> Mikrobiologie für Nicht-Biologen · Elektronen-Mikroskop. 1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE Auge Kondensor 1x Objektiv 10x, 40x, 100x(Öl) Okular 10x 1.1 Mikroskop Lichtmikroskop. Kokken

(> Mikrobiologie 1 <)

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> Mikrobiologie für Nicht-Biologen <

klein

einzellig

omnipotent

0. EINFÜHRUNG

alt

0. EINFÜHRUNG

überall1675„ ... in the past summer I have made many observationsupon various waters, and in almost all discovered an abundance of very little and odd animacules, whereof somewere incredibly small ...“

0. EINFÜHRUNG

unentbehrlich

meet your microbes

„Menschen sind Superorganismen, deren Metabolismus eine

Verschmelzung mikrobieller und humaner Leistungen darstellt“

Gill et al, Science 312: 1355-359 (2006)

0. EINFÜHRUNG

Stoffwechsel

Selbst-Replikation

Differenzierung

Kommunikation

Evolution

0. EINFÜHRUNGKennzeichen lebender Zellen

0. EINFÜHRUNG… klein

„Progenot“

Pro-karyoten Eu-karyoten

GRIPPE

Haemophilus influenzae

TETANUS

Clostridium

tetani

0. EINFÜHRUNGBedeutung für den Menschen

PEST

Yersinia pestis

Medizin

Todes-Ursachen

durch Infektionen

1900

Herz-Krankh.

Krebs

Nieren-Krankh.

Schlag

Unfall

GrippeLungenentz.

Tuberkulose

Darm-Entz.

Kinder-Krankh.

Diphtherie

2000

Diabetes

Selbstmord

Leber-Zirrhose

Mord

AIDS

Herz-Krankh.

Krebs

Atemwegs-Krankh.

Unfall

GrippeLungenentz.

Schlag


Medizin

Hygiene

Impfungen

Antibiotika

Besiedlung des Körpers

0. EINFÜHRUNG

Haut

Speichel

Zähne

Dünndarm

Dickdarm

Vagina

100.000.000.000 /cm2

10.000.000 /ml

100.000.000.000 /ml

100.000.000 /ml

1000.000.000 /ml

1000 /cm2

Bedeutung für den Menschen

Medizin


Landwirtschaft

Stoff-Kreisläufe

C, N, S ...

ca. 15 %Stickstoff

ca. 10 %Stickstoff

Stickstoff-GAS

Nitrat

Ammoniak

Konservierung > 30.000.000.000 € / Jahr

faul

sauer

ranzig

Verderb


Nahrungsmittel

Vergiftung

> 60.000.000.000 € / Jahr


Nahrungsmittel

Herstellung

Bio-Remediation

Erz-Laugung


Umwelt / Energie

Biogas, Betriebsstoffe

...

Mikroorganismen Biomasse

Licht + CO2

Abfälle, Exkremente


Biotechnologie / Gentechnik

Genetic engineering... z.B. von Pflanzen (Agrobacterium)

Produktion von

... Nahrungsmittel-Zusätzen

... Enzymen

... Medikamenten (Hormone, Antibiotika …)

... Impfstoffen

Antibiotika

> 100.000 t /Jahr

2018 15th edition1064 SeitenISBN-10 1292235101ca. 47,- € Taschenbuch

Sept. 2013 13. aktualis. Aufl.1680 SeitenISBN-10 3868941444

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2017 10. Auflage750 SeitenISBN-10 3132418854

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September 2010 4. Auflage340 SeitenISBN-10 3642050956ca. 33,- €

MIKROBIOLOGIE 1 WS 2017/18

0 Einführung

1 Morphologie / Cytologie der Bakterien

1.1 Größen, Mikroskop 1.2 Zellformen, Kolonieformen 1.3 subzelluläre Strukturen

2 Zellbiologie der Bakterien (Strukturen Funktionen)

2.1 Zellwand 2.2 Cytoplasmamembran 2.3 Geißeln, Pili, Kapseln, Schleime, Vorratsstoffe 2.4 Nucleoid 2.5 Ribosomen 2.6 Endosporen

3 Viren

3.1 Bau 3.2 Infektionszyklen, Nachweis

4 Wachstum

4.1 Messung 4.2 mathematische Beschreibung 4.3. Parameter 4.4 Desinfektion, Sterilisation 4.5 Antibiotika

5 Stoffwechsel der Bakterien

5.1 Übersicht, Stoffkreisläufe 5.2 Energiestoffwechsel Atmung Gärung Photosynthese 5.3 Fixierung von C und N 5.4 bakterielle Toxine

6 Reich der Bakterien

6.1 Taxonomie 6.2 ausgewählte Bakteriengruppen

Gram-negativ Pseudomonaden Rhizobien Agrobakterien Essigsäurebakterien Enterobakterien Gram-positiv Bacillen Clostridien Milchsäurebakterien Streptomyceten

7 Bakteriengenetik

7.1 DNA als Erbträger 7.2 Mutationen und Mutanten 7.3 bakterielle Genome (Nukleoid, Plasmide) 7.4 horizontale Genübertragung (Konjugation, Transformation, Transduktion)

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE1.1 Größen, Mikroskop

Licht-Mikroskop

Elektronen-Mikroskop

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE

Auge

Kondensor 1x

Objektiv 10x, 40x, 100x(Öl)

Okular 10x

1.1 Mikroskop

Lichtmikroskop

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIEKokken

Micrococcus

Staphylococcus

Streptococcus

Sarcina ventriculi

1.2 Zellformen

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIEStäbchen

BacillusVibrio

SpirillumMycobacterium

1.2 Zellformen

Pseudomonas

Spirochaeten

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE1.2 Zellformen

Sonderformen

prosthekate

Asticcacaulis

Mycel-bildende

Streptomyces

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE1.2 Kolonieformen

Enterococcus faecalis

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE1.3 subzelluläre Strukturen

