4. WACHSTUM. 4.1 Messung

Transkript

1 4. WACHSTUM

2 4. WACHSTUM 4.1 Messung

3 4. WACHSTUM 4.2 math. Beschreibung expon. Wachstum

4 statische Kultur 4. WACHSTUM 4.3 Wachstumskurve

5 kontinuierliche Kultur 4. WACHSTUM 4.5 Verfahren Chemostat Turbidostat

6 essentielles Substrat 4. WACHSTUM 4.4 X-X 0 = f([s]) [S] [S] [S] [S] [S] [S] X 0

7 essentielles Substrat 4. WACHSTUM 4.4 X-X 0 = f([s]) X-X 0 [S]

8 Temperatur 4. WACHSTUM 4.6 Parameter

9 ph-wert 4. WACHSTUM 4.6 Parameter

10 Wasseraktivität 4. WACHSTUM 4.6 Parameter

11 Sauerstoff 4. WACHSTUM 4.6 Parameter

12 physikalisch 4. WACHSTUM 4.7 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

13 mechanisch 4. WACHSTUM 4.7 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

14 chemisch 4. WACHSTUM 4.7 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

15 chemisch 4. WACHSTUM 4.7 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

16 chemisch 4. WACHSTUM 4.7 Desinfektion / Sterilisation AGENS MITTEL wirksam gegen WIRKUNG ANWENDUNG

17 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika 1928

18 Murein (-Synthese) 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG Penicillin Cephalosporine Schimmelpilze

19 Proteinsynthese 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

20 Proteinsynthese 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

21 RNA Polymerase 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

22 DNA Gyrase (Topoisomerase Typ II) 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG [Fluor] [Fluor]Chinolone Ciprofloxazin synthetisch! Hemmung der Gyrase (Ciprofloxazin)

23 Membranen 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Einteilung CHEM. KLASSE BEISPIEL PRODUZENT WIRKUNG

24 4. WACHSTUM 4.8 Antibiotika Resistenzmechanismen spontan! Mutation horizontaler Gentransfer Selektion

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26 Energie-Quelle Brennstoffe 5.1 Übersicht Red.-Äquivalente Katabolismus

27 Kohlenstoff-Quelle Baustoffe CO 2 -Fixierung 5.1 Übersicht Anabolismus

28 5.1 Übersicht

29 5.2 Energiestoffwechsel Red.-Äquivalente ATMUNG Oxidative Phosphorylierung Gärung Substratketten- Phosphorylierung Photosynthese Photo- Phosphorylierung

30 proton motive force 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG Atmungskette NAD(P)H + H + ox. G pmf NAD(P) + + 2H + + 2e - chemiosmotische Hypothese

31 proton motive force H + H + H + H + H + H + H+ oxidative Phosphorylierung - H + H + H überträgt 2e - + 2H + 2e - 2e - + 2H G 2e - = H + H + H + H + NADH+H + (- 0,32 V) R T ln [H+ ] innen [H + ] außen 5.2 Energiestoffwechsel - - ATMUNG Atmungskette - + n F Konzentrations -Gradient O 2 (+ 0,82 V) Ladungs -Gradient

32 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG ATPase G = R T ln [H+ ] innen [H + ] außen + n F Konzentrations -Gradient Ladungs -Gradient

33 lithotroph organotroph 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Donatoren Red.-Äquivalente

34 lithotroph CM 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Donatoren: anorganisch NADH+H + (- 0,32 V) O 2 (+ 0,81 V)

35 lithotroph 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Donatoren: anorganisch (Me) Fe- Cu- Zn- -Sulfide Ni- Mo- U- Eisenbakterien Thiobacillus ferrooxidans

36 lithotroph III Fe 2 (SO 4 ) 3 MeS MeSO 4 ox. red. II FeS 2 Erz-Laugung 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Donatoren: anorganisch ox. (Me) Fe- (FeS 2 ) Cu- Zn- -Sulfide Ni- Mo- U- Eisenbakterien Thiobacillus ferrooxidans

37 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Akzeptoren Red.-Äquivalente

38 aerobe Atmung anaerobe Atmung CM 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Akzeptoren: andere NADH+H + (- 0,32 V) O 2 (+ 0,82 V)

39 anaerobe Atmung 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Akzeptoren: andere

40 anaerobe Atmung 5.2 Energiestoffwechsel ATMUNG e - Akzeptoren: andere

41 5.2 Energiestoffwechsel GÄRUNG -33.4

42 C- und e - -Fluß 5.2 Energiestoffwechsel + Polysacch. Hexosen, Pentosen + Polyalkohole + org. Säuren + (Aminosäuren) GÄRUNG - gesättigte Kohlenwasserst. - Steroide - Carotinoide - Porphyrine

43 Propionsäure-G. Oxidation NADH+H Energiestoffwechsel GÄRUNG gemischte Säure-G. Pyruvat- Decarboxylase Lactat- Dehydrogenase alkoholische G. homoferment. Milchsäure-G. *heteroferment. Milchsäure-G. Butandiol-G. Buttersäure-G.

