Verfügbarkeit: Allgemeine Mikrobiologie | Technische Universität München

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Fuchs, Georg 1945- (VerfasserIn, HerausgeberIn), Eitinger, Thomas 1961- (VerfasserIn), Heider, Johann 1962- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Stuttgart ; New York Georg Thieme Verlag [2017]
Ausgabe:	10., unveränderte Auflage
Schlagwörter:	Medizinische Mikrobiologie Allgemeine Mikrobiologie Mikrobiologie Microbiology Lehrbuch
Links:	http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=029845333&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Umfang:	750 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783132418851 3132418854

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Protisten. 29 29 29 Von den zwei Reichen der Prokaryonten und Eukaryonten zu den drei neuen Reichen........................................ 29 Die zwei Reiche: Prokaryonten und Eukaryonten............................................... Die drei neuen Reiche: Archaea, Bacteria 36 37 Die alten drei Reiche: Tiere, Pflanzen und Protisten......................................... 36 1.7 Rolle der Mikroorganismen für unseren Planeten Erde...................................... 37 1.7.1 1.7.2 1.7.3 1.7.4 1.7.5 Kreislauf des Kohlenstoffs.......................... Mineralisierung des Kohlenstoffs...................... Kohlendiowdfoderung...................................... Kreislauf des Stickstoffs.............................. Kreislauf des Phosphors.............................. Kreislauf des Schwefels................................ Mikroorganismen und ihre Fressfeinde... 39 39 40 40 40 42 42 1.8 Mikroorganismen als Symbionten........ 42 1.9 Mikroorganismen im Dienste des Menschen.................................................... 44 1.9.1 1.9.2 1.9.3 1.9.4 1.9.5 Klassische mikrobieUe Verfahren.............. Neue mikrobielie Verfahren........................ Mikroorganismen und Gentechnologie... Mikroorganismen in Umweltprozessen... Monopolstellung der Mikroorganismen .. 44 45 45 45 46 1.10 Mikroorganismen als Gesundmacher der Mensch als besiedelter Raum........ 46 Mikroorganismen als Krankheits erreger.......................................................... 46 29 ЗО 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 Evolution der Organismen und phylo genetischer Stammbaum..................... Allgemeine Eigenschaften der Mikro organismen ............................................ Das erfolgreiche Prinzip Kleinheit und große Zahl................................................. Größeneinheit Mikrometer, die Elle des 31 34 34 34 1.6.3 Großes Oberfläche/Volumen-Verhältnis 1.6.4 Stoffwechselvielfalt und individuelle Anpassungsfähigkeit........................... 34 2 35 35 36 Die Prokaryonta und die prokaryontische Zelle. frivin 50 Schneider 2-1 Überblick....................................... 2-2 Prokaryonten versus Eukaryonten 2-2.1 Struktur des Genoms rubri ir dm· 7«1L· 2-3 1.11 Archaea versus Bacteria 50 2.4 Die Prokaryontenzelle - Zellform, Größe und chemische Zusammensetzung. 50 50 51 2.4.1 2.4.2 Morphologische Merkmale ... Stoffliche Zusammensetzung. . Proteine................. Desoxyribonukleinsäure 54 Ribonukleinsäure. .. Polysaccharide .... Lipide............... . 54 55 56 56 58 61 62 62 2.4.3 2.4.4 Ausgewählte Beispiele prokaryontischer Organismen aus dem „natürlichen“ System......................................................... Bacteria....................................................... Proteobakterien (= Purpurbakterien)............... Crampositive Bakterien.................................. Cyanobakterien.................................................. Chlamydia.......................................................... Planctomyces.................................................... Bacteroides........................................................ 3 Grüne Schwefelbakterien............................... Spirochäten.................................................... 64 65 65 66 67 67 67 67 Deinococcus............................................................ Grüne Nicht-Schwefelbakterien (Grüne schwefelfreie Bakterien....................... Thermotoga.................................................. Aquifex............................................................... 2.4.5 Archaea....................................................... Euryarchaeota.................................................... Crenarchaeota.................................................. 68 68 68 69 69 69 69 69 69 72 Pilze........................................................... Erika Kothe 3.1 Überblick................................................... 72 3.7 Saprophytisches Wachstum................. 84 3.2 Vorkommen der Pilze............................ 72 3.7.1 3.7.2 Schimmelpilze............................................ Weißfäule und Braunfäule......................... 84 84 3.3 Die pilzliche Zelle.................................... 72 3.8 3.3.1 3.3.2 Aufbau der pilzlichen Zelle....................... Pilzwachstum............................................. Hefen........................................................... Filamentose Pilze........................................... Septen ......................................................... 72 74 74 74 74 Interaktionen mit Pflanzen - von Phytopathogenen zu Symbionten............... 85 Phytopathogene.......................................... Infektion durch phytopathogene Pilze............. 85 85 3.8.1 Pflanzliche Abwehr und Entgiftung von Pflan- 3.8.3 3.8.4 Mykorrhiza................................................. Arbuskuläre Endomykorrhiza........................... Ektomykorrhiza.............................................. Flechten..................................................... Endophytische Pilze.................................. 87 89 89 89 90 91 3.9 Tier- und humanpathogene Pilze.......... 91 3.9.1 3.9.2 Mykosen..................................................... Insektenpathogene.................................... 91 93 3.10 Pilzgenetik................................................ 93 3.10.1 3.10.2 Ascusanalyse.............................................. Molekulargenetik mit eukaryontischen Systemen................................................... Genomforschung und Transformation.... 93 zenmetaboliten durch den Pilze..................... 75 3.8.2 76 77 78 3.4 Einteilung der Pilze................................ 3.4.1 3.4.5 Vermehrungsformen der Pilze als Einteilungskriterien........................................... Basidiomyceten.......................................... Ascomyceten............................................. Die Verwandtschaftsgruppe der Zygomyceten..................................................... Die Chytridien........................................... 3.5 Asexuelle Vermehrung.......................... 78 3.5.1 Mitose und Zellzyklus................................ Mitose.......................................................... Zellzyklus..................................................... Asexuelle Vermehrungsformen bei Ascomyceten..................................................... Asexuelle Vermehrungsformen bei anderen Pilzen................................................... 78 78 79 79 3.10.3 79 3.11 3.6 Sexuelle Vermehrung............................ 80 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 Homothallie und Heterothallie................. Sexuelle Entwicklung bei Basidiomyceten Sexuelle Entwicklung bei Ascomyceten... Sexuelle Entwicklung der Zygomyceten .. 80 81 81 83 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.5.2 3.5.3 78 78 95 95 Pilze in der Biotechnologie und Produktion................................................ 98 3.11.1 3.11.2 Biotechnologie............................................ Speisepilze und Pilzgifte........................... 98 99 3.12 Vielfalt pilzlicher Lebensformen........... 100 3.12.1 3.12.2 Synchrone Meiose beim Tintling............... Effektoren und Umwandlung von Pflanzenorganen durch Brandpilze................... 100 100 3.12.3 3.12.4 3.12.5 Komplizierte Lebenszyklen bei Rostpilzen Humanpathogene Pilze................................ Saccharomyces cerevisiae als Klonie- 101 102 3.12.7 4 Die Innere Uhr: Zeitgeber bei Neurospora crassa................................................................ Die phytopathogenen Ascomyceten Ashbya und Claviceps.................................... 105 Vertreter............................................................. 3.12.10 Mycetozoa: cAMP als Lockstoff.................... 106 107 3.12.9 103 3.12.6 Eine Symbiose zwischen Zygomyceten und Bakterien.................................................. Oomyceten: pflanzen- und tierpathogene 3.12.8 104 104 112 Viren Börries Kemper 4.1 Überblick......................................................... 112 4.2 Vorkommen und Entdeckung................. 112 4.3 Der technische Umgang mit Viren......... 115 4.4 Entwicklung................................................... 116 4.4.1 4.4.2 4.4.3 Vermehrung von Phagen.............................. Vermehrung der Viren von Eukaryonten.. Lytischer und lysogener Zyklus................... Der lytische Zyklus............................................ Der lysogene Zyklus.......................................... Regulation von Infektionsabläufen............. 117 118 118 118 119 119 4.4.4 4.8.2 4.8.3 4.8.4 4.8.5 4.8.6 4.5 Aufbau............................................................. 121 4.6 Mechanismen der Verbreitung............... 123 4.7 Klassifizierung der Viren........................... 124 4.8 Beispiele......................................................... 124 4.8.1 Doppelsträngige DNA-Viren (Klasse-I-Viren).............................................. 125 5 4.9 Doppelsträngige DNA-Viren der Bakterien .... Doppelsträngige DNA-Viren der Eukaryonten . . Partiell doppelsträngige DNA-Viren........... Einzelsträngige DNA-Viren (Klasse-IlViren)................................................................. Einzelsträngige DNA-Viren der Prokaryonten. . . Einzelsträngige DNA-Viren der Eukaryonten . . . Die plus-Strang-RNA-Viren (Klasse-IV-und Klasse-Vi-Viren)............... Die plus-Strang-RNA-Viren der Prokaryonten . . Die plus-Strang-RNA-Viren der Eukaryonten . . . Die minus-Strang-RNA-Viren der Eukaryonten (Klasse-V-Viren).................... Doppelsträngige RNA-Viren (Klasse-III-Viren).............................................. Doppelsträngige RNA-Viren der Prokaryonten . Doppelsträngige RNA-Viren der Eukaryonten . . Doppelsträngige RNA-Viren der Hefe Saccharomyces cerevisiae.................................................. 125 127 129 130 130 131 132 132 133 135 137 137 137 137 Viroide............................................................... 138 ,. 142 Die Besonderheiten prokaryontischer Zellen. Erwin Schneider 5.1 Überblick.................................................. .. 142 5.5 Zellwand.................................................. . 147 5.2 Abbildung von Mikroorganismen ... .. 143 5.5.1 5.5.2 Zellwand der Bacteria......................... Zellwand der Archaea......................... . . 147 149 5.2.1 5.2.2 Lichtmikroskopie...................................... . . Elektronenmikroskopie.......................... .. 143 145 5.6 Kapseln und Schleime................. . 149 5.3 Chromosom und Plasmide.................. .. 145 5.7 Zellmembranen....................... . 150 5.4 Ribosomen.............................................. .. 146 5.7.1 5.7.2 Cvtoplasmamembran.. . Die äußere Membran gramnegativer Bakterien..................... ļ . 152 5.8 Das prokaryontische Cytoskelett.......... 155 5.11 Zellanhänge............................................ 164 5.8.1 5.8.2 5.8.3 FtsZ und die Zellteilung.............................. MreB und die Zellform................................ Crescentin....................................................... 155 158 159 5.11.1 5.11.2 5.11.3 Flagellen und Chemotaxis........................... Fimbrien und Pili........................................... Ceilulosomen................................................. 164 168 170 5.9 Organellähnliche Kompartimente....... 159 5.12 Spezielle Zelldifferenzierung................. 171 5.9.1 159 161 5.12.1 5.12.2 Endosporen und andere Dauerformen.... Heterocysten................................................. 171 172 5.9.2 Von einer Lipidmembran umschlossene Kompartimente............................................. Proteinumhüllte Kompartimente.............. 5.13 5.10 Speicherstoffe............................................. 162 Prokaryontische und eukaryontische Zellen im Vergleich..................................... 173 5.10.1 5.10.2 5.10.3 5.10.4 5.10.5 5.10.6 Polysaccharide............................................... Fettartige Substanzen.................................. Polyphosphate............................................... Schwefel......................................................... Cyanophycin................................................... Andere Zelleinschlüsse................................. 162 163 163 164 164 164 Angriffsorte und Wirkungsweise wichtiger Antibiotika............................. 173 Prokaryontische Genetik und Molekularbiologie..................................................... 178 6 5.14 Thomas Eitínger 6.1 Einführung................................................... 178 6.6 Mobile genetische Elemente.................. 191 6.2 Organisation prokaryontischer DIMA... 178 6.2.1 6.2.2 6.2.3 Struktur der DNA........................................... Chromosomen............................................... Plasmide......................................................... 178 179 180 6.6.1 6.6.2 6.6.3 lnsertions-(lS-)Elemente............................. Transposons................................................... Konjugative Transposons............................. 191 191 194 6.7 Mechanismen der Genübertragung . .. 194 6.3 Weitergabe genetischer Information: DIMA-Replikation......................................... 181 6.7.1 6.7.2 Transformation............................................. Konjugation................................................... Hfr-Stämme..................................................... Mobilisierbare Plasmide..................................... Konjugation zwischen grampositiven Bakterien und zwischen Archaebakterien......................... Transduktion................................................. Allgemeine Transduktion................................. Spezifische Transduktion................................... Andere Transduktionsformen........................... 195 196 199 200 200 200 201 201 201 Restriktion, Modifikation und pro karyontische Immunsysteme................. 202 6.3.1 6.3.2 6.3.3 DNA- Polymerasen......................................... Reaktionen an der Replikationsgabel........ Segregation von Chromosomen und Plasmiden....................................................... 181 181 6.4 Mutationen und DIMA-Reparatur........... 184 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 Arten von Mutationen................................. Entstehung von Mutationen...................... Mutagene Verbindungen ................................ Selektion von Mutanten.............................. DNA-Reparatur............................................. Reparatur von Fehlpaarungen.......................... Reparatur alkylierter Nukleotide...................... Reparatur von Schäden durch (JV-Licht............ 184 184 186 187 188 188 189 189 6.5 Genetische Rekombination..................... 190 6.5.1 6.5.2 Homologe Rekombination.......................... Nichthomologe Rekombination................ 190 191 183 6.7.3 6.8 6.8.1 6.8.2 6.8.3 6.8.4 6.8.5 Typ-l-R/M-Systeme....................................... Typ-lI-R/M-Systeme..................................... Typ-lII-R/M-Systeme..................................... Typ-IV-Restriktionsendonukleasen.......... Immunsystem in Eubakterien und Archae bakterien ....................................................... 202 202 203 203 203 6.9 6.9.1 6.9.2 7 6.10 DNA-Klonierung........................................ 210 6.10.1 6.10.2 6 10 3 6.10.4 Plasmide als Vektoren.................................. Phagen als Vektoren.................................... Cosmide....................................................... YACs, BACs und PACs: Vektoren für sehr große DNA-Fragmente................................ cDNA-Banken und Ligationsverfahren.... Identifizierung rekombinanter Klone........ 21 1 212 214 214 214 215 DNA-Sequenzierung und GenomSequenzen................................................... 216 6.11.1 6.11.2 6.11.3 Genomsequenzierung.................................. Genomgrößen und Genomorganisation .. Genomvergleiche........................................ 216 219 221 6.12 Postgenomik, Metagenomik und synthetische Biologie.............................. 221 Wachstum und Ernährung der Mikroorganismen................................................................. 228 Expression genetischer Information: Transkription und Translation............... Transkription.............................................. Initiation und Elongation................................. Termination.................................................. Translation.................................................. Aminoacyl-tRNA-Synthese............................... Der genetische Code...................................... Initiation........................................................ Elongation...................................................... Termination.................................................. Faltungshelfer................................................ Co- und posttranslationale Modifikationen .. . . Archaebakterielle Translation......................... 203 203 204 204 205 205 205 206 206 207 208 208 209 210 6.10.5 6.10.6 6.11 Bernhard Schink 7.1 Überblick.................................................... 228 7.2 Chemische Zusammensetzung der Zelle und Nahrungsbedarf..................... 228 Kohlendioxidversorgung.................................... Belüftung........................................................... 7.2.1 7.2.2 Elementare Nährstoffansprüche............... Ergänzungsstoffe........................................ 228 229 Anaerobenkultur................................................. 233 233 233 233 233 234 7.7 Selektive Kulturmethoden.................... 235 7.3 Ernährungstypen und LebensStrategien............................................... Anreicherungskultur.................................... Reinkultur................................................... Mischkultur................................................. 235 237 237 7.6.2 229 Komplexe oder Undefinierte Nährböden.......... Feste Nährböden............................................. Kultivierungstechniken.............................. Energiequellen............................................ Elektronendonatoren und Kohlenstoffquellen........................................................ 229 7.7.1 7.7.2 7.7.3 229 7.8 Wachstum und Zellteilung.................... 238 7.4 Substrate für Mikroorganismen........... 230 7.8.1 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.4 Kohlenstoffquellen..................................... Schwefel und Stickstoff.............................. Phosphor.................................................... Sauerstoff.................................................... 230 230 230 230 7.8.2 Methoden zur Bestimmung der Zellzahl und der Bakterienmasse.............................. Bestimmung der Zellzahl.................................. Bestimmung der Zellmasse.............................. Kinetik des Wachstums.............................. 238 238 239 239 7.9 Physiologie des Wachstums.................. 240 7.5 Anpassung an unterschiedliche Umweltbedingungen............................... 231 Temperatur................................................ Wasserstoffionenkonzentration............... Wassergehalt und osmotischer Wert........ 231 231 232 7.9.1 7.9.2 7.9.3 7.9.4 Bakterienwachstum in statischer Kultur.. Parameter der Wachstumskurve............ Lineares Wachstum.................................. Bakterienwachstum in kontinuierlicher Kultur........................................... 241 242 243 7.3.1 7.3.2 7.5.1 7.5.2 7.5.3 Wachstum im Turbidostaten............... 243 244 246 Unterschiede zwischen statischer und kontinuierlicher Kultur................ 246 Wachstum Im Chemostaten............... 7.6 7.6.1 Zusammensetzung von Nährmedien und Kultivierungstechniken................ 232 Nährböden.................................................. 233 7.9.5 7.10 7.10.1 7.10.2 7.10.3 7.10.4 Hemmung des Wachstums und Abtötung............................................... .. Schädigung der Zellgrenzschichten .... Hemmung des Stoffwechsels................. Einfluss von Antibiotika........................ Absterben und Abtötung von Mikro organismen ........................................... .. .. .. 246 246 247 .. 248 7.11 Sterilisation und Desinfektion.......... .. 248 7.11.1 7.11.2 7.11.3 7.П.4 7.11.5 Feuchte Hitze......................................... Trockene Hitze........................................ Filtration................................................. Bestrahlung........................................... Chemische Mittel.................................. 248 249 250 250 250 б Zentrale Stoffwechselwege.......... .. .. .. .. .. 7.12 Konservierungsverfahren...................... 251 7.12.1 7.12.2 Physikalische Konservierungsverfahren .. Chemische Konservierungsverfahren .... 251 252 7.13 Kulturerhaltung....................................... 252 7.13.1 7.13.2 Dauerkulturen............................................ Lebendkulturen.......................................... 252 253 7.14 Mikrobiologische Diagnostik............... 253 7.14.1 7.14.2 Klassische Techniken................................. Molekularbiologische Techniken............. 253 254 246 258 Georg Fuchs 8.1 Überblick................................................... 8.2 Grundmechanismen des Stoffwechsels und der Energieumwandlung............... 258 8.2.2 Funktion der Enzyme................................ Wirkungsweise der Enzyme............................ Regulation der katalytischen Aktivität............. Coenzyme und prosthetische Gruppen........... Dehydrogenierung und Pyridinnukleotide 259 259 260 260 262 8.3 Allgemeines Prinzip des Stoffwechsels. 263 8.4 Umwandlung von Energie..................... 264 8.4.1 264 265 8.8.4 8.4.2 ATP und andere energiereiche Verbindungen.............................................................. Regeneration von ATP................................ 8.5 Wege des Hexoseabbaus....................... 265 8.8.5 8.8.6 8.5.1 8.5.2 Glykolyse................................................... Pentosephosphatweg und oxidativer Pentosephosphatzyklus.................................. KDPG-(2-Keto-3֊desoxy-6-phosphogluconat-)Weg..................................................... Wege des Zuckerstoffwechsels in Archaea Energiebilanzen und Verbreitung der Zuckerabbauwege...................................... 265 8.2.1 8.5.3 8.5.4 8.5.5 258 267 269 269 8.8 8.8.1 8.8.2 8.8.3 8.9 8.9.1 8.9.2 270 8.6 Oxidation von Pyruvat......................... 271 8.7 Citratzyklus und alternative Wege .... 272 8.9.3 8.9.4 Elektronentransportphosphorylierung der Atmungskette.................................. Energetische Grundlagen und das Prinzip der Atmungskette...................................... Redoxpotenzial.............................................. Komponenten der Atmungskette............. Flavoproteine................................................ Eisen-Schwefel-Proteine................................ Olinone....................................................... Cytochrome................................................. Atmungskette bei der Veratmung von Sauerstoff................................................... Oxidasepositive Bakterien.............................. Oxidasenegative Bakterien und verzweigte Atmungsketten.............................................. Elektronentransportphosphorylierung ... Elektrochemisches Potenzial........................... ATP-Synthese................................................ Rückläufiger Elektronentransport........... Elektronentransportprozesse bei anaeroben Bakterien.............................................. Eigenschaften und Funktionen von Sauerstoff.................................................. Regulation durch Sauerstoff....................... Toxische Wirkung des Sauerstoffs und Entgiftungsreaktionen............................... Sauerstoff als Cosubstrat........................... Sauerstoff und Biolumineszenz................. 274 274 275 275 275 276 276 276 278 279 280 281 281 282 284 285 285 285 285 286 286 8.10 8.10.1 8.10.2 9 Verbindung zwischen Energiestoff wechsel und Biosynthese....................... Gluconeogenese............................................. Anaplerotische Reaktionen und Gluconeo 287 Bereitstellung des Kohlenstoffs für die Bio synthese ..................................................... 287 Gluconeogenese, Hilfszyklen und Sonder wege .......................................................... 287 8.10.3 287 genese aus Сз-Verbmdungen........................ Gluconeogenese aus Fettsäuren und anderen 287 Substraten..................................................... 289 Regulation von Enzymaktivität und Gen expression .............................................. 291 294 Biosynthesen ...................................... Georg Fuchs 9.1 Überblick................................................... 294 9.2 Organisation der „Zellfabrik“............... 294 9.3 Syntheseleistung der Zelle..................... 296 9.4 Metabolite und ihre Konzentrationen in der Zelle............................................... 296 9.5 Makromoleküle und ihre Bausteine ... 297 9.6 Assimilation der Elemente N, S, P und der Spurenelemente.............................. 298 9.6.1 9.6.2 9.6.3 9.6.4 9.7 9.7.1 9.7.2 9.7.3 Stickstoff..................................................... Ammoniak bzw. Nitrat als N-Quelle................. Molekularer Stickstoff als N-Quelle................. Schwefel..................................................... Sulfat als S-Quelle......................................... Fixierung und Übertragung von SchwefelWasserstoff................................................... Phosphor................................................... Spurenelemente....................................... 9.8.3 9.8.4 298 298 299 302 302 303 303 304 Bereitstellung von Cļ-Einheiten, Energie, Reduktions- und Oxidationsmittein............................................................ 306 Cļ-Einheiten............................................... Energie....................................................... Reduktions- und Oxidationsmittel........... 306 307 308 9.8 Synthese von Zellmaterial aus C02 .... 308 9.8.1 Calvin-Benson-Zyklus................................ 310 10 9.8.2 Alternative Wege der C02-Fixierung........ Reduktiver Acetyl-CoA-Weg........................... Reduktiver Citratzyklus................................... Besondere Wege der C02-Fixierung................ Ökologische, ökonomische und evolutionäre Aspekte.............................................. Synthese von Zellmaterial aus Formaldehyd........................................................ Hexulosephosphatzyklus................................. Serinweg........................................................ Dihydroxyacetonzyklus................................... Anaerober Weg.............................................. 312 312 312 313 313 314 314 316 316 316 9.9 Biosynthesen der Bausteine................... 316 9.9.1 9.9.2 9.9.3 9.9.4 9.9.5 Aminosäuren.............................................. Zucker.......................................................... Nukleotide und Desoxynukleotide............ Lipide.......................................................... Speicherstoffe............................................ 316 318 319 320 323 9.10 Sekundärmetabolite............................... 325 9.10.1 9.10.2 Funktion von Sekundärmetaboliten.......... Beispiele für Sekundärmetabolite.............. 325 326 9.11 Synthesen von komplexen ZellStrukturen.................................................. 327 Synthese von Zellwandkomponenten an der Membran.......................................... Zusammenbau komplexer Strukturen .... 327 329 9.11.1 9.11.2 Transport durch die Cytoplasmamembran ... 334 Erwin Schneider 10.1 Überblick.......................................... ........ 334 10.2 Grundlagen des Transports.......... ........ 334 10.2.1 Passiver Transport durch Diffusion 334 10.2.2 10.2.3 Passiver Transport durch Kanalproteine Aktiver Transport durch Carrier . 334 335 10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 10.4 10.4.1 10.4.2 11 Transportmechanismen und Transport systeme..................................................... Primäre Transportsysteme........................ ABC-Transporter........................................... Nał-abhangige Decarboxylasen...................... Sekundäre Transportsysteme................... Gruppentranslokation.............................. Zusammenwirken von Exoenzymen und Transport................................................... Weitere Aspekte der Transport systeme ..................................................... Beteiligung von Transportsystemen an der Gen- und Proteinregulation....................... Transportsysteme als chemotaktische Rezeptoren................................................. 10.4.3 335 Transportsysteme als Mediatoren der Differenzierung......................................... 343 Resistenz durch proteinvermittelten Export...................................................... 343 Translokationssysteme für den Proteinexport......................................... 344 337 337 338 339 340 10.5 341 10.6.1 10.6.2 10.6.3 Sec-Translokationssystem........................ Tat-Translokationssystem........................ Spezielle Sekretionssysteme..................... See-abhängige Systeme................................ See-unabhängige Systeme............................ 344 348 348 348 348 10.7 Aufnahme von DNA................................ 350 10.6 341 341 343 Abbau organischer Verbindungen 354 Georg Fuchs 11.1 Überblick................................................... 354 11.2 Aerobe und anaerobe Mineralisierung. 354 11.2.1 11.2.2 Aerobe Mineralisierung............................ Anaerobe Mineralisierung........................ 354 355 11.3 Gemeinsame Aspekte desPolymer abbaus 355 11.4 Abbau von Polysacchariden.................... 356 11.4.1 11.4.2 11.4.3 11.4.4 11.4.5 11.4.6 11.4.7 Cellulose..................................................... Hemicellulosen.......................................... Pectine....................................................... Andere Polysaccharide.............................. Chitin und Murein...................................... Stärke......................................................... Fructane..................................................... 357 357 358 359 359 360 361 11.5 Abbau von Lignin.................................... 362 11.6 Abbau von Proteinen, Nukleinsäuren und Lipiden................................................ 11.6.1 11.6.2 11.6.3 Proteine..................................................... Nukleinsäuren........................................... Lipide........................................................ 364 365 366 11.7 Abbau niedermolekularer Substanzen. 367 11.7.1 11.7.2 11.7.3 Zucker........................................................ Aminosäuren............................................. Aromatische Verbindungen....................... Aerober Abbau von Aromaten........................ Anaerober Abbau von Aromaten..................... Kohlenwasserstoffe.................................... Aerober Abbau von Kohlenwasserstoffen....... Anaerober Abbau von Kohlenwasserstoffen ... Fettsäuren................................................... Purine, Pyrimidine und andere hetero zyklische Verbindungen............................ 368 370 372 372 374 376 376 379 379 11.7.4 11.7.5 11.7.6 11.8 Abbau und Cometabolismus von Xenobiotika....................................................... 382 Unvollständige Oxidationen................. 384 Oxidation anorganischer Verbindungen: chemolithotrophe Lebensweise........... 388 11.9 12 382 364 Johann Heider 12.1 Überblick................................................... 388 12.2 Habitate und Lebensweise von chemolithotrophen Bakterien.......................... 388 12.2.1 12.2.2 12.2.3 Art und Herkunft der Substrate............... Habitate..................................................... Lebensweise............................................... 388 388 390 Kultivierung........................................................ 390 12.2.4 12.2.5 Stoffwechseltypen und ihre Nischen........ Symbiosen................................................. 390 392 12.3 Prinzipien der Lithotrophie................... 392 12.3.1 12.3.2 Stoffwechselprinzip.................................. Rückläufiger Elektronentransport........... 392 393 12.5.1 Biochemie der Sulfid- und Schwefeloxida- 12.5.2 in Acidianus ambivalens . Schwefelstoffwechsel ln neutrophilen Buktei ion Schwefelwasserstoffoxidierende Symbion- 402 Reduzierte Metallionen als Elektronendonatoren................................................ 403 12.6.1 12.6.2 Biochemie der Oxidation von Metallionen Erzlaugung.................................................. 405 405 12.7 Wasserstoff als Elektronendonator. . 405 12.7.1 12.7.2 Biochemische Grundlagen......................... Aerobe wasserstoffoxiciierende Mikroorganismen................................................ 406 Kohlenmonoxid als Elektronendonator 407 12.6 12.4 12.4.1 12.4.2 12.4.3 12.4.4 12.5 13 Reduzierte Stickstoffverbindungen als Elektronendonatoren............................. Ammonium- und nitritoxidierende Nitrifikanten......................................................... Biochemie der Ammoniumoxidation........ Biochemie der Nitritoxidation................... Ökologische und praktische Bedeutung der Nitrifikation.......................................... Reduzierte Schwefelverbindungen als Elektronendonatoren............................. 4ÜÜ 4Ü0 401 Schwefelstoffwechsel 393 394 395 395 396 397 12.8 406 410 Mikrobielle Gärungen Johann Heider 13.1 Überblick................................................. 410 13.4 Ethanolgärung..................................... 421 13.2 Prinzipien der Gärung........................... 410 13.4.1 13.4.2 421 13.2.1 13.2.2 13.2.3 13.2.4 13.2.5 Habitate von gärenden Mikroorganismen. Regeneration der Redox-Carrier............... Gärungstypen............................................ Substratphosphorylierung......................... Energiekonservierung durch Elektronen bifurkation ................................................. Ferredoxingetriebene Protonen- bzw. Na+-Pumpen............................................... Wasserstoff als Gärungsprodukt............... Biotechnologische Bedeutung von Gärungen................................................... 410 410 411 411 Biochemie der Ethanolbildung............ Praktische Bedeutung dei՝ alkoholischen Gärung................................................... Wein........................................................ Sekt........................................................ Bier.......................................................... Backhefe................................................... Ethanol..................................................... 422 422 424 424 424 424 13.5 Gemischte Säuregärung................... 425 13.5.1 13.3 Milchsäuregärung..................................... 415 13.5.2 13.3.1 13.3.2 13.3.3 13.3.4 13.3.5 Milchsäurebakterien.................................. Homofermentative Milchsäuregärung... . Heterofermentative Milchsäuregärung .. . Bifidobacterium-Gärung........................... Praktische Bedeutung der Milchsaurebakterien................................................... 415 416 417 418 Biochemie der gemischten Säuregärung .. 426 Gemischte Säuregärung........................... 426 Butandiolgärung bei Enterobacter.............. 427 Bedeutung der gemischten Säuregärung für Trinkwasser֊ und Labordiagnostik.. .. 428 13.6 Buttersäure-und Lösungsmittelgärung 13.6.1 13.6.2 13.6.3 Buttersäuregärende Clostridien.......... 429 Biochemische Grundlagen der Butter säuregärung........................................... 429 Lösungsmittelgärung (Butanolgärung).... 431 13.7 Propionsäuregärung.......................... 431 13.7.1 Propionibacterium................................ 431 13.2.6 13.2.7 13.2.8 13.3.6 411 414 414 415 419 Milchprodukte....................................................... 419 Käse............................................................ Weitere Lebensmittel.................................... Silage.......................................................... Medizinische Bedeutung von Milchsäure bakterien ................................................... 419 419 420 420 429 13.7.2 Biochemische Grundlagen der Propion säuregärung................................................. Methylmalonyl-CoA-Weg................................. . Acrylyl-CoA-Weg................................................. . 13.9 431 431 432 13.9.1 Sekundäre Gärungen und Homoacetat gärung .................................................... 435 Sekundäre Gärungen................................. 435 Eigenschaften und Isolierung der sekundären 13.8 Vergärung von Aminosäuren............ . 433 Garer....................................................................... 13.9.2 13.8.1 13.8.2 Stickland-Gärung.................................... . Vergärung von Glutamat......................... . 14 Anaerobe Atmung............................. Homoacetatgärung.................................... 436 438 433 434 442 Johann Heider 14.1 Überblick.................................................... 442 14.7 Schwefel als Elektronenakzeptor.......... 14.2 Energetisches Prinzip............................. 442 14.7.1 14.3 Nitrat, Nitrit, N20 als Elektronenakzeptoren............................................................ 444 Polysulfidatmung in Wolinella succinogenes............................................................... Syntrophe Assoziation von Desulfuromonas acetoxidans mit Grünen Schwefel bakterien .................................................... 14.3.2 14.3.3 Denitrifikation............................................ Reduktion von Nitrat zu Nitrit......................... Reduktion von Nitrit zu molekularem Stickstoff. Nitratammonifikation............................... Anammoxreaktion..................................... 444 444 445 446 446 14.4 Fumarat als Elektronenakzeptor.......... 447 14.5 Oxidierte Metallionen als Elektronenakzeptoren................................................ 448 14.6 Sulfat als Elektronenakzeptor............... 449 14.6.1 14.6.2 14.6.3 Biochemie der Sulfatreduktion................. Energetik der Sulfatatmung....................... Unterschiede zwischen assimilatorischer und dissimilatorischer Sulfatreduktion ... Rolle der sulfatreduzierenden Mikro organismen im Naturhaushalt................... 451 452 14.3.1 14.7.2 15 455 456 Methanogene Organismen......................... Eigenschaften................................................ Ökologie........................................................ Methanbildung aus H2 und C02............... Methanbildung aus Acetat......................... 456 456 457 458 459 Acetogenese: C02 als Elektronenakzeptor .................................................... 461 14.9.1 Biochemie der Acetogenese....................... 461 14.10 Reduktion weiterer Elektronenakzeptoren................................................ 463 14.10.1 Sulfoxide und Aminoxide........................... 14.10.2 Anorganische Oxyanionen......................... 14.10.3 Chlororganische Verbindungen................. 463 463 464 14.8.1 14.8.2 14.8.3 452 453 454 Methanogenese: C02 als Elektronenakzeptor .................................................... 14.8 14.9 14.6.4 454 466 Phototrophe Lebensweise........... Georg Fuchs 15.1 Überblick................................................. 15.2 Bedeutung und Prinzipien der Photo synthese ................................................. 15.2.1 15.2.2 Licht als Energiequelle und phototrophes Wachstum.................................................. Prinzipien der Photosynthese................... 466 466 466 467 15.3 Oxygene phototrophe Bakterien (Cyanobakterien).................................. 15.3.1 Vorkommen und Rolle von Cyanobakte- 15.3.2 15.3.3 15.3.4 Stoffwechsel und Zellstruktur................... Morphologische Gruppen......................... Zelldifferenzierungen................................. 468 468 469 470 472 15.4 Anoxygene phototrophe Bakterien.... 15.4.1 Vorkommen und Rolle von anoxygenen phototrophen Bakterien............................. Purpurbakterien und Grüne Nicht-Schwefelbakterien (Photosysteme vom Typ 11)... 15.4.2 Purpurbakterien ................................................ Die Grünen Nicht-Schwefelbakterien................. 15.4.3 Grüne Schwefelbakterien und Heliobakterien (Photosysteme vom Typ 1)................. Grüne Schwefelbakterien............................. Heliobakterien ........................................... 15.4.4 15.5 Aerobe anoxygene phototrophe Bakterien (Photosysteme vom Typ 11 oder Bakteriorhodopsin)............................................... Photosynthetische Pigmente und Thylakoide............................................. ChlorophyUe und Bakteriochlorophylle... 472 Die photosynthetische Redoxkette im Überblick.................................................... Photosystem II (Chmon-Typ) und Wasserspaltung...................................................... Elektronentransportkette......................... 15.7.2 475 475 476 15.7.3 Der Cytochrom-b6f-Komplex.............................. Plastocyanin....................................................... 477 477 478 15.7.4 15.7.5 15.7.6 Photosystem I (FeS-Typ) und NADPHBildung........................................................ Zyklische Photophosphorylierung........... Bilanz, Quantenbedarf und Wirkungsgrad der Lichtreaktion....................................... 484 485 487 487 487 487 487 487 478 15.8 Anoxygene Photosynthese.................. 478 15.8.1 15.8.2 Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei den anoxygenen Photosystemen............. Photosysteme vom Typ ll (Chinon-Typ) und vom Typ I (FeS-Typ)............................ 15.5.3 Thylakoide................................................. 15.6 Antennenkomplexe............................... 482 15.6.1 15.6.2 15.6.3 LH I und LH II............................................. Chlorosomen............................................. Phycobilisomen.......................................... 483 483 483 489 489 Photosystem I.............................................. Bakteriorhodopsin- und proteorhodopsinabhängige Photosynthese .. 491 Regulation des Stoffwechsels und des Zellaufbaus von Bakterien............................... 494 Akzessorische Pigmente........................... Carotinoide........................................................ Phycobiline........................................................ 16 15.7.1 4S4 490 490 490 Chlorophyll................................................. Bakteriochlorophylle.................................... 15.5.2 Oxygene Photosynthese 473 479 479 479 480 480 482 482 15.5.1 15.7 Photosystem II............................................ 15.9 Gottfried Linden 16.1 Überblick...................................................... 16.2 Aufrechterhaltung des Zellmilieus und Antwort auf Änderungen........................ 494 Mechanismen zur Anpassung und Änderung des Zellaufbaus...................... 495 16.3 16.3.1 16.3.2 16.3.3 16.3.4 16.3.5 Veränderung der DNA-Struktur................ Kontrolle der Transkription und Translation.............................................................. Regulation der Transkription durch DNAbindende Proteine........................................ Negative Regulation durch Repressorproteine. . Positive Regulation durch Aktivatorproteine . . . Verwendung komplexer Promotoren.............. Alternative o-Faktoren................................ Funktionskontrolle durch Synthese und Proteolyse...................................................... 494 16.3.6 16.3.7 Kontrolle durch regulatorische RNA und Attenuation..................................... Trons-codlerte sRNA....................... C/s-l odierte regulatorische RNA........ Attenuation..................... Posttranslationale Regulation .... 500 500 500 501 502 16.4 Reizaufnahme und Reizverarbeitung .. 504 16.4.1 Membranständige und cytoplasmatische Sensoren................. Régulons, Stimulons und Netzwerke........ Aufbau und Funktion von Zweikomponentensvstemen........ Intrazelluläre Signalmoleküle .... 495 496 496 497 497 498 499 499 16.4.2 16.4.3 16.4.4 16.5 Regulation von Katabolismus und Energiestoffwechsel.... 504 504 505 506 506 16.5.1 16.5.2 Übergeordnete Regulation des Kohlen stoffkatabolismus ...................................... Regulation des Stoffwechsels durch Elektronenakzeptoren.............................. 16.8 Spezifische Stressreaktionen................. 517 16.8.1 16.8.2 Oxidativer Stress........................................ Hitze- und Kälteschockreaktion............... Regulation der Hitzeschockantwort................. Kälteschock........................................................ 518 518 519 519 Hüllstress und Reizerkennung durch ECF-o-Faktoren......................................... Osmoregulation......................................... 520 520 Interzelluläre Kommunikation und Zelldichteregulation (Quorum Sensing) 521 16.10 Chemotaxis............................................... 523 16.11 Differenzierung bei Bakterien............... 524 16.11.1 Endosporenbildung bei B. subtilis........... 16.11.2 Lebenszyklus von Caulobacter crescentus 16.11.3 Fruchtkörperbildende Myxobakterien.... 525 527 528 507 Regulatorsysteme.............................................. 509 510 16.6 Regulation der Stickstoffassimilierung. 512 16.7 Stringente Kontrolle und generelle Stressantwort.......................................... 16.8.3 16.8.4 514 16.9 16.7.1 16.7.2 16.7.3 17 Stringente Kontrolle und Kopplung von Anabolismus und Katabolismus............... Generelle Stressantwort und Regulation der stationären Phase in E. coli................. Regulation durch den alternativen o-Faktor σ5 in E. coli........................................................... Regulation durch den alternativen σ-Faktor σ® in Bacillus......................................................... Toxin-Antitoxin-Systeme und bakterielle Persistenz................................................... 514 515 515 516 516 Mikrobielle Vielfalt, Evolution und Systematik 532 Jörg Overmann 17.1 Überblick................................................... 532 17.2 Diversitat................................................... 532 17.2.1 17.2.2 Diversitätsbegriff und Definition............. Quantifizierung und Umfang mikrobieller Diversitat................................................... Beobachtungseinheit der mikrobiellen Diversitätsforschung............................................. Umfang bakterieller Diversitat........................ Relevanz der mikrobiellen Diversitatsforschung................................................... 532 17.3 Systematik der Prokaryonten............... 535 17.3.1 Bestandteile der Systematik: Charakterisierung, Taxonomie, und Phylogenie........ Methoden der Charakterisierung und Systematik bei Prokaryonten..................... Morphologlsch-cytologlsche Merkmale........... Physiologische Merkmale.............................. Chemotaxonomie.......................................... Molekularbiologische Charakterisierung......... Numerische Taxonomie................................ Artkonzept und Artbeschreibung bei Prokaryonten.............................................. 17.4 17.4.1 17.2.3 532 532 534 17.4.2 534 17.5 17.5.1 17.3.2 17.3.3 535 537 537 537 537 538 539 539 17.5.2 Evolutionäre Grundlagen der prokaryontischen Vielfalt.................................... 541 Mechanismen prokaryontischer Evolution und Relevanz für die Systematik............... Mutation....................................................... Rekombination............................................. Selektion...................................................... Migration..................................................... Populationsgenetische Evolutionsmodelle 541 541 541 542 543 543 Archaea ֊ extremophile lebende Fossilien?................................................... 543 Crenarchaeota........................................... Thermoproteales........................................... Desulfurococcales......................................... Sulfolobales................................................... Euryarchaeota........................................... Thermococcales........................................... Nanoarchaeota............................................. Methanopyrales........................................... Methanobacteriales....................................... Methanococcales......................................... Thermoplasmatales........................................... Archaeoglobales............................................... Methanomicrobiales......................................... Methanosarcinales........................................... Halobacteriales.................................................. 545 545 545 546 547 547 547 547 548 548 548 548 548 549 549 17.5.3 17.16 Tief abzweigende neue Phyla: Korarchaeota und Thaumarchaeota............................. 17.6 Vorwiegend thermophile Bacteria: Aquificae, Thermotogae, Thermo֊ desulfobacteria, Dictyoglomi....... 17.16.1 Planctomycetes, Verrucomicrobia, Chlamydiae....................................... 573 Planctomycetes........................................... Pianctomycetaceae................................................ Anammoxbakterien............................................. 551 17.16.2 Verrucomicrobia......................................... 17.6.1 17.6.2 17.6.3 17.6.4 Aquificae.............................................. Thermotogae....................................... Thermodesulfobacteria....................... Dictyoglomi......................................... 551 Prosthekate, aerobe Formen............................... 552 552 b53 Kokkoide, obligat anaerobe Formen.................. 573 574 575 575 575 576 Pelagiococcus, ein Vertreter ohne Peplidoglykan....................................................................... 576 576 17.7 Deinococcus-Thermus.................... 553 Epixenosomen ....................................................... „Candidatus Xiphinematobacter“, ein symbion- 17.8 Chloroflexi und Armatimonadetes 554 17.16.3 Chlamydiae................................................... 576 576 17.8.1 Chloroflexi.................................................. 554 17.17 Chlorobi....................................................... 577 Chloroflexi........................................................ 554 Thermomicrobia................................................ 555 555 555 17.17.1 Chlorobiaceae............................................. 17.17.2 Klasse Ignavibacteria................................. 17.17.3 „Thermochlorobacteriaceae“..................... 57S 578 578 578 tiseber Vertreter.................................................... Anaerolineae und Caldilineae............................. Dehalococcoidetes............................................... Ktedonobacteria................................................ 555 17.8.2 Armatimonadetes....................................... 555 17.18 Bacteroidetes.......................................... 17.9 Firmicutes und Tenericutes: gramposi tiv mit niedrigem CC-Cehalt.................. 556 17.18.1 17.18.2 Bacteroidales........................................... Cytophagales........................................... 578 579 Firmicutes.................................................... Bacilli............................................................ Clostridia........................................................ Negatìvicutes................................................ Tenericutes.................................................. 556 556 560 562 562 17.18.3 Flavobacteriaies...................................... 17.18.4 Sphingobacteriales................................ 580 580 17.19 581 Actinobacteria: grampositiv mit hohem GC-Gehalt..................................... 563 17.9.1 17.9.2 17.10 17.19.1 Proteobacteria...................................... Alphaproteobacteria.............................. 581 Anoxygen phototrophe Alphaproteobacteria .. 581 Obligat aerobe anoxygen phototrophe Alpha 17.10.1 Rubrobacterales, Coriobacterales, Acidimicrobiales, Bifidobacteriales................... 17.10.2 Actinomycetales........................................ Streptomyces................................................ Andere myzelbildende Actinomycetales.......... Actinomycetales ohne Myzel........................... 563 564 566 566 567 17.11 Fusobacteria........................................... 568 17.12 Cyanobacteria - oxygen photosynthe tisch, hoch divers und weit verbreitet. 569 17.12.1 Phylogenie und Taxonomie....................... 17.12.2 Stoffwechsel und Sekundärstoffe.............. 569 570 17.13 Nitrospirae................................................ 570 17.14 Acidobacteria............................................ 571 17.15 Spirochaetae............................................ 572 proteobacteria ................................................... 582 Chemolithoautotrophe Alphaproteobacteria. . . 582 Methanotrophe und fakultativ methylotrophe Alphaproteobacteria.................................. 582 Symbionten der Leguminosen................... 583 Intrazelluläre human- und tierpathogene Arten. 584 Stoffwechselphysiologisch besondere Gattun gen ...................................................................... 585 17.19.2 Betaproteobacteria................................ 585 Anoxygen phototrophe Betaproteobacteria Chemolithoautotrophe Betaproteobacteria. Rhodocydales............................................. Burkholderiales........................................... Neisseriales................................................. 17.19.3 Gammaproteobacteria.......................... . . . 585 . . . 585 585 586 586 587 Anoxygen phototrophe Gammaproteobacteria. Chemolithoautotrophe schwefeloxidierende Gammaproteobacteria.............................. Methylococcales......................................... 587 589 Pseudomonadales...................................... Xanthomonadales...................................... Alteromonadales......................................... 589 590 591 587 Pathogene Vertreter der Epsllon-Protobacteria . 593 593 594 595 595 Die Rolle von Mikroorganismen im StofFkreislauf und in der Natur............................ 598 Enterobacteriales......................... Legioneliales.................................. Pasteureliales............................... Vibrionales.................................... 18 ................... ................... ................... ................... 591 592 593 593 17.19.4 Deltaproteobacteria.................................. Myxococcales........................................................ Bdellovibrlonales................................................... 17.19.5 Epsilonproteobacteria................................ Bernhard Schink 18.1 Überblick....................................................... 598 18.2 Ökosystem, Standort und ökologische Nische............................................................. 598 18.2.1 18.2.2 18.2.3 18.2.4 Ökosystem..................................................... Standort......................................................... Ökologische Nische...................................... Bewohner eines Ökosystems...................... 598 598 599 599 18.3 Limitierung von Substraten und Energiequellen..................................................... 599 18.3.1 18.3.2 Logistisches Wachstum.............................. Begrenzung der Substratverfügbarkeit ... 599 600 18.4 Fließsysteme, Substrataffinität und Schwellenwerte ......................................... 600 Hunger, Stress, Abweidung und Populationskontrolle durch Phagen ... 601 18.5 18.5.1 18.5.2 18.5.3 18.5.4 Hunger........................................................... Stress............................................................... Abweidung..................................................... 18.6 Transport von Substraten und Produkten................................................................... 603 Diffusionskontroliierte Lebensräume und Cradientenorganismen.............................. 605 Methoden zur Analyse mikrobieller Populationen und ihrer Aktivitäten in der Natur....................................................... 605 18.7.1 18.7.2 18.7.3 18.7.4 18.7.5 Färbetechniken und Mikroautoradiografie Chemische Methoden................................ Kultivierungsmethoden............................... Molekularbiologische Methoden.............. Analyse von Organismengemeinschaften . 606 606 606 607 609 18.8 Oberflächenanheftung, Biofilme und interzelluläre Kommunikation.............. 609 Oberflächenanheftung.............................. 609 18.6.1 18.7 18.8.1 Phagen ....................................................... 601 602 602 603 18.8.2 Funktionelle Differenzierung im Biofilm.. 610 18.9 Kooperation zwischen Mikroorganismen................................................................. 611 18.9.1 18.9.2 Die anaerobe Fütterungskette.................... Andere Typen von Symbiosen.................... 612 612 18.10 Seen und Ozeane...................................... 613 18.10.1 Süßgewässer................................................ Seen................................................................. Freiwasser......................................................... Seesediment..................................................... Lithotrophe Oxidation...................................... Fließgewässer................................................... 18.10.2 Ozean ............................................................. Primärproduktion............................................ Tiefsee............................................................. Marschen......................................................... Marine Sedimente............................................ Anaerobe Methanoxldation.............................. Anaerobe Ammoniumoxidation...................... 614 614 615 616 617 618 618 618 619 619 620 620 621 18.11 Boden und tiefer Untergrund................ 621 18.11.1 18.11.2 18.11.3 18.11.4 18.11.5 18.11.6 18.11.7 Boden als Standort für Mikroorganismen . Bodenbestandteile.................................... Mikroorganismen im Boden..................... Stickstoffhaushalt...................................... Methankreislauf........................................ Schichtung des Bodens.............................. Tiefer Untergrund......................................... 621 621 623 623 624 624 624 18.12 Extreme Standorte und ihre Bewohner 624 18.12.1 Heiße Standorte und thermophile Organismen........................................................... Extrem heiße Standorte.................................. 18.12.2 Kalte Standorte, psychrophile Organismen und Kältekonservierung.............................. 18.12.3 Saure und basische Standorte und daran angepasste Organismen.............................. 18.12.4 Salzreiche Standorte und halophile Orga- nismen....................................................... 625 625 627 628 629 18.13 18.14 Tierische Verdauungssysteme................ 631 18.14.1 18.14.2 18.14.3 18.14.4 Ernährungs- und Verdauungstypen......... Verdauungsapparat der Wiederkäuer .... Verdauungsapparat des Pierdes............... Verdauungsapparat von holzfressenden Termiten...................................................... է) ձՀ 632 634 634 Mikroorganismen als Symbionten und Antagonisten........................................................ ύ JS Ceomikrobiologie, Mikroorganismen als Gestalter unserer Erde..................... 18.13.1 Eisenablagerung........................................ 18.13.2 Ablagerung von Calciumcarbonat............. 18.13.3 Schwefelablagerung und andere Lagerstatten......................................................... 18.13.4 Eliminierung von toxischen Metallen und Metalloiden............................................... 19 630 630 631 631 631 Erwin Schneider 19.1 Symbiosen ............................................... 638 Symbiose von stickstofffixierenden Bakterien mit Pflanzen.......................... 638 19.2.1 19.2.2 Wurzel- oder Stammknöllchenbakterien . Andere Formen.......................................... 638 641 19.3 Lebensgemeinschaften von MikroOrganismen mit Tieren.......................... 642 19.4 Körperflora des Menschen..................... 643 19.4.1 19.4.2 19.4.3 19.4.4 19.4.5 Haut............................................................ Mundhöhle................................................. Verdauungstrakt........................................ Atemwege................................................... Urogenitalbereich...................................... 643 645 645 647 647 19.2 19.5.2 19.5.3 19.6 19.5 19.5.1 Mikroorganismen als Auslöser von Krankheiten............................................. Wirkmechanismen tier- und humanpathogener Bakterien................................ Adhäsion der Bakterien.................................. Invasion der Bakterien.......................................... Kolonisation und Ausbreitung der Bakterien .. . Toxine..................................................................... 20 647 647 649 649 651 651 19.6.1 19.6.2 Überwindung von Abwehrmechanismen des Wirtes............................................................ Medizinische Diagnostik................................. Ausgewählte bakterielle Krankheitserreger bei Mensch und Tier......................... Erkrankungen der Atemwege......................... Erkrankungen des Verdauungstraktes............. Erkrankungen des Urogenitaltrakts................. Erkrankungen des Zentralnervensystems........ Systemische Infektionen................................. Virale Krankheitserreger und Prionen .... 659 659 661 666 667 668 669 Epidemiologie und öffentliche Gesundheit.............................................................. 672 65 ձ 657 672 19.6.3 Epidemiologische Grundbegriffe............ Krankenhaushygiene und nosokomiale Infektionen................................................ Umwelthygiene (Wasserhygiene).............. 673 674 19.7 Pflanzenpathogene Bakterien................ 674 19.7.1 19.7.2 Ausgewählte pflanzenpathogene Bakterien............................... Pflanzenabwehr gegen Mikroorganismen. 674 675 19.8 Biologische Waffen .. 678 Mikroorganismen im Dienste des Menschen: Biotechnologie................................ 684 Bernhard Schink 20.1 Überblick.................................................... 684 20.4 Essigsäure.................. . 687 20.2 Die Bakterienzelle als Produzent.......... 684 20.4.1 20.4.2 . 687 20.3 Technische Abläufe in der klassischen Biotechnologie ........................................ 685 20.4.3 Unvollständige Oxidationen Stoffwechselleistungen von Essigsäurebakterien................... Biochemie der Essigsäurebildung.. . . 687 688 20.5 20.5.1 Produktion organischer Säuren durch Pilze und Bakterien ................................. Physiologie und Biotechnologie............... Synthese von Zitronensäure............................. Optimierung der Ausbeute an Zitronensäure . . 20.5.2 20.5.3 Biochemie der Säurebildung durch Pilze.. Produktion organischer Säuren durch Bakterien................................................... 20.13 Centechnische Verfahren....................... 703 20.13.1 20.13.2 20.13.3 20.13.4 20.13.5 20.13.6 Klassische Verfahren versus Gentechnik.. Überblick über Prozesse............................ Produktionsstämme................................... Vektoren ..................................................... Exoenzyme................................................. Einschlusskörper....................................... 703 703 703 704 704 704 20.14 Produktion von Biomasse ..................... 704 20.15 Umwelttechnologie................................. 705 20.15.1 Abwasserreinigung.................................... 705 705 688 689 689 690 690 692 20.6 Aminosäuren............................................ 692 20.7 Stoffumwandlungen............................... 693 20.8 Antibiotika................................................ 694 Abwasserreinigung im Belebtschlammverfahren Entfernung von Stickstoff- und Phosphorverbin- 20.8.1 20.8.2 20.8.3 Antibiotikabildende Mikroorganismen ... Nachweis der Synthese von Antibiotika... Therapeutisch wichtige Antibiotika.......... dungen.......................................................... Primär anaerobe Abwasserbehandlung........... 20.15.2 20.15.3 20.15.4 20.15.5 Kompostierung.......................................... Trinkwasserbehandlung............................. Abluftreinigung.......................................... Bodensanierung.......................................... 708 708 709 709 709 710 20.16 Metalllaugung und Renaturierung im Tagebau...................................................... 710 20.17 Energieversorgung................................... 711 20.8.4 Mykotoxine............................................... 695 695 697 697 697 697 697 698 698 698 699 20.9 Vitamine.................................................... 700 20.18 Biosensoren .............................................. 712 20.10 Exopolysaccharide und Tenside............ 701 20.19 Mikrobiologische Prozesskontrolle.... 712 20.11 Enzyme...................................................... 701 20.20 Mikrobielle Schädlingsbekämpfung ... 713 20.12 Polyhydroxyalkanoate............................. 702 Anhang............................................................................................................................. ?іб Sachverzeichnis 728 Penicilline...................................................... Cephalosporine.............................................. Streptomycin ................................................ Chloramphenicol................................................ Tetracycline ...................................................... Makrolide.......................................................... Polypeptidantibiotika.......................................
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Teilbibliothek Weihenstephan, Lehrbuchsammlung

Bestandsangaben von Teilbibliothek Weihenstephan, Lehrbuchsammlung
Signatur:	1003 BIO 250f 2006 L 784(10)
Exemplar 1	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 2	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 3	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 4	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 5	Ausleihbar Vermisst
Exemplar 6	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 7	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 8	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 9	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 10	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 11	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 12	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 13	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 14	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 15	Ausleihbar Am Standort

Teilbibliothek Weihenstephan

Bestandsangaben von Teilbibliothek Weihenstephan
Signatur:	1004 BIO 250f 2015 B 1298(10)
Exemplar 1	Nicht ausleihbar Am Standort

Teilbibliothek Straubing

Bestandsangaben von Teilbibliothek Straubing
Signatur:	1302 BIO 250f 2009 A 6059(10)
Exemplar 1	Ausleihbar Am Standort

Teilbibliothek Straubing, Lehrbuchsammlung

Bestandsangaben von Teilbibliothek Straubing, Lehrbuchsammlung
Signatur:	1303 BIO 250f 2019 L 191(10)
Exemplar 1	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 2	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 3	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 4	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 5	Ausleihbar Am Standort