Kompaktwissen Biologie. Mikrobiologie. Bearbeitet von Martin Lay, Olaf Fritsche

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1 Kompaktwissen Biologie Mikrobiologie Bearbeitet von Martin Lay, 1. Auflage Buch. XV, 357 S. Softcover ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Weitere Fachgebiete > Chemie, Biowissenschaften, Agrarwissenschaften > Entwicklungsbiologie > Mikrobiologie (nichtmedizinisch) schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 IX Inhaltsverzeichnis 1 Mikrobiologie als Wissenschaft Was ist ein Mikroorganismus? Merkmale von Mikroorganismen Gruppen von Mikroorganismen Historische Meilensteine in der Mikrobiologie Wo begegnen uns Mikroorganismen? Welche Bedeutung haben Mikroorganismen für Mensch und Natur? Aufbau und Funktion der Zelle Größe und Komplexität von Zellen Die Bakterienzelle Die Morphologie von Bakterien Die Zellhülle Die Plasmamembran Transport durch die Plasmamembran Die Zellwand Die äußere Membran von Gram-negativen Bakterien S-Layer Kapseln und Schleime Das bakterielle Cytoskelett Fimbrien und Pili Flagellen Gleitende Bakterien Taxien bei Bakterien Das Nucleoid Interne Strukturen Ribosomen Differenzierte Zellen Besonderheiten bei Archaeen Besonderheiten der Plasmamembran Besonderheiten der Zellwand Besonderheiten des Cytoskeletts Besonderheiten der Flagellen Besonderheiten der DNA und des Nucleoids Die eukaryotische Zelle Besonderheiten der Membranen bei Eukaryoten Transport bei Eukaryoten Die Zellwand von Eukaryoten Das Cytoskelett bei Eukaryoten Bewegung bei Eukaryoten...36

3 X Inhaltsverzeichnis Die Organisation des Erbmaterials bei Eukaryoten Eukaryotische Ribosomen Besonderheiten von Pilzzellen Der Aufbau von Viren Organisation des genetischen Materials Struktur des Capsids Struktur der Virenhülle Beispiel von Virentypen Die Organisation von Viroiden Die Organisation von Prionen Wachstum und Vermehrung Physikochemische Bedingungen Die Toleranzkurve Physikochemische Parameter Energiequellen Nährstoffe und Zusatzsubstanzen Makroelemente Mikro- oder Spurenelemente Wachstumsfaktoren Zellteilung Zellteilung bei Bakterien und Archaeen Zellteilung bei Eukaryoten Wachstum und Vermehrung von Bakterien Exponentielles Wachstum Wachstumsphasen Kontinuierliche Kultur Die Bildung von Endosporen Vermehrung bei Pilzen Vermehrungszyklen bei Viren Die Wachstumskurve von Viren Lebenszyklus von Bakteriophagen Lebenszyklus tierischer Viren Lebenszyklus pflanzlicher Viren Der Metabolismus Drei entscheidende Größen des Stoffwechsels Allgemeine Untergliederung von Stoffwechselwegen Energie und Entropie Thermodynamische Größen Die Gibbs-Energie als bestimmende Größe Enzyme als Katalysatoren Energiequellen von Mikroorganismen Biochemische und biophysikalische Energieträger...79

4 Inhaltsverzeichnis XI 4.4 Elektronencarrier Richtung der Elektronenwanderung Biochemische Elektronencarrier Der Katabolismus Von Glucose bis Pyruvat Der oxidative Pyruvatabbau Der Citratzyklus Oxidativer Fettsäureabbau Pyruvatabbau über Gärungen Weitere Gärungen Syntropie Elektronentransportketten Die aerobe Atmungskette Anaerobe Atmung Chemolithotrophie Photosynthetische Elektronentransportketten ATP-Synthase Der Anabolismus Die Fixierung von Kohlendioxid Die Synthese von Monosacchariden Die Biosynthese von Fettsäuren Die Stickstofffixierung Die Biosynthese von Aminosäuren Die Biosynthese von Purinen und Pyrimidinen Die Biosynthese von Polymeren Besondere Synthesen bei Pilzen Genetik Die Organisation des bakteriellen Erbmaterials DNA und RNA Das bakterielle Genom Das Konzept des Gens Die Replikation der DNA Die Replikation des bakteriellen Chromosoms Die Replikation der Plasmide Mutationen Arten von Mutationen Ursachen von Mutationen Test auf Mutagenität Reparaturmechanismen Mobile genetische Elemente Die Transkription Die RNA-Polymerase Ablauf der Transkription Typen von RNA...160

