -Akzeptoren

50 aerobe Atmung CM 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl e - -Akzeptoren NADH+H + (- 0,32 V) O 2 (+ 0,82 V)

51 anaerobe Atmung 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl andere e - -Akzeptoren

52 anaerobe Atmung 5. STOFFWECHSEL oxidat. Phosphoryl andere e - -Akzeptoren