Molekularbiologie und Bakterien
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Questions and Answers

Was beschreibt den Begriff 'Genom' am besten?

  • Die Struktur eines einzelnen Gens.
  • Die Gesamtheit aller Gene einer Zelle. (correct)
  • Die Gesamtheit aller Proteine einer Zelle.
  • Die Gesamtheit aller Chromosomen einer Zelle.

    • Welche Aussage über Prokaryonten ist korrekt?

  • Prokaryonten besitzen kein Nukleoid.
  • Prokaryonten replizieren ihre DNA in mehreren Richtungen gleichzeitig.
  • Prokaryonten haben mehrere lineare Chromosomen.
  • Prokaryonten haben ein einzelnes, ringförmiges Chromosom. (correct)

    • Was ist die Funktion der DNA-Gyrase?

  • Sie synthetisiert die RNA aus dem DNA-Strang.
  • Sie schneidet die DNA in zwei Stränge.
  • Sie vervielfältigt die DNA jedes Chromosoms.
  • Sie führt einen Doppelstrangbruch ein und verdreht die DNA. (correct)

    • Was ist erforderlich, damit eine neue DNA-Kette synthetisiert werden kann?

    <p>Eine 3‘-OH Gruppe.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die semikonservative Replikation der DNA?

    <p>Jede Tochter-DNA hat nur einen Elternstrang und der andere Strang ist neu.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt den Aufbau eines Nukleotids?

    <p>Basen, Zucker, Phosphat.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Energiequelle für phototrophe Bakterien?

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

    Welche Funktion haben RNA-Moleküle in der Genexpression?

    <p>Sie kodieren für Proteinproduktion.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt litotrophe Bakterien als Elektronendonatoren?

    <p>Sie stammen aus anorganischen Verbindungen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Bakterienarten nutzt CO2 als Kohlenstoffquelle?

    <p>Autotrophe Bakterien</p> Signup and view all the answers

    Was passiert während der DNA-Replikation in 5‘ -> 3‘ Richtung?

    <p>Nukleotide werden an der 3‘-OH Gruppe des vorherigen Nukleotids hinzugefügt.</p> Signup and view all the answers

    Was ist kein Bestandteil der Stickstoffquelle für Bakterien?

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

    Welches Merkmal beschreibt den Katabolismus?

    <p>Stoffabbau organischer Verbindungen</p> Signup and view all the answers

    Was folgt nicht aus der Stoffwechselvielfalt der Bakterien?

    <p>Alle Bakterien sind autotroph.</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Elemente ist häufig nicht in organischen Verbindungen enthalten?

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

    Was ist eine exergonische Reaktion?

    <p>Eine Reaktion, die Energie freisetzt.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen trifft nicht auf chemoorganotrophe Organismen zu?

    <p>Sie sind ausschließlich autotroph.</p> Signup and view all the answers

    Was liefert oft die Energie zum Aufbau von Zucker in autotrophen Bakterien?

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

    Was beschreibt der Begriff 'Anabolismus'?

    <p>Aufbau hochmolekularer Verbindungen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Gibbs-Helmholtz-Gleichung ist korrekt?

    <p>Sie zeigt, wie die freie Energie von Temperatur und Entropie abhängt.</p> Signup and view all the answers

    Was sind Enzyme?

    <p>Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die weiße Biotechnologie?

    <p>Einsatz von Mikroorganismen in industriellen Verfahren.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Reaktionen ist eine exergone Reaktion?

    <p>Abbau von Glucose in der Zellatmung</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften machen Bakterien für biotechnologische Anwendungen attraktiv?

    <p>Haploidität und große Populationen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Enzymklasse katalysiert hydrolytische Spaltungen?

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

    Welche dieser Aussagen beschreibt nicht das Prinzip der Energieerhaltung?

    <p>Energie kann aus dem Nichts entstehen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine wichtige Anwendung von Chymosin in der Industrie?

    <p>Säuerungsmittel in der Käseherstellung.</p> Signup and view all the answers

    Was charakterisiert genetisch veränderte Mikroorganismen?

