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Questions and Answers
Wann traten Mikroorganismen als erste Organismen auf der Erde auf?
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Welches der folgenden Ereignisse findet chronologisch nach dem Auftreten der Mikroorganismen statt?
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Welche Disziplin beschäftigt sich nicht direkt mit Mikroorganismen?
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Wie alt sind die ersten 'modernen' Menschen (Homo sapiens) ungefähr?
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Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Evolution der Lebensformen zu?
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Was ist das Volumen einer typischen menschlichen Zelle in Mikrometern?
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Welche Strukturart haben Eukaryoten?
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Was war ein Durchbruch in der Mikrobiologie im Jahr 1676?
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Wie viel größer ist der Durchmesser einer menschlichen Zelle im Vergleich zu einem Bakterium?
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Welches der folgenden Organismen hat die kürzeste Generationszeit?
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Was beschreibt das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bei Bakterien?
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Was ist der Hauptunterschied im Stoffwechsel zwischen Bakterien und menschlichen Zellen?
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Wie lautet der wissenschaftliche Name für den Durchmesser eines Bakteriums?
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Welche der folgenden Organismen gehören zu den Prokaryoten?
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Welche Aussage über die phylogenetische Stammbaum ist korrekt?
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Was ist der Hauptgrund für die Einteilung der Lebewesen in drei Domänen?
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Welches Taxon gehört zur Abteilung Actinobacteria?
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Welche Aussage beschreibt Prokaryoten am besten?
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Was stellt die Kantenlänge im phylogenetischen Stammbaum dar?
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Welche der folgenden Gattungen ist ein Beispiel für die Familie Mycobacteriaceae?
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Welches Organismengruppierung ist kein Teil der Eukaryoten?
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Study Notes
Vorlesung Mikrobiologie 630.101
- Dozenten: Silja Weßler, Iris Gratz
- Inhalt: Vorlesung Mikrobiologie, 630.101
- Themen: Einführung in die Mikrobiologie, Aufbau der prokaryotischen Zelle, Genetik, Gentechnologie, Stoffwechsel der Mikroorganismen (I & II), Biotechnologie, Pathogenität von Mikroorganismen, Antibiotika & Hygiene, Virologie (I, II, III, IV)
Mikrobiologie: Helicobacter pylori
- Schädigungen: durch bakterielle Enzyme (z.B. Pepsin)
- Magensäure: schädigt die Bakterien
- Proliferation: Zellwachstum der Bakterien
- Entzündung: durch Bakterien bedingt
- Magenkrebs: mögliche Folge von Helicobacter-pylori-Infektion
- Immunzellen: mit Zytokinen (PGEs, Proinflammatorische)
Hinweise
- Nachbearbeitung: Lehrbücher zu Rate ziehen, um Vorlesungsinhalt zu vertiefen.
- Nachbesprechungen: Zusätzliche Informationen, Beispiele und Erklärungen für Klausurvorbereitung.
Weitere Hinweise
- Biologen: Klausur bestanden = Voraussetzung für die Mikrobiologie-UE im 2. Semester
- MoBis/STEOP: Klausur bestanden = Voraussetzung für weiteres Studium
- Medizin Biologie/STEOP: Klausur bestanden = Voraussetzung für weiteres Studium & Teilnahme an Mikrobiologie im 2. Semester
Literatur
- Brock Mikrobiologie: von Michael T. Madigan, John M. Martinko, Thomas Lazar, und Freya Thomm-Reitz, Pearson Studium
- Allgemeine Mikrobiologie: von Hans Günther Schlegel und Georg Fuchs, Thieme, Stuttgart
- Mikrobiologie: von Wolfgang Fritsche, Spektrum Akademischer Verlag
- Grundlagen der Mikrobiologie: von Heribert Cypionka, Springer, Berlin
Bereiche der Mikrobiologie
- Agrarbiologie
- Evolution
- Medizin
- Mikrobiologie
- Ökologie
- Biotechnologie
- Gentechnologie
Vorkommen von Mikroorganismen
- Mikroorganismen sind in fast allen Lebensräumen der Erde vorhanden.
- Bakterien und Pilze sind allgegenwärtig.
Entstehung von Mikroorganismen
- Mikroorganismen entstanden vor etwa 3,8 Milliarden Jahren.
- Vielzeller entwickelten sich vor etwa 600 Millionen Jahren im Neoproterozoikum.
- Die ersten modernen Menschen (Homo Sapiens) erschienen vor ca. 130.000 Jahren.
Was sind Mikroorganismen?
- Mikroskopisch kleine Lebewesen (Bakterien, Archaea, Pilze, Mikroalgen, Protozoen, Viren).
Phylogenetischer Stammbaum
- Zeigt evolutionäre Beziehungen zwischen verschiedenen Arten.
- Einteilung in drei Domänen (Bacteria, Archaea, Eukaryota) basierend auf rRNA-Gen-Sequenzen.
Systematische Kategorien der Bakteriologie
- Domäne (Abteilung = Stamm): Bakteriologie
- Klasse
- Ordnung
- Familie
- Gattung
- Art
Unterschiede Prokaryoten und Eukaryoten
- Prokaryoten: Genmaterial (Nukleoid) frei im Zellplasma.
- Eukaryoten: Zellkern vorhanden
Was sind Mikroorganismen?
- (Liste von Beispielen für Mikroorganismen)
Unterschiede Bakterien und Archaea
- Stoffwechsel: Archaea sind Eukaryoten ähnlicher als Bakterien (z.B. Protein- und Nukleinsäure-synthetisierende Enzyme)
- Antibiotika: Bakterien sind sensitiv, Archaea sind resistent gegen viele Antibiotika
- Zellwand und Membranen: Unterschiede in Zellwand, Membran, Lipiden, DNA/RNA Sequenzen.
Vorkommen von Bakterien
- Freilebend: Planktonisch
- Biofilme: Heterogene Lebensgemeinschaften
Biofilme
- Schicht: von lebenden und abgestorbenen Kleinstlebewesen (Bakterien, Algen, Protozoen)
- Ansiedlung: an Grenzflächen
- Schleimschicht: meist geschlossene (aus Polymeren (EPS))
- Schutz: vor Umwelteinflüssen
Bildung von Biofilm
- (Reihenfolge der Ereignisse)
Quorum-Sensing
- Signalübertragung: zwischen Zellen im Biofilm
- Populationsdichte: beeinflusst die Genexpression
- Signalmoleküle: als Analoga zu Hormonen
- Genetischer Austausch: über horizontalen Gentransfer möglich
Biofilme und chronische Infektionen
- Zusammenhang: Mittelohrinfektionen, Mukoviszidose, Parodontalerkrankungen mit verschiedenen systemischen Krankheiten
- Bedeutung: Bakterien bilden im Zusammenhang mit chronischen Infektionen oft Biofilme
Wachstumsbedingungen
- Exponentielle Vermehrung: 2^n, n= Generationen
- Wachstumsphasen: Lag, Exponentiell, Stationär, Zelltod (Wachstumskurve des Diagrammes ist zu beachten.)
Nährstoffe für Wachstum von Bakterien
- Kohlenstoffquelle (z.B. Zucker, Alkohole, Fettsäuren)
- Stickstoffquelle (z.B. Aminosäuren, Pepton)
- Anorganische Salze (z.B. PO4, Mg2+, Fe2+, Ca2+, S-, K+)
- Spurenelemente (z.B. Mn, Co, Zn, Cu, Ni, Na, Se, Si, Wo)
- Stoffe für auxotrophe Mikroorganismen (je nach Bedarf)
- Optimaler pH-Wert und Temperatur
Wachstum ohne Phosphor?
- GFAJ-1: Bakterium, welches Arsen statt Phosphor verwenden kann.
- Auswirkungen: große Bedeutung für die Geochemie und Evolution
Sauerstoffbedarf von Bakterien
- Obligat aerobe Bakterien: benötigen Sauerstoff
- Obligat anaerobe Bakterien: vertragen keinen Sauerstoff
- Fakultativ anaerobe Bakterien: können sowohl mit als auch ohne Sauerstoff wachsen
- Mikroaerophile Bakterien: benötigen geringen Sauerstoffpartialdruck
- Aerotolerante Bakterien: vertragen Sauerstoff, benötigen ihn aber nicht.
Stoffwechselvielfalt von Mikroorganismen
- Energiequellen: chemisch oder Licht
- Reduktionsäquivalent: organisches Material, anorganisches Material (z.B. CO2)
- Sauerstoffbedingtheit: aerophil oder anaerob
- pH- und Temperaturbereich: angepasst auf ihre jeweiligen Umgebungen
Anlegen von Bakterienkulturen
- Abstrich: Zellen von Oberfläche nehmen
- Ausspateln: Bakteriensuspension verteilen
- Drei-Ösen-Ausstrich: Übertragung der Bakterien
- Gußplattenverfahren: Vermischung von Bakterien und Nährmedium
- (Detaillierte Beschreibung der Verfahren)
Einige Medien für Mikroorganismen
- Vollmedium: enthält zahlreiche Nährstoffe
- Minimalmedium: enthält Minimalansprüche an Nährstoffe
- Selektivmedium: Wachstum bestimmter Mikroorganismen fördern
- Differentialmedium: Unterscheidung der Mikroorganismen
Bakterielle Mutanten
- Mutanten mit diversen Defiziten (bio, arg, met, lac, gal, str, strr)
Bakterielle Mangelmutanten
- (Bsp)
Drei-Ösen-Ausstrich
- (Beschreibung des Verfahrens)
Ausglühen einer Impföse
- (Beschreibung der Methode)
Keimzahlbestimmung: Gußplattenverfahren
- (Beschreibung der Methode)
Anlegen einer Reinkultur
- Reinkultur: alle Zellen genetisch identisch
- Klone: Zellen aus einer einzigen Zelle
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Description
Testen Sie Ihr Wissen über Mikroorganismen, ihre Evolution und Unterschiede zu Eukaryoten. Dieses Quiz behandelt wichtige Meilensteine in der Mikrobiologie und grundlegende Konzepte im Zusammenhang mit Zellstruktur und -funktion. Ideal für Studierende der Biologie und Mikrobiologie.
