Mikrobiologie: Funktionen der Zytoplasmamembran

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Questions and Answers

Was bewirkt der Protonenmotorkraft (PMF) in der Zelle?

Es senkt den pH-Wert im Zellinneren.

Es erzeugt elektrische Energie.

Es ermöglicht passive Diffusion von Nährstoffen.

Es treibt die ATP-Synthase zur ATP-Produktion an. (correct)

Welcher Mechanismus wird von der ATP-Synthase verwendet, um ATP zu produzieren?

Katalyse von PEP

Drehbewegung durch Protoneneinstrom (correct)

Erleichterte Diffusion von ATP

Hydrolyse von NADH

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von NADH in der ATP-Synthese?

NADH reduziert den pH-Wert in der Zelle.

NADH verstärkt die Protonenmotorfähigkeit.

NADH wird in ATP umgewandelt.

NADH gibt Elektronen ab, die den PMF aufbauen. (correct)

Was passiert mit den Protonen, nachdem sie in die Zelle eingeströmt sind?

Sie erzeugen ATP über die ATP-Synthase. Signup and view all the answers

Welche Substanzen können durch erleichterte Diffusion durch die Membran transportiert werden?

Wasser und Glycerin Signup and view all the answers

Wie viele ATP-Moleküle werden durch den Einstrom von 9 bis 12 Protonen generiert?

3 ATP Signup and view all the answers

Warum ist keine Energie für den Transport über erleichterte Diffusion notwendig?

Weil der Transport entlang des Konzentrationsgradienten erfolgt. Signup and view all the answers

Welche Struktur in der ATP-Synthase ist entscheidend für die Drehbewegung?

Der drehbare Stiel Signup and view all the answers

Was passiert mit dem Iod-Kristallviolett-Komplex in Gram-positiven Bakterien während der Ethanolbehandlung?

Er bleibt in der Peptidoglycanschicht stabil. Signup and view all the answers

Welches der folgenden Merkmale ist charakteristisch für Gram-negative Bakterien?

LPS-Schicht Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über die Peptidoglykanschicht von E.coli ist korrekt?

Sie enthält DAP als Baustein. Signup and view all the answers

Wie viel Druck kann der Mureinsacculus von Gram-positiven Bakterien standhalten?

Über 20 bar Signup and view all the answers

Was passiert während der Ethanolbehandlung mit der Farbstoffeinlagerung in Gram-negativen Bakterien?

Sie wird herausgewaschen. Signup and view all the answers

Welche Struktur fehlt typischerweise in Gram-positiven Bakterien?

LPS-Schicht Signup and view all the answers

Welcher Baustein wird typischerweise im Peptidoglykans von Gram-positiven Bakterien gefunden?

L-Lysin Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft beschreibt die Dicke der Gram-positiven Zellwand?

50 nm dick Signup and view all the answers

Wie werden die Flagellen bei Prokaryonten betrieben?

Durch protonenmotorische Kraft (PMF) Signup and view all the answers

Welche Fortbewegungsweise beschreiben die Begriffe 'peritrich' und 'polar' hinsichtlich der Flagellenanordnung?

Ausrichtung und Verteilung der Flagellen Signup and view all the answers

Was ermöglicht die Messung der Chemotaxis bei E.coli?

Der Kapillarversuch Signup and view all the answers

Was sind bakterielle Endosporen?

Ruhestadien, die Überleben ermöglichen Signup and view all the answers

Wie wird Chemotaxis bei Bakterien wie E.coli beobachtet?

Durch spezielle Schwimm- oder Schwärmplatten Signup and view all the answers

Welche Art von Transport benötigt ATP?

Primär aktiver Transport Signup and view all the answers

Was charakterisiert Sekundär aktiven Transport?

Er ist PMF-abhängig. Signup and view all the answers

Welcher Transporttyp hat eine hohe Affinität für Substrate?

ABC-Transporter Signup and view all the answers

Welche Substanzen können passiv durch die Membran transportiert werden?

Glycerol Signup and view all the answers

Was ist ein charakteristisches Merkmal des Phosphotransferase-Systems (PTS)?

Es ist eine Form der Gruppentranslokation. Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für einen Carrier-vermittelten Transport?

Erleichterte Diffusion Signup and view all the answers

Wie verhält es sich mit der Affinität von Sekundär aktiven Transportern?

Sie haben eine sehr niedrige Affinität. Signup and view all the answers

In welchem Transportmechanismus wird ATP nicht direkt verwendet?