44 heterofermentative Milchsäure-G. 5.2 Energiestoffwechsel GÄRUNG NADH+H + Milchsäurebakterien NADH+H + Phospho-Ketolase x NADH+H + Lactat- Dehydrogenase

45 gemischte Säure-G. Escherichia coli 5.2 Energiestoffwechsel GÄRUNG + 2 H + 4 H Pyruvat-Formiat-Lyase + 4 H

46 Buttersäure-G. Clostridium Glucose Glycolysis Pyruvate Pyruvat : Ferredoxin-Oxidoreductase phosphoroclastic reaction 5.2 Energiestoffwechsel GÄRUNG + 2 H Fd red + 2 H Acetaldehyde Acetyl-CoA Acetoacetyl-CoA CO 2 H 2 Acetoacetic acid H 2 O + 2 H ß-Hydroxybutyryl-CoA CO H Crotonyl-CoA + 2 H Butyryl-CoA + 2 H Butyraldehyde + 2 H

47 Propionsäure-G. 5.2 Energiestoffwechsel GÄRUNG NADH+H + Lactat Propionibacterium NADH+H + Transcarboxylase

48 Übersicht 5.2 Energiestoffwechsel PHOTOSYNTHESE Heliobakterien

49 Pigmente 5.2 Energiestoffwechsel PHOTOSYNTHESE (Bacterio-)Chlorophylle 450 nm nm Chlorophyll a Carotinoide nm ß-Carotin Phycobiliproteine nm Phycoerythrin

50 Pigmente 5.2 Energiestoffwechsel PHOTOSYNTHESE (Bacterio-)Chlorophylle Carotinoide Phycobiliproteine

51 anoxygen 5.2 Energiestoffwechsel PHOTOSYNTHESE Purpurbakterien Grüne Schwefel-B. NADH CO 2 Fixier.

52 oxygen 5.2 Energiestoffwechsel PHOTOSYNTHESE

53 Kohlenstoff (CH 2 O) n 5.3 Stoffkreisläufe AEROB CH 4 CO 2 ANAEROB Photosynthesis: Green bacteria Purple bacteria Anaerobic respiration Fermentation (CH 2 O) n

54 Stickstoff 5.3 Stoffkreisläufe Red.-Äquivalente

55 Schwefel 5.3 Stoffkreisläufe Red.-Äquivalente

56 CO Fixierung von CO 2 und N 2 Calvin-Zyklus Pflanzen lithoautotrophe Bakterien Cyanobakterien Purpurbakterien Reduktiver Acetyl-CoA-Weg homoacetogene Bakterien einige SO 4- reduzierende Bakterien [methanogene Archaebakterien] Reduktiver TCA-Zyklus Grüne Schwefelbakterien einige SO 4- reduzierende Bakterien Hydroxypropionat-Weg Schwefel-freie Grüne Bakterien einige Archaebakterien

57 CO 2 Calvin-Zyklus 5.4 Fixierung von CO 2 und N 2 lithoautotrophe Bakterien Cyanobakterien Purpurbakterien

58 N Fixierung von CO 2 und N 2

59 Nitrogenase N 2 Nitrogenase 5.4 Fixierung von CO 2 und N 2

60 5.5 bakterielle Toxine Exotoxine z.b.... über Neuronen Tetanus Clostridium tetani Botulismus Clostridium botulinum... über das Blut Diphtherie Corynebacterium diphtheriae Endotoxine... im Blut LPS Gram-negative Bakterien

61 Exotoxine TETANUS Clostridium tetani 5.5 bakterielle Toxine

62 Exotoxine BOTULISMUS Clostridium botulinum 5.5 bakterielle Toxine

63 5.5 bakterielle Toxine Exotoxine z.b.... über Neuronen Tetanus Clostridium tetani Botulismus Clostridium botulinum... über das Blut Diphtherie Corynebacterium diphtheriae Endotoxine... im Blut LPS Gram-negative Bakterien

64 Exotoxine DIPHTHERIE Corynebacterium diphtheriae 5.5 bakterielle Toxine A = ADP-Ribosylase

65 5.5 bakterielle Toxine Exotoxine z.b.... über Neuronen Tetanus Clostridium tetani Botulismus Clostridium botulinum... über das Blut Diphtherie Corynebacterium diphtheriae Endotoxine... im Blut LPS Gram-negative Bakterien

66 Endotoxine 5.5 bakterielle Toxine

67 phylogenetisch 6. REICH DER EUBACTERIA 6.1 Taxonomie EUBACTERIA