Mikrobielle Ökologie und Biodiversität
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Questions and Answers

Welches der folgenden Enzyme ist für die Methanoxidation verantwortlich?

  • Nitrogenasereduktase
  • Ammoniummonoxygenase
  • Phenoloxidase
  • Methanmonooxygenase (correct)

    • Welche der folgenden Anforderungen muss ein molekularer Marker erfüllen, um für phylogenetische Analysen geeignet zu sein?

  • Muss in allen Organismen von Interesse vorhanden sein (correct)
  • Sollte nur in bestimmten Organismen vorkommen
  • Kann horizontal übertragen werden
  • Darf nicht evolvieren

    • Welche Funktion hat das Enzym Nitrogenasereduktase?

  • Stickstofffixierung (correct)
  • Denitrifizierung
  • Methanogenese
  • CO2 Fixierung

    • Warum sind Marker wie recA und rpoB wichtig für die phylogenetische Analyse?

    <p>Sie helfen, die 16S rRNA-Phylogenie zu verbessern</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Evenness in einer ökologischen Vielfaltanalyse?

    <p>Die Verteilung der Individuen auf verschiedene OTU-Typen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die 16S rRNA ist korrekt?

    <p>Sie ist ein universeller phylogenetischer Marker</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet es, wenn die Seltenheitskurve flach wird?

    <p>Zusätzliche Probenahme bringt nur wenige neue Arten.</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist in der Methylotrophie entscheidend?

    <p>Methanoldehydrogenase</p> Signup and view all the answers

    Welches Verfahren ist NICHT Teil der PCR-basierten Methoden zur Analyse mikrobieller Gemeinschaften?

    <p>Metagenomik</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Gene wird zur Studie der nitrifizierenden Prozesse verwendet?

    <p>amoA</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Einschränkungen von PCR-basierten Methoden ist korrekt?

    <p>Sie bevorzugen die Amplifikation bestimmter Phyla.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Hauptziel bei der Verwendung anderer Marker Gene neben der 16S rRNA?

    <p>Die Charakterisierung von Arten mit spezifischen physiologischen Merkmalen</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Meta-Genom?

    <p>Das genetische Material aller Mikroben aus einer spezifischen Probe.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Richness in der ökologischen Vielfaltanalyse?

    <p>Die Anzahl der verschiedenen OTUs</p> Signup and view all the answers

    Welches Verfahren gehört zu den PCR-basierten Methoden zur Analyse mikrobieller Gemeinschaften?

    <p>T-RFLP</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Evenness, wenn die Richness einer Gemeinschaft höher ist?

    <p>Die Evenness sinkt.</p> Signup and view all the answers

    Welche Methode wird zur Identifizierung von Mikroben eingesetzt?

    <p>Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Ziel der Mikrobiellen Ökologie?

    <p>Quantifizierung von Artenvielfalt in Mikrobengemeinschaften</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die mikrobielle Aktivität?

    <p>Die Funktionen und Verhaltensweisen von Mikroben in ihren natürlichen Lebensräumen</p> Signup and view all the answers

    Was ist keine der Methoden zur Untersuchung von Biodiversität?

    <p>Stammesgeschichte</p> Signup and view all the answers

    Welches Ziel hat die Metagenomik?

    <p>Anwendung von Genomik auf nicht kultivierte Mikroorganismen</p> Signup and view all the answers

    Welche Technik wird nicht zur quantitativen Analyse von mikrobiellen Gemeinschaften verwendet?

    <p>Säugetier-Biologie</p> Signup and view all the answers

    Worin liegt die Herausforderung bei der Anwendung von Mikroskopie zur Identifizierung von Mikroben?

    <p>Das Sichtfeld ist zu klein für viele Arten</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt am besten amplicon Sequenzierung?

    <p>Eine Methode zur Sequenzanalyse spezifischer DNA-Fragmente</p> Signup and view all the answers

    Was versteht man unter einem Metagenom?

    <p>Das kombinierte Genom aller Organismen in einer bestimmten Umwelt.</p> Signup and view all the answers

    Welche Methode wird zur DNA-Extraktion in der Metagenomik verwendet?

    <p>Direkte Isolierung von genomischer DNA aus einer Umwelt.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Schritt erfolgt nach der DNA-Extraktion in der Konstruktion einer metagenomischen Bibliothek?

    <p>Vermehrung durch Klonierung.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Techniken wird häufig für das Screening von Klonen in großen Insertbibliotheken angewendet?

    <p>PCR und Hybridisierung.</p> Signup and view all the answers

    Was wird bei der phänotypischen Analyse in der Metagenomik oft gesucht?

    <p>Antibiotikaresistenzgene.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Methode der 'Shotgun'-Metagenomik?

    <p>Erfassung von 170-200 Litern Wasser zur DNA-Extraktion.</p> Signup and view all the answers

    Welches Hauptziel hatte die Arbeit von Craig Venter et al. im Jahr 2004?

    <p>Die Sequenzierung von mehr als 1 Million Klonen.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Aktivität von cellulolytischen Enzymen in einer phänotypischen Analyse getestet?