    <p>Ihr Erbmaterial wurde künstlich modifiziert.</p> Signup and view all the answers

    Was wird bei Anabolismus hervorgerufen?

    <p>Energieverbrauch zur Synthese</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Substanzen ist ein wichtiges Endprodukt der Zellatmung?

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

    Welche der folgenden Aussagen zur Biotechnologie ist korrekt?

    <p>Sie integriert Biochemie, Mikrobiologie und Verfahrenstechnik.</p> Signup and view all the answers

    Welche Strategie wird zur Optimierung von Produktaufbereitung in der Biotechnologie verwendet?

    <p>Entwicklung neuer oder optimierter Enzyme.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Energieumwandlung in lebenden Organismen?

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

    Was ist ein Vorteil der Verwendung von Enzymen in der Industrie?

    <p>Sie können in niedrigen Temperaturen effizient arbeiten.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird genetisch verändertes Chymosin hergestellt?

    <p>Transfer des Chymosin-Gens in Mikroorganismen.</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Produkte wird nicht durch biotechnologische Verfahren hergestellt?

    <p>Künstliche Intelligenz.</p> Signup and view all the answers

    Was könnte eine Anwendung der biotechnologischen Forschung zur Prozessentwicklung sein?

    <p>Optimierung der Energieverwendung.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften sind typisch für Pathogenitätsinseln?

    <p>Kommen in pathogenen Stämmen vor, fehlen jedoch in nicht-pathogenen Stämmen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt den Mechanismus der Adhärenz von Mikroorganismen am besten?

    <p>Sie nutzt das Schlüssel-Schloss-Prinzip für die Bindung</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Escherichia coli ist korrekt?

    <p>Escherichia coli ist ein fakultativ pathogener Enterobakter</p> Signup and view all the answers

    Was gehört nicht zu den Abwehrstrategien des Immunsystems?

    <p>Temperaturerhöhung des Körpers als chemische Barriere</p> Signup and view all the answers

    Wie funktioniert das angeborene Immunsystem im ersten Stadium der Infektion?

    <p>Es erkennt die Erreger als fremd und aktiviert allgemeine Abwehrmechanismen</p> Signup and view all the answers

    Welche der genannten Pathogenitätsfaktoren trägt zur Eisenaufnahme bei?

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

    Welche Struktur beschreibt am besten die Gram-negativen Eigenschaften von Escherichia coli?

    <p>Lipopolysaccharidschicht, die Fieberschübe auslösen kann</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Mikrobiologie - Einführung

    • Mikroorganismen existierten vor ca. 3,8 Milliarden Jahren, Vielzeller erst vor ca. 600 Millionen Jahren, und Homo sapiens vor ca. 130.000 Jahren.
    • Prokaryoten (Bakterien, Archaea) und Eukaryoten (Pilze, Mikroalgen, Protozoen, Viren) bilden die Domänen für die Mikroorganismen.
    • Systematik der Bakteriologie (Domäne, Abteilung/Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art) wird verwendet, um die Organismen zu klassifizieren.
    • Mikroorganismen umfassen 70% der Biomasse.
    • Sie spielen eine kritische Rolle in Ökologie, Medizin, Biotechnologie, Gentechnologie und Agrarbiologie.

    Unterschiede zwischen Bakterien und Archaea

    • Zellwände, Membranen, Lipide und Stoffwechsel weisen Unterschiede auf.
    • Archaea sind weniger empfindlich gegenüber Antibiotika als Bakterien.
    • Archaea ähneln Eukaryoten mehr als Bakterien.
    • Beispiele für Bakterien sind Escherichia coli, Staphylococcus aureus und Bacillus subtilis, während extrem thermophile und Methan produzierende Archaea typisch sind.
    • Bakterien und Hefezellen haben unterschiedliche Größen und Volumina.

    Bedeutung von Mikroorganismen

    • Mikroorganismen machen einen großen Teil der Biomasse aus.
    • Sie sind für die geochemischen Stoffkreisläufe, das globale Klima, den Darm-, und die Hautflora unerlässlich.
    • Pathogene Bakterien können Krankheitsverläufe verursachen.
    • Biotechnologische Anwendungen spielen eine Schlüsselrolle in der Herstellung von Nahrungsmitteln und anderen wichtigen Stoffen.

    Koch'sche Postulate

    • Um die Krankheitserreger für die Entwicklung von Impfstoffen zu bestätigen.
    • Die Erreger müssen im kranken Tier nachgewiesen werden.
    • Die Erreger müssen in der Kultur gezüchtet werden
    • Die Erreger müssen in einem gesunden Tier dieselbe Krankheit verursachen
    • Die Erreger müssen im neuen gesunden Tier wiederisolierbar gemacht werden.

    Molekulare biologische Methoden

    • Methoden zur DNA- und RNA-Sequenzierung und Genexpression.
    • Biochemische Techniken helfen die Proteine nach ihrer Größe zu sortieren.

    Makroskopische Unterscheidung von Bakterienkolonien

    • Kolonienmerkmale (Form, Farbe, Konsistenz) sind wichtig zur Unterscheidung verschiedenen Bakterien.

    Bakterienformen

    • Kokken (rund) , Stäbchen (zylindrisch) , und andere Formen (spiralförmig, kommaförmig)

    Biofilme

    • Biofilme sind an Grenzflächen angesiedelte Mikroorganismengemeinschaften.
    • Sie schützen die Mikroorganismen vor verschiedenen Umweltstressoren (z.B. Antibiotika, pH-Wert, etc.).
    • Biofilme sind häufig in chronischen Infektionen des Menschen involviert

    Quorum Sensing

    • Kommunikation zwischen Bakterien durch Signalmoleküle, die von der Populationsdichte abhängen.

    Bakterienwachstum

    • Wachstumskurve von Bakterien, inklusive Lag-Phase, Log-Phase, Stationäre Phase und Tot-Phase.
    • Heterotrophe Mikroorganismen benötigen organische Stoffe als Energiequelle.
    • Autotrophe Organismen können ihre Nahrung aus CO2 herstellen.
    • Nährstoffanforderungen von Bakterien (Kohlenstoff, Stickstoff, Spurenelemente).

    Stoffwechselvielfalt

    • Chemo= chemische Energie, Photo= Lichtenergie
    • Organo=organische Energiequelle, Litho= anorganische Energiequelle
    • Heterotrophe= brauchen organische Ressourcen, Autotrophe= brauchen anorganische Ressourcen

    Anlegen von Bakterienkulturen

    • Methoden zur Herstellung von Bakterienkulturen (Abstrich, Wattestäbchen, etc.).

    Medien für Mikroorganismen

    • Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differentialmedium.

    Drei Ösenausstrich

    • Verfahren zur Rein-Kulturgewinnung bei komplexen Mischungen.

    Gußplattenverfahren

    • Verfahren zur Keimzahlbestimmung.

    Aufbau von Bakteriellen Zellen

    • Zellwand, Zellmembran, Zytoplasma, Plasmid, Pili, Ribosomen, Kapseln.

    Transport über die Membran

    • Diffusion, erleichterte Diffusion, selektiver Transport (Carrier, Pumpen).

    Gram-Färbung

    • Unterscheidung von Bakterien basierend auf Zellwandstruktur (Gram-positive und Gram-negative Bakterien).

    Geißeln und Pili

    • Strukturen für Bewegung und Anheftung.

    Chemotaxis

    • Orientierung von Bakterien in chemischen Konzentrationsgradienten.

    Speicherstoffe

    • Substanzen wie Glykogen, Reservepolysaccharide, Fett, etc. dienen zur Energiespeicherung.

    Sporen von Bakterien

    • Zur Überlebensfähigkeit unter extremen Bedingungen (z.B. Hitze, Trockenheit).

    Endosymbiontentheorie

    • Hypothese, wonach Mitochondrien und Plastiden aus prokaryotischen Zellen entstanden.

    Genetische Informationen

    • DNA-Aufbau (Nukleotide, Basen).
    • Rolle von DNA-Polymerasen in der DNA-Replikation.

    DNA Replikation

    • Semikonservative Replikation von Bakterien-DNA.
    • DNA Polymerasen (Funktionen).

