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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