Zellwand

Thiocystis violacea

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIEMembran-Einstülpungen

Ectothiorhodospira nubilis

Thiocapsa pfennigii

1.3 subzelluläre Strukturen

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIE1.3 subzelluläre Strukturen

Einschlüsse

Chromatium violascens

Thiobacillus

1. MORPHOLOGIE / CYTOLOGIEDifferenzierung

Anabaena

1.3 subzelluläre Strukturen

2. ZELLBIOLOGIE

2. ZELLBIOLOGIE2.1 Zellwand

2.1.1 Gramfärbung


2.1.2 Murein

Peptido-Glykan


2.1.2 Murein

gram-NEGATIV


2.1.2 Murein

gram-POSITIV

2. ZELLBIOLOGIE... einzigartig2.1 Zellwand

2.1.2 Murein

2. ZELLBIOLOGIEEinschub: ... Phospholipide ... unit membrane

2.1 Zellwand

gram-NEGATIV

2.1.3 Äußere Membran

2. ZELLBIOLOGIELipoprotein

2.1 Zellwand

gram-NEGATIV


2. ZELLBIOLOGIELipoprotein

2.1 Zellwand

gram-NEGATIV


2. ZELLBIOLOGIELipopolysaccharid (LPS)

2.1 Zellwand

gram-NEGATIV


komplex / variabel / MG 10 kDa

Diagnostik

[Heptose

2-Keto-3-Desoxyoctonsäure (KDO)]


Gram-NEGATIV

Porine


gram-POSITIV

2.1.4 Teichonsäuren

8 ... 50 Einheiten

R = H

Zucker

Aminosäure (oft D-Ala)

Glycerin-Teichonsäuren

Ribit-Teichonsäuren


gram-POSITIV

außerdem: Polysaccharide

Proteine (selten S-Layer)

keine Lipide


Zusammenfassung

gram-NEGATIV gram-

POSITIV

2. ZELLBIOLOGIE2.2 Cytoplasmamembran

Phospholipid

Protein

Fluid Mosaic Modell

2.2.1 Zusammensetzung


2.2.2 Funktionen

Kompartimentierung

gram-NEGATIV

2.2 Cytoplasmamembran

2.2.2 Funktionen

Oberfläche

2. ZELLBIOLOGIE


2.2.2 Funktionen

Transport

Energie-unabhängig: (erleichterte) Diffusion

Fettsäuren

Benzol ...


2.2.2 Funktionen

Transport

Energie-ababhängig: aktiver Transport

Energie-abhängige

Konformations-Änderung des Carriers

ATP oder

Atmung / Photosynthese oder

Membrangradient


2.2.2 Funktionen

Transport

Energie-ababhängig: aktiver Transport


Transport

Energie-ababhängig: Phosphotransferase-System (PTS)

Gruppentranslokation

Energie-abhängige

Änderung (Phosphorylierung) des Substrates

ZuckerPurine

Pyrimidine

Fettsäuren

unspezifisch spezifisch


Transport

2.2 Cytoplasmamembran

Transport

2. ZELLBIOLOGIEÜbersicht

2. ZELLBIOLOGIE2.3 Geißeln / Pili

2. ZELLBIOLOGIE2.3 Geißeln / Pili

(17...40 kDa)

Typ IV: Gleiten, DNA-Aufnahme

2. ZELLBIOLOGIE2.3 Geißeln

pmf !

2. ZELLBIOLOGIE2.4 Kapseln / Schleime

Tusche-Färbung (LM)

Dünnschnitt (TEM)

Polysaccharide Stärke-ähnlich

Glykogen

Phosphat Volutin

2. ZELLBIOLOGIE

Lipide Poly--Hydroxybuttersäure

Polypeptide z.B.

Cyanophycin

Schwefel elementar

2.5 Vorratsstoffe

2.6 Nucleoid

Domänen: 150-200 bp

2. ZELLBIOLOGIE

negativer Supertwist

Mg2+

Polyamine

basische Proteine

2. ZELLBIOLOGIE2.7 Ribosomen

2. ZELLBIOLOGIE2.7 Ribosomen

2. ZELLBIOLOGIE

Bacillus

Thermoactinomyces

Clostridium

Heliobacterium

Sporosarcina

Desulfotomaculum

Sporolactobacillus

2.8 Endosporen

Bildung und Struktur

Sporulation Bacillus subtilis

6 ... 8 Stunden

2. ZELLBIOLOGIE2.8 Endosporen

Bildung und Struktur

2. ZELLBIOLOGIE2.8 Endosporen

Keimung

Aktivierung

Initiation

Auswachsen

Induktion der Keimfähigkeit ← „Altern“

Verlust von Resistenzeigenschaften ← „günstiges Milieu“

← „alle essentiellen Substrate“

2. ZELLBIOLOGIE2.8 Endosporen …

Bacillus thuringiensisBacitracin

GramicidinEdein

3. VIREN

3. VIREN3.1 Bau

Nukleinsäuren

3000 – 300.000 nt

3. VIREN3.1 Bau

Capside

ikosaedrisch helical (filamentös)

enveloped

komplex

menschl.

Papillomavirus

Tabakmosaikvirus

Bakteriophage T4

3. VIREN3.2 Infektionszyklen

z.B. Bakteriophage

lysogener Weg

3.2 Nachweis

3. VIREN

4. WACHSTUM

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