    <p>Durch einen Congo-red-Test auf Platten.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Vorteil von FISH ermöglicht die Erkennung metabolisch aktiver Zellen?

    <p>Messung der Aktivität durch Signalhelligkeit</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Einschränkung der FISH-Technik?

    <p>Zahl der phylogenetischen Ziele ist begrenzt</p> Signup and view all the answers

    Welche Methode ist nicht geeignet zur Analyse der Diversität prokaryotischer Gemeinschaften?

    <p>Mikroskopische Beobachtung von Zellen</p> Signup and view all the answers

    Welches Signal ist für die FISH-Analyse erforderlich?

    <p>1000 oder mehr rRNA-Moleküle</p> Signup and view all the answers

    Was ist keine Methode zur Analyse mikrobielle Aktivität?

    <p>RNA-Sequenzierung</p> Signup and view all the answers

    Welche dieser Techniken wird verwendet, um die Identität von Mikroben mit ihrer Funktion zu verbinden?

    <p>Stabile Isotopenbepflanzung</p> Signup and view all the answers

    Warum können Proben mit hoher Autofluoreszenz schwierig zu analysieren sein?

    <p>Hintergrundsignale können die Analyse stören</p> Signup and view all the answers

    Welches Verfahren verbessert die Signalstärke bei FISH?

    <p>CARD-FISH</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Mikrobielle Ökologie

    • Mikrobielle Ökologie beschäftigt sich mit der Frage, welche Mikroben in einem bestimmten Lebensraum vorhanden sind und wie viele von jeder Art existieren.
    • Biodiversität ist ein zentraler Aspekt, um die Vielfalt von Mikroben in natürlichen Lebensräumen zu bewerten.

    Methoden zur Identifizierung und Quantifizierung

    • Mikroskopie, kulturbasierte Studien und molekulare Techniken wie Amplicon-Sequenzierung werden verwendet, um mikrobielle Gemeinschaften zu erforschen.
    • Metagenomik ermöglicht eine umfassende Analyse des kollektiven Genoms aller Organismen in einem bestimmten Umfeld.

    Mikrobielle Aktivität

    • Mikrobielle Aktivität bezieht sich darauf, was Organismen in ihrem natürlichen Habitat tun.
    • Methoden zur Messung von Aktivität umfassen mRNA-basierte Ansätze, Metatranskriptomik und Metabolomik.

    Molekulare Marker

    • 16S rRNA-Gen wird häufig als universeller phylogenetischer Marker verwendet, um evolutionäre Beziehungen zu bestimmen.
    • Alternativen wie recA, rpoB und gyrB können spezifische physiologische Merkmale charakterisieren.

    Funktionale Gene zur Untersuchung biogeochemischer Zyklen

    • Gene wie pmoA (Methanoxidation), mcrA (Methanogenese) und cbbL (CO2-Fixierung) sind wichtig für die Untersuchung biogeochemischer Prozesse.
    • Nicht nur die Artenvielfalt, sondern auch die funktionale Diversität der Mikroben ist entscheidend für das Verständnis von Ökosystemen.

    Analyse der Artenvielfalt

    • Artenvielfalt wird durch Richness (Anzahl der OTUs) und Evenness (Verteilung der Individuen) beschrieben.
    • Rarefaction-Kurven helfen, die Artenvielfalt in Bezug auf den Probenumfang zu schätzen.

    Methoden zur Analyse der mikrobiellen Gemeinschaftszusammensetzung

    • FISH und Metagenomik werden verwendet, um die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften zu analysieren.
    • PCR-basierte Techniken wie DGGE, T-RFLP, und pyrosequencing sind wichtig für die Identifikation und den Vergleich von Proben.

    Einschränkungen und Herausforderungen

    • PCR-basierte Methoden können Bias aufweisen, und Primers zeigen möglicherweise eine bevorzugte Amplifikation bestimmter Phyla.
    • FISH hat begrenzte Nachweisschwellen und ist anfällig für Störungen durch hohe Autofluoreszenz in Proben.

    Vorteile und Anwendungen von Metagenomik

    • Metagenomik ermöglicht die direkte Isolierung von Genom-DNA aus Umgebungen, um die genetische Diversität und Funktionalität von Mikroben zu untersuchen.
    • Frühe Metagenomik-Studien wie die von Craig Venter zeigen das Potenzial für das Verständnis mikrobieller Gemeinschaften.

    Mikrobielle Stoffwechselaktivität

    • Verschiedene Ansätze wie qPCR, Stable Isotope Probing und Bioreporter-Technik ermöglichen Einblicke in die Stoffwechselaktivität von Mikroben in natürlichen Lebensräumen.
    • Die Verbindung von Identität und Funktion auf mikrobieller Ebene wird durch stabile Isotopenmarkierung unterstützt.

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    Description

    Dieser Quiz behandelt die grundlegenden Fragen der mikrobiellen Ökologie, einschließlich der Identifikation und Quantifizierung von Organismen sowie ihrer Aktivitäten in natürlichen Lebensräumen. Lernen Sie, wie die Vielfalt mikrobieller Spezies gemessen wird und welche Methoden zur Aktivitätsmessung eingesetzt werden können.

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