5 XII Inhaltsverzeichnis Regulation der Transkription Hemmung der Transkription durch Antibiotika Aufbau der mrna Die Translation Der genetische Code trnas als Übersetzer Ribosomen Ablauf der Translation Regulation der Translation Hemmung der Translation durch Antibiotika Posttranslationale Prozesse Chemische Modifikationen Proteinfaltung Einbau in die Membran Export aus der Zelle Abbau von Proteinen Der Transfer von Erbmaterial Konjugation Transformation Transduktion Rekombination Homologe Rekombination Ortsspezifische Rekombination Abwehrmechanismen gegen fremde Gene Restriktionsmodifikationssysteme Das CRISPR/Cas-System Besonderheiten der Archaeengenetik Die Organisation des Genoms von Archaeen Die Genregulation bei Archaeen Der Abbau von Proteinen Konjugation bei Archaeen Transduktion bei Archaeen Abwehrmechanismen von Archaeen gegen fremde DNA Besonderheiten der Eukaryotengenetik Die Organisation des eukaryotischen Genoms Besonderheiten der Transkription bei Eukaryoten Besonderheiten der eukaryotischen prä-mrna Besonderheiten der Translation bei Eukaryoten Die Genregulation bei Eukaryoten Der Abbau von Proteinen Die Aufnahme von Fremd-DNA Besonderheiten der Virengenetik Allgemeine Besonderheiten bei Viren Besonderheiten des Genoms Besonderheiten der Genexpression Besonderheiten der Replikation...195

6 Inhaltsverzeichnis XIII Besonderheiten einzelner Viren Modellsystem Bakteriophage T Retroviren: Das HI-Virus Mikrobielle Evolution Die Entwicklung der Mikroorganismen Die chemische Evolution Die Entstehung des Lebens Der letzte gemeinsame Vorfahr Die Entstehung der eukaryotischen Urzellen Mechanismen der Evolution Verändernde Prozesse Auswählende Prozesse Die Entstehung neuer Arten Der Artbegriff bei Bakterien Die Anpassungsfähigkeit von Bakterien Mechanismen der Artbildung Verwandtschaftsbeziehungen als Stammbaum Molekulare Uhren Systematik der Mikroorganismen Klassifizierung und Nomenklatur Die Einordnung von Mikroorganismen Die Benennung von Mikroorganismen Systematik der Bakterien (Bacteria) Der Stammbaum der Bakterien Merkmale einiger Hauptgruppen der Bacteria Systematik der Archaeen (Archaea) Die Phyla der Archaeen Systematik der eukaryotischen Mikroorganismen (Eukarya) Merkmale einiger Hauptgruppen der Eukarya Die Ökologie der Mikroorganismen Umweltfaktoren aus Sicht der Zelle Physikochemische Faktoren Biologische Faktoren Lebensräume für Mikroorganismen Leben in Gewässern Leben im Boden Pflanzen als Lebensraum Tiere als Lebensraum Der Mensch als Lebensraum...240

7 XIV Inhaltsverzeichnis 8.3 Stoffkreisläufe Nahrungsnetz Kohlenstoffkreislauf Wasserkreislauf Stickstoffkreislauf Schwefelkreislauf Phosphorkreislauf Eisenkreislauf Medizinische Mikrobiologie Typen von Krankheitserregern Infektionen Arten von Infektionen Infektionsverlauf Schutz vor Infektionen Bakterielle Krankheitserreger Genetik der Pathogenität Virulenzfaktoren Intrazelluläre Pathogene Beispiele bakterieller Infektionen Eukaryotische Krankheitserreger Pilze Protisten Virale Krankheitserreger Verlauf viraler Infektionen Die Interaktion von Virus und Wirtszelle Die Bekämpfung pathogener Viren Beispiele viraler Infektionen Antimikrobielle Therapien Impfungen Antibiotika Antimykotika Antiprotozoika Virostatika Mikrobielle Biotechnologie Kultivierung technologisch nutzbarer Stämme Die Auswahl der Stämme Anzucht im Fermenter Nutzbare Produkte von Mikroorganismen Zellen und Zellextrakte Stoffwechselprodukte Enzyme...300

8 Inhaltsverzeichnis XV 10.3 Nahrungsmittelproduktion Gentechnisch veränderte Mikroorganismen Beispiele für mikrobiell produzierte Nahrungsmittel Pharmazeutische Produktion Umweltschutzaufgaben Andere Einsatzgebiete mikrobieller Biotechnologie Mikrobiologische Arbeitsmethoden Mikroskopie Lichtmikroskopie Elektronenmikroskopie Zucht von Mikroorganismen Nährmedien Kultivierung von Bakterien Bestimmung der Zellzahl Kultivierung von Eukaryoten Kultivierung von Viren Färbungen Methylenblaufärbung Gram-Färbung Schaeffer-Fulton-Färbung Negativfärbung oder Tuschefärbung MacConkey-Agar Untersuchung von Zellbestandteilen Aufschluss von Zellen Zentrifugation Elektrophorese Genetische Arbeitsmethoden Schneiden von DNA Polymerasekettenreaktion DNA-Sequenzierung DNA-Bibliotheken Metagenomik Methoden zur Kontrolle von Experimenten Medizinische Testverfahren Kirby-Bauer-Test auf Antibiotikasensitivität Ames-Test auf Mutagenität Methoden zur Identifizierung von Krankheitserregern Biologische Sicherheitsstufen Serviceteil Stichwortverzeichnis...336

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