    Transkription

    • Synthese von mRNA aus dem DNA-Matrizen.
    • RNA-Polymerase (Funktionen).

    Schritte der RNA Synthese

    • Der Prozess der Transkription beinhaltet Initiation, Elongation und Termination.

    Mikrobiologie - Gentechnik

    • Methoden zur Veränderung der genetischen Eigenschaften von Organismen (DNA-Rekombination).
    • Genetischer Austausch (Transformation, Konjugation, Transduktion).
    • Verfahren zur Klonierung von DNA-Fragmenten.
    • Methoden zur Vermehrung rekombinanter DNA (Klonierung).

    Restriktionsenzyme

    • Enzyme zur Spaltung von DNA an bestimmten Sequenzmotiven.

    PCR (Polymerasekettenreaktion)

    • Verfahren zur Amplifizierung von DNA-Sequenzen.

    Plasmide

    • Kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die in Bakterien vorkommen und wichtige Gene tragen.

    Ligation

    • Verfahren der Zusammenfügung von DNA-Fragmenten durch Enzyme.

    Klonierungskulturen

    • Durchführung.

    Genischer Austausch

    • Austausch von DNA durch horizontale Gentransfer (Transformation, Konjugation und Transduktion)

    Genetischer Austausch

    • Methoden zur Veränderung der genetischen Informationen.

    Mikrobiologischer Energiespeicher

    • ATP-Aufbau und -funktion.
    • Biophysikalischer Energiespeicher.
    • Konzentrationsgradienten und Membranpotenzial.

    Chemoorganotrophie

    • Energiegewinnung aus organischen Verbindungen.

    Polysaccharid Stärke/Glykogen

    • Rolle von Kohlenhydraten als Energie- und Speicherung.

    Glykolyse

    • Abbau von Glucose zu Pyruvat.
    • Energiegewinnung durch Substratkettenphosphorylierung.

    Oxidation des Pyruvats

    • Oxidative Decarboxylierung von Pyruvat.
    • Citratzyklus

    Vollständige Oxidation von Glucose

    • Energiegewinnungsprozesse.

    Atmung

    • Chemoorganotrophe Mikroorganismen verwenden Elektronentransportketten.
    • Aufbau der Protonenmotorischen Kraft (PMF) und ATP-Synthese.

    ATP-Synthetase

    • Komplex für ATP-Produktion.

    Gärung

    • Anaerobe Energieproduktion.
    • Milchsäuregärung, Alkoholische Gärung.

    Mikrobiologie - Keimreduktion und Antibiotika

    • Definition von Sterilisation, Keimmunisierung, Desinfektion.
    • Definition von Keimreduktion und Desinfektion.
    • Verfahren für Keimreduktion (Hitze, Strahlung, chemische Mittel).

    Antibiotika

    • Mechanismen bakterieller Resistenz.

    Isolierung und Identifizierung von Pathogenen

    • Verfahren zur Isolierung und Identifizierung von Krankheitserregern (z.B. Kulturmethoden).

    Spezifische Tests für Krankheitserreger

    • Verfahren zur Identifizierung von Krankheitserregern (z.B. ELISA, Western Blot).

    Pathogene Verdauungs- und Atemwege

    • Übersicht verschiedener Pathogene in den Verdauungs- und Atemwegen.

    Angeborene Immunantwort

    • Beschreibung, Mechanismen und Zellen der angeborenen Immunreaktion.

    Adaptive Immunantwort

    • Beschreibung, Mechanismen und Zellen der adaptiven Immunreaktion.

    Pathogenität

    • Faktoren, Strategie und Prinzipien.

    Nosokomiale Infektion

    • Ursachen, Präventionsmaßnahmen.

    Kochs Postulate

    • Kriterien zur Bestimmung von Krankheitserregern.

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    In diesem Quiz testen wir dein Wissen über Genom, DNA-Replikation und die verschiedenen Typen von Bakterien. Du wirst Fragen zu prokaryontischen Organismen, Nukleotiden und den Funktionalitäten von RNA erhalten. Bereite dich darauf vor, die grundlegenden Konzepte der Molekularbiologie zu überprüfen.

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