Erleichterte Diffusion Signup and view all the answers

Welche Funktion hat die äußere Membran von Bakterien?

Sie ermöglicht den Transport von Ionen und Nährstoffen. Signup and view all the answers

Welches Element ist IN der Zellwand von Archaea nachgewiesen?

Pseudomureinbausteine Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft gehört nicht zu den Funktionen der S-Layer?

Wasserabweisung Signup and view all the answers

Was ist eine biologische Funktion der S-Layer?

Adhesionsstelle für Exoproteine Signup and view all the answers

Welches der folgenden Elemente ist nicht Teil der Zellwand von Bakterien?

Cholesterin Signup and view all the answers

Was bewirken Porine in der äußeren Membran?

Efflux von Antibiotika Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften ist eine Resistenzstrategie gegen niedrigen pH?

Die Struktur der Zellwand Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt D-Ala in der Zellwand von Bakterien?

Es ist ein Strukturbaustein. Signup and view all the answers

Study Notes

Zytoplasmamembran und ATP-Synthese

Proton motive force (PMF) wird erzeugt und treibt die ATP-Synthese an.
PMF sorgt für einen pH-Gradienten und ein elektrochemisches Membranpotential.
ATP-Synthase nutzt PMF zur Synthese von ATP durch einen statischen Kopf und drehbaren Stiel, der Protonen in die Zelle leitet.
Drehen des Stiels erzeugt Konformationsänderungen, die zur ATP-Produktion führen (3 ATP durch 9-12 Protonen).

Stofftransport durch Membranen

Passive vs. aktive Transportmechanismen:
- Passive Transport erfolgt durch Diffusion (z.B. O2, CO2, H2O, Glycerin).
- Aktiver Transport benötigt Energie:
  - Primärer aktiver Transport ist ATP-abhängig.
  - Sekundärer aktiver Transport nutzt PMF (Antiporter, Symporter, Uniporter).
Phosphotransferase-System (PTS) ist ein Beispiel für eine Gruppentranslokation.

Gramfärbung

Gram-positive Bakterien haben eine dicke Peptidoglycanschicht, die den Iod-Kristallviolett-Komplex bindet.
Ethanol stabilisiert die Farben in Gram-positiven Bakterien, während es in Gram-negativen Bakterien durch die LPS-Schicht herausgewaschen wird.

Struktur des Peptidoglykans

E. coli und S. aureus zeigen Unterschiede:
- Gram-negative Bakterien enthalten DAP.
- Gram-positive Bakterien verfügen über L-Lysin und eine Pentaglycinbrücke.

Bakterielle Zellwandstruktur

Gram-positive bakterielle Zellwand ist 50 nm dick und hoch vernetzt.
Widerstandsfähig gegen hohen Zellinnendruck (20 bar) im Vergleich zu E. coli (3-10 bar).

Porine und Transportmechanismen

Porine sind Kanalproteine in der äußeren Membran, die den Transport von Ionen und Nährstoffen ermöglichen.
Sie nutzen beta-barrel Strukturen zum Efflux von Antibiotika.

Zellwand von Archaea

Archaea haben Pseudomureinbausteine in ihrer Zellwandstruktur.

S-Layer und ihre Funktionen

S-Layer bestehen aus glycoproteinhaltigen Strukturen, die Bakterienzellen Schutz bieten.
Bieten Schutz gegen Bakteriophagen, niedrigen pH-Wert und lyotische Enzyme.
Stabilisieren die Membran und dienen als Adhäsionsstellen für Exoproteine.

Flagellen und Fortbewegung

Flagellenrotation wird durch PMF angetrieben.
Fortbewegung bei peritrich und polar begeißelten Prokaryoten unterscheidet sich.

Chemotaxis

Chemotaxis bei peritrich begeißelten E. coli kann durch Kapillarassays quantifiziert werden.

Bakterielle Endosporen

Endosporen sind Dauerformen, die Überlebensfähigkeit unter extremen Bedingungen (Hitze, Nahrungsmangel) ermöglichen.

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Description

In diesem Quiz erfahren Sie mehr über die Funktionen der Zytoplasmamembran und die Rolle der Protonenmotorkraft (PMF) in der Mikrobiologie. Die Inhalte basieren auf der 13. Auflage von Brock Mikrobiologie. Testen Sie Ihr Wissen über wesentliche Konzepte in der Mikrobiologie.