Angewandte Umweltmokrobiologie at Leibniz Universität Hannover | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Angewandte Umweltmokrobiologie an der Leibniz Universität Hannover

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Angewandte Umweltmokrobiologie Kurs an der Leibniz Universität Hannover zu.

TESTE DEIN WISSEN

Nennen sie zwei Indices für Diversität und erklären Sie diese.

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Richness: Die Anzahl unterschiedlicher Spezies in einem Habitat.


Eveness: relative verbreitung unterschiedlicher Spezies in der Umgebung

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Was ist eine Keystonespecies?

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Nicht umbedingt die am meisten Vertretene Spezies, allerdings üben sie einen unverhätnissmäßig großen Einfluss auf ihre Umgebung aus.


Katalysiert Schlüsselprozess für mikrobielle Gemeinschaft.


bildet eine "Brücke" zwischen vielen verschiedenen Spezies einer Gemeinschaft

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Wenn eine Kultur soil slurry mit 2 Gramm NH4CL/l supplementiert wird sind ca 10mmol
bioverfügbar, warum? Kann die Verfügbarkeit gesteigert werden?

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TESTE DEIN WISSEN

Die bioverfügbarkeit ist so niedrig weil das NH4 an den Boden gebunden wurde. Um die
Bioverfügbarkeit zu steigern kann man eine Vorbehandlung des
Bodens/ Medium/ Kompost  durch Kation Austausch durchführen. Solche Kationen sind zum Beispiel K+ weil sie eine höhere Affinität als NH4 zum Boden haben --> werden statt NH4 gebunden.

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Welche Prozesse bei der Mineralisierung finden in der Pedosphäre statt? Was ist der
zentrale Prozess bei dieser und warum?

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Pedosphäre = Boden

Auswaschen durch Wasser --> Wasserlösliche Stoffe lösen in Wasser.

Fragmentation: --> Zerlegung größerer organischer Verbindungen zu kleineren --> vergrößert das Oberfläche: Volumen Verhältniss für miktobielle angriffe --> erhöht aktivität von micro Fauna und meso Fauna


Chemische Veränderung, wichtigster Prozess: verantwortlich für 95% des Stoffverlusts, vermittelt durch Bodenmikroorganismen. --> degragdation organischer Substanzen zu besser löslichen Produkten, Abosrption löslicher Produkte. Extracelluläre Enzyme bauen Polymere zu Monomreren ab, die dann vom Organismus aufgenommen werden können.

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Was sind die Schlüsselfaktoren der Kompostierung und erklären Sie diese.

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Mikrobielle Gemeinschaft: Zusammenspiel von Bakterien und Fungi. Fungi wichtig beim start der Kompostierung --> import/transport von Materie über größere Distanzen (cm to m)


"Abfall qualität" --> C:N Verhätniss --> niedriges C:N  verhältniss decompostiert schneller.


Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft --> große Diversität im Boden, aber 90% "ruhende" Zellen. --> mikrobielle Aktivität ist wichtiger als mikrobielle Masse. --> bestimmt die enzymatische Aktivität des Bodens ( cellulase, protease, phosphatase, ligniase...)


Umweltfaktoren: direkt proportional zu Feuchtigkeits Gehalt, bis der Boden anoxisch wird, O2 Gehalt spielt Rolle, Temperatur auch 25°-45°C (indirekter Effekt)

andere Faktoren: pH, Toxizität, xenobiotics,..



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Nennen Sie eine synthrophe Reaktion, bei der die Methanogenese eine große Rolle spielt und warum?

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Methanogenese: 4H2 + CO2 --> CH4 + 2 H2O

Acetogene/ Acetogeneses liefert H2 für die Reaktion. Brauchen allerdings einen niedrigen H2 partiall Druck, damit die Reaktion Energie gewinnt --> synthrophie

Acetogenese: Acetogenesis: 2 CH3CH2CH2COOH + 4 H2O  4 CH3COOH + 4H2

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Was ist der Marker für Methanotrophe und warum?

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Methane Monooxygenase MMO

--> Membrane bound Methane Monooxygenase --> pMMO und die lösliche Form sMMO

pMMO kommt bei fast allen Methanotrophen for, sMMO nur bei 2 Gattungen. Daher wird meistens pMMO nachgewiesen, wenn man in einem konsortium nach Methanotrophen sucht. Nachweis über bspw pcr


Beide MMOs haben eine getrennte evolutionäre geschichte und zeichnen sich durch unterschiedliche Methane affinität und Struktur aus.


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Wie unterscheiden sich das Moor und belüfteter Boden in Bezug auf den Methanausstoß?

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Das Moor stößt mehr Methan aus, da Methanogene nur unter anoxischen Bedingungen Methan produzieren, in einem gut belüfteten Boden wird also weniger Methan produziert, da die methanogenese nur in den unteren Bodenschichten stattfinden kann. Außerdem benötigen Methanotrophe Sauerstoff zum oxidieren von Methan, daher ist die aktivität der Methanotrophen in gut durchlüfteten Böden höher. In einem Moor herschen anoxische Bedingungen, daher kann mehr Methan produziert werden und es wird auch mehr abgegeben. Methanotrophe können gekoppelt mit Denitrifikation "anaerobe Methane oxidation" durchführen, der Sauerstoff wird dabei durch die Denitrifikation geliefert.

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How can bacteria utilize a fungus to move?

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Die ´Bakterien sitzen auf den Spitzen der Hyphen, diese "bewegen" sich zu neuen, Nährstoffreicheren Umgebungen, wenn sie wachsen.

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Für die Umsetzung von Methan zu Methanol als Teil der Methanoxidation ist Sauerstoff
nötig. Wie kann die Methanoxidation dennoch im anaeroben Milieu stattfinden?

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durch Kopplung mit Denitrifikation, Sauerstoff wird in der Bakterienzelle durch reduktion von Nitrit und Nitrat erhalten.

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Wie setzt sich der Methanflux zusammen? Nennen Sie Möglichkeiten diesen zu senken.
Methanflux= methan produktion – methan oxidation

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In natürlicher Umgebung wird mehr Methane produziert als oxidiert.

Methane Flux kann gesenkt werden durch competitive Inhibitors --> supressing Methanogenesis. 

Durch umstellung des Trocken-Nässe rythmus, mehr trockenheit --> mehr sauerstoff --> einführung neuer Elektronenakzeptoren.


Es kann auch die Methaneoxidation erhöht werden durch z.b. bioaugmentation


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Definieren Sie Resilienz und Resistenz und deren Zusammenhang mit dem tipping point.

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Resilienz: 

Fähigkeit einer mikrobiellen Gemeinschaft, in ihren ursprünglichen Zustand zurückzukehren nach einer Störrung/ Beeinträchtigung.


Resistenz: Fähigkeit einer mikrobiellen Gemeinschaft, äußeren Störrungen zu wiederstehen/ Zustand bleibt unverändert wärend Störrung


Tipping Point: ist der tipping Point erreicht, erholt sich die mikrobielle Gemeinschaft nach der Störrung nicht mehr. Resilenz ist erschöpft, absterben der Gemeinschaft.



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Beispielhafte Karteikarten für deinen Angewandte Umweltmokrobiologie Kurs an der Leibniz Universität Hannover - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Nennen sie zwei Indices für Diversität und erklären Sie diese.

A:

Richness: Die Anzahl unterschiedlicher Spezies in einem Habitat.


Eveness: relative verbreitung unterschiedlicher Spezies in der Umgebung

Q:

Was ist eine Keystonespecies?

A:

Nicht umbedingt die am meisten Vertretene Spezies, allerdings üben sie einen unverhätnissmäßig großen Einfluss auf ihre Umgebung aus.


Katalysiert Schlüsselprozess für mikrobielle Gemeinschaft.


bildet eine "Brücke" zwischen vielen verschiedenen Spezies einer Gemeinschaft

Q:

Wenn eine Kultur soil slurry mit 2 Gramm NH4CL/l supplementiert wird sind ca 10mmol
bioverfügbar, warum? Kann die Verfügbarkeit gesteigert werden?

A:

Die bioverfügbarkeit ist so niedrig weil das NH4 an den Boden gebunden wurde. Um die
Bioverfügbarkeit zu steigern kann man eine Vorbehandlung des
Bodens/ Medium/ Kompost  durch Kation Austausch durchführen. Solche Kationen sind zum Beispiel K+ weil sie eine höhere Affinität als NH4 zum Boden haben --> werden statt NH4 gebunden.

Q:

Welche Prozesse bei der Mineralisierung finden in der Pedosphäre statt? Was ist der
zentrale Prozess bei dieser und warum?

A:

Pedosphäre = Boden

Auswaschen durch Wasser --> Wasserlösliche Stoffe lösen in Wasser.

Fragmentation: --> Zerlegung größerer organischer Verbindungen zu kleineren --> vergrößert das Oberfläche: Volumen Verhältniss für miktobielle angriffe --> erhöht aktivität von micro Fauna und meso Fauna


Chemische Veränderung, wichtigster Prozess: verantwortlich für 95% des Stoffverlusts, vermittelt durch Bodenmikroorganismen. --> degragdation organischer Substanzen zu besser löslichen Produkten, Abosrption löslicher Produkte. Extracelluläre Enzyme bauen Polymere zu Monomreren ab, die dann vom Organismus aufgenommen werden können.

Q:

Was sind die Schlüsselfaktoren der Kompostierung und erklären Sie diese.

A:

Mikrobielle Gemeinschaft: Zusammenspiel von Bakterien und Fungi. Fungi wichtig beim start der Kompostierung --> import/transport von Materie über größere Distanzen (cm to m)


"Abfall qualität" --> C:N Verhätniss --> niedriges C:N  verhältniss decompostiert schneller.


Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft --> große Diversität im Boden, aber 90% "ruhende" Zellen. --> mikrobielle Aktivität ist wichtiger als mikrobielle Masse. --> bestimmt die enzymatische Aktivität des Bodens ( cellulase, protease, phosphatase, ligniase...)


Umweltfaktoren: direkt proportional zu Feuchtigkeits Gehalt, bis der Boden anoxisch wird, O2 Gehalt spielt Rolle, Temperatur auch 25°-45°C (indirekter Effekt)

andere Faktoren: pH, Toxizität, xenobiotics,..



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Q:

Nennen Sie eine synthrophe Reaktion, bei der die Methanogenese eine große Rolle spielt und warum?

A:

Methanogenese: 4H2 + CO2 --> CH4 + 2 H2O

Acetogene/ Acetogeneses liefert H2 für die Reaktion. Brauchen allerdings einen niedrigen H2 partiall Druck, damit die Reaktion Energie gewinnt --> synthrophie

Acetogenese: Acetogenesis: 2 CH3CH2CH2COOH + 4 H2O  4 CH3COOH + 4H2

Q:

Was ist der Marker für Methanotrophe und warum?

A:

Methane Monooxygenase MMO

--> Membrane bound Methane Monooxygenase --> pMMO und die lösliche Form sMMO

pMMO kommt bei fast allen Methanotrophen for, sMMO nur bei 2 Gattungen. Daher wird meistens pMMO nachgewiesen, wenn man in einem konsortium nach Methanotrophen sucht. Nachweis über bspw pcr


Beide MMOs haben eine getrennte evolutionäre geschichte und zeichnen sich durch unterschiedliche Methane affinität und Struktur aus.


Q:

Wie unterscheiden sich das Moor und belüfteter Boden in Bezug auf den Methanausstoß?

A:

Das Moor stößt mehr Methan aus, da Methanogene nur unter anoxischen Bedingungen Methan produzieren, in einem gut belüfteten Boden wird also weniger Methan produziert, da die methanogenese nur in den unteren Bodenschichten stattfinden kann. Außerdem benötigen Methanotrophe Sauerstoff zum oxidieren von Methan, daher ist die aktivität der Methanotrophen in gut durchlüfteten Böden höher. In einem Moor herschen anoxische Bedingungen, daher kann mehr Methan produziert werden und es wird auch mehr abgegeben. Methanotrophe können gekoppelt mit Denitrifikation "anaerobe Methane oxidation" durchführen, der Sauerstoff wird dabei durch die Denitrifikation geliefert.

Q:

How can bacteria utilize a fungus to move?

A:

Die ´Bakterien sitzen auf den Spitzen der Hyphen, diese "bewegen" sich zu neuen, Nährstoffreicheren Umgebungen, wenn sie wachsen.

Q:

Für die Umsetzung von Methan zu Methanol als Teil der Methanoxidation ist Sauerstoff
nötig. Wie kann die Methanoxidation dennoch im anaeroben Milieu stattfinden?

A:

durch Kopplung mit Denitrifikation, Sauerstoff wird in der Bakterienzelle durch reduktion von Nitrit und Nitrat erhalten.

Q:

Wie setzt sich der Methanflux zusammen? Nennen Sie Möglichkeiten diesen zu senken.
Methanflux= methan produktion – methan oxidation

A:

In natürlicher Umgebung wird mehr Methane produziert als oxidiert.

Methane Flux kann gesenkt werden durch competitive Inhibitors --> supressing Methanogenesis. 

Durch umstellung des Trocken-Nässe rythmus, mehr trockenheit --> mehr sauerstoff --> einführung neuer Elektronenakzeptoren.


Es kann auch die Methaneoxidation erhöht werden durch z.b. bioaugmentation


Q:

Definieren Sie Resilienz und Resistenz und deren Zusammenhang mit dem tipping point.

A:

Resilienz: 

Fähigkeit einer mikrobiellen Gemeinschaft, in ihren ursprünglichen Zustand zurückzukehren nach einer Störrung/ Beeinträchtigung.


Resistenz: Fähigkeit einer mikrobiellen Gemeinschaft, äußeren Störrungen zu wiederstehen/ Zustand bleibt unverändert wärend Störrung


Tipping Point: ist der tipping Point erreicht, erholt sich die mikrobielle Gemeinschaft nach der Störrung nicht mehr. Resilenz ist erschöpft, absterben der Gemeinschaft.



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