Mikrobiologie an der Universität Rostock | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Mikrobiologie an der Universität Rostock

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TESTE DEIN WISSEN

In welchen Bereichen haben Mikroorganismen einen Einfluss auf das Leben der

Menschen (jeweils Bereich und ein Beispiel nennen)?

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TESTE DEIN WISSEN

-Krankheitserreger – Pathogene

-Landwirtschaft

   Tiere: Verdauung bei Wiederkäuern

   Pflanzen: Knöllchenbakterien

   Krankheitserreger

-Lebensmittel: Haltbarmachen

-Energie und Umwelt: Biogas

-Biotechnologie: Gentechnik

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Wodurch können Resistenzen gegen Antibiotika entstehen?

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TESTE DEIN WISSEN

-durch falsche Anwendung von Antibiotika (zu früh absetzen, zu häufig eingenommen) -> Bakterien werden unempfindlich

-zufällige Mutationen

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TESTE DEIN WISSEN

Beschreiben Sie die vier Phasen des Wachstums einer Bakterienkultur.

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Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung, d.h. aus einer Zelle werden zwei, aus zwei vier, aus vier acht usw.: eine exponentielle Zunahme

Wenn man das Wachstum einer Bakterienkultur nach dem Animpfen verfolgt kann man vier Phasen unterscheiden:


Anlauf-(lag-)Phase: die Bakterien gewöhnen sich an die vorgegebenen Wachstumsbedingungen


Exponentielle Phase: die Bakterien wachsen unter den gegebenen Bedingungen mit maximaler Geschwindigkeit


Stationäre Phase: Limitierungen an Nährstoffen und/oder toxische Stoffwechselprodukte verhindern weiteres Wachstum


Absterbephase: Bei einigen Kulturen kann es auch zur Lyse der Bakterien kommen und die Zelldichte nimmt wieder ab. 

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Was ist ein Biotest? Nennen Sie ein Beispiel.

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Verfahren, mit dem die hemmende oder fördernde Wirkung von Stoffen auf Organismen oder Biozönosen unter definierten Bedingungen ermittelt und quantifiziert wird.

Bsp.: Nachweis der antifungischen Wirkung eines Kulturüberstandes von B. subtillis mit Hilfe eines Waksman-Agars

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Welch Faktoren tragen dazu bei, dass die mit der Fangplattenmethode bestimmten Keimzahlen viel niedriger als der tatsächliche Keimgehalt sind?

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-Größe und Form der Sporen (Flugeigenschaften)

-Luftzirkulation

-Bewegung im Raum

-Staublast

-Feuchtigkeit

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Welche Funktion hat der Sigmafaktor der bakteriellen RNA Polymerase?

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Er ist dafür notwendig, dass die RNA-Polymerase an genau der richtigen Stelle der DNA bindet und dort mit der Transkription beginnt.

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Warum gibt es bei Eukaryonten keine Attenuation der Translation?

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nur bei Prokaryoten möglich, weil dort Translation und Transkription im selben Kompartiment stattfinden (Zellkern), bei Eukaryoten nicht (Transkription im Kern, Translation im Zytoplasma außerhalb des Kerns)

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Wie ist der Transkriptionsstartpunkt festgelegt, wie der Endpunkt (Termination)?

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Start: -erstes Nukleotid eines transkribierten DNA-Abschnitts

Ende: -intrinsische Terminatoren

-> GC-reiche Sequenz + AT-reiche Sequenz


-Rho-abhängige Termination

-> Protein, das fest an die RNA bindet (nicht an DNA oder RNA-Polymerase)

-> auch andere Terminationsproteine

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Gramfärbung Färbevorgang

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Bei der Gram-Färbung wird nach Anfärbung der Bakterien mit einem basischen Farbstoff (in der Regel Kristallviolett), durch Nachbehandlung mit Lugolscher Lösung (enthält einen Iod-Kaliumiodid-Komplex) ein Farbstoff-Iod-Komplex in den Bakterien gebildet (in Wasser unlöslich, aber in Ethanol löslich)


Der Färbevorgang besteht aus drei Schritten:

  1. Färben: Im ersten Schritt färbt man mit einer Lösung von Kristallviolett (Gentianaviolett), der 15 g/l Phenol (Karbolsäure) zugesetzt ist, dem sogenannten „Karbol-Gentianaviolett“. Hierbei werden alle Bakterien, grampositive, wie gramnegative, gefärbt. Bei der nachfolgenden Behandlung mit Lugolscher Lösung werden größere Farbstoff-Komplexe gebildet, alle Bakterien erscheinen dunkelblau.
  2. Entfärben („Differenzieren“): Im zweiten Schritt folgt eine Behandlung mit 96%igem Ethanol. Dabei verhalten sich grampositive und gramnegative Bakterien verschieden: gramnegative Bakterien werden schnell wieder entfärbt, während die blauen Farbstoffkomplexe aus grampositiven Bakterien erst nach deutlich längerem Behandeln mit Ethanol ausgewaschen werden können.
  3. Gegenfärben: Zur Darstellung der gramnegativen Bakterien können diese abschließend mit verdünnter Fuchsinlösung (eine Lösung von Fuchsin mit Phenol in etwa 1/10 der üblichen Konzentrationen von „Karbolfuchsin“) oder Safraninlösung gegengefärbt werden, worauf sie rot beziehungsweise rotorange erscheinen.
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Was bedeutet: die Doppelhelix der DNA hat Polarität?

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Der DNA-Einzelstrang weist eine Polarität auf, da ein Ende eine freie 3‘-OH-Gruppe trägt und das andere eine freie 5‘-Phosphatgruppe.

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Nennen Sie sechs entscheidende Eigenschaften, die mit lebenden Zellen assoziiert sind.

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1. Metabolismus (Aufnahme und Uwandlung von Nährstoffen und Ausscheiden von Abfallstoffen in die Umgebung. - Zellen sind offene Systeme)


2. Vermehrung Wachstum (mit Hilfe von chemischen Substanzen aus der Umwelt als Grundsubstanzen)


3. Differenzierung (Bildung neuer Zellstrukturen z.B. Spore, normalerweise als Bestandteil des Lebenszyklus)


4. Kommunikation (Kommunikation oder Wechselwirkung untereinander hauptsächlich über chemische Substanzen die frei und aufgenommen werden)


5. Bewegung (aktiv)


6. Evolution  (Entwicklung neuer biologischer Eigenschaften. Phylogenetische Stammbäume stellen evolutionäre Beziehungen zwischen Zellen dar

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Wie wirken Lysozym und Penicillin?
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Lysozym: bauen Peptidoglykane ab: ausgehend vom FtsZ-Ring bilden Autlysine (Lysozyme) kleine Öffnungen in der Wand, um den EInbau neuen Zellwandmaterials zu ermöglichen

Penicillin: greift am letzten Schritt der Zellwandsynthese an: Transpeptidierung = Bildung von Peptid Querverbindungen zwischen Muraminsäureresten und benachbarten Glykanketten => Reaktion der Transpeptidierung wird durch Penicillin unterbunden => keine neue Zellwand => Zelllyse
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Q:

In welchen Bereichen haben Mikroorganismen einen Einfluss auf das Leben der

Menschen (jeweils Bereich und ein Beispiel nennen)?

A:

-Krankheitserreger – Pathogene

-Landwirtschaft

   Tiere: Verdauung bei Wiederkäuern

   Pflanzen: Knöllchenbakterien

   Krankheitserreger

-Lebensmittel: Haltbarmachen

-Energie und Umwelt: Biogas

-Biotechnologie: Gentechnik

Q:

Wodurch können Resistenzen gegen Antibiotika entstehen?

A:

-durch falsche Anwendung von Antibiotika (zu früh absetzen, zu häufig eingenommen) -> Bakterien werden unempfindlich

-zufällige Mutationen

Q:

Beschreiben Sie die vier Phasen des Wachstums einer Bakterienkultur.

A:

Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung, d.h. aus einer Zelle werden zwei, aus zwei vier, aus vier acht usw.: eine exponentielle Zunahme

Wenn man das Wachstum einer Bakterienkultur nach dem Animpfen verfolgt kann man vier Phasen unterscheiden:


Anlauf-(lag-)Phase: die Bakterien gewöhnen sich an die vorgegebenen Wachstumsbedingungen


Exponentielle Phase: die Bakterien wachsen unter den gegebenen Bedingungen mit maximaler Geschwindigkeit


Stationäre Phase: Limitierungen an Nährstoffen und/oder toxische Stoffwechselprodukte verhindern weiteres Wachstum


Absterbephase: Bei einigen Kulturen kann es auch zur Lyse der Bakterien kommen und die Zelldichte nimmt wieder ab. 

Q:

Was ist ein Biotest? Nennen Sie ein Beispiel.

A:

Verfahren, mit dem die hemmende oder fördernde Wirkung von Stoffen auf Organismen oder Biozönosen unter definierten Bedingungen ermittelt und quantifiziert wird.

Bsp.: Nachweis der antifungischen Wirkung eines Kulturüberstandes von B. subtillis mit Hilfe eines Waksman-Agars

Q:

Welch Faktoren tragen dazu bei, dass die mit der Fangplattenmethode bestimmten Keimzahlen viel niedriger als der tatsächliche Keimgehalt sind?

A:

-Größe und Form der Sporen (Flugeigenschaften)

-Luftzirkulation

-Bewegung im Raum

-Staublast

-Feuchtigkeit

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Q:

Welche Funktion hat der Sigmafaktor der bakteriellen RNA Polymerase?

A:

Er ist dafür notwendig, dass die RNA-Polymerase an genau der richtigen Stelle der DNA bindet und dort mit der Transkription beginnt.

Q:

Warum gibt es bei Eukaryonten keine Attenuation der Translation?

A:

nur bei Prokaryoten möglich, weil dort Translation und Transkription im selben Kompartiment stattfinden (Zellkern), bei Eukaryoten nicht (Transkription im Kern, Translation im Zytoplasma außerhalb des Kerns)

Q:

Wie ist der Transkriptionsstartpunkt festgelegt, wie der Endpunkt (Termination)?

A:

Start: -erstes Nukleotid eines transkribierten DNA-Abschnitts

Ende: -intrinsische Terminatoren

-> GC-reiche Sequenz + AT-reiche Sequenz


-Rho-abhängige Termination

-> Protein, das fest an die RNA bindet (nicht an DNA oder RNA-Polymerase)

-> auch andere Terminationsproteine

Q:

Gramfärbung Färbevorgang

A:

Bei der Gram-Färbung wird nach Anfärbung der Bakterien mit einem basischen Farbstoff (in der Regel Kristallviolett), durch Nachbehandlung mit Lugolscher Lösung (enthält einen Iod-Kaliumiodid-Komplex) ein Farbstoff-Iod-Komplex in den Bakterien gebildet (in Wasser unlöslich, aber in Ethanol löslich)


Der Färbevorgang besteht aus drei Schritten:

  1. Färben: Im ersten Schritt färbt man mit einer Lösung von Kristallviolett (Gentianaviolett), der 15 g/l Phenol (Karbolsäure) zugesetzt ist, dem sogenannten „Karbol-Gentianaviolett“. Hierbei werden alle Bakterien, grampositive, wie gramnegative, gefärbt. Bei der nachfolgenden Behandlung mit Lugolscher Lösung werden größere Farbstoff-Komplexe gebildet, alle Bakterien erscheinen dunkelblau.
  2. Entfärben („Differenzieren“): Im zweiten Schritt folgt eine Behandlung mit 96%igem Ethanol. Dabei verhalten sich grampositive und gramnegative Bakterien verschieden: gramnegative Bakterien werden schnell wieder entfärbt, während die blauen Farbstoffkomplexe aus grampositiven Bakterien erst nach deutlich längerem Behandeln mit Ethanol ausgewaschen werden können.
  3. Gegenfärben: Zur Darstellung der gramnegativen Bakterien können diese abschließend mit verdünnter Fuchsinlösung (eine Lösung von Fuchsin mit Phenol in etwa 1/10 der üblichen Konzentrationen von „Karbolfuchsin“) oder Safraninlösung gegengefärbt werden, worauf sie rot beziehungsweise rotorange erscheinen.
Q:

Was bedeutet: die Doppelhelix der DNA hat Polarität?

A:

Der DNA-Einzelstrang weist eine Polarität auf, da ein Ende eine freie 3‘-OH-Gruppe trägt und das andere eine freie 5‘-Phosphatgruppe.

Q:

Nennen Sie sechs entscheidende Eigenschaften, die mit lebenden Zellen assoziiert sind.

A:

1. Metabolismus (Aufnahme und Uwandlung von Nährstoffen und Ausscheiden von Abfallstoffen in die Umgebung. - Zellen sind offene Systeme)


2. Vermehrung Wachstum (mit Hilfe von chemischen Substanzen aus der Umwelt als Grundsubstanzen)


3. Differenzierung (Bildung neuer Zellstrukturen z.B. Spore, normalerweise als Bestandteil des Lebenszyklus)


4. Kommunikation (Kommunikation oder Wechselwirkung untereinander hauptsächlich über chemische Substanzen die frei und aufgenommen werden)


5. Bewegung (aktiv)


6. Evolution  (Entwicklung neuer biologischer Eigenschaften. Phylogenetische Stammbäume stellen evolutionäre Beziehungen zwischen Zellen dar

Q:
Wie wirken Lysozym und Penicillin?
A:
Lysozym: bauen Peptidoglykane ab: ausgehend vom FtsZ-Ring bilden Autlysine (Lysozyme) kleine Öffnungen in der Wand, um den EInbau neuen Zellwandmaterials zu ermöglichen

Penicillin: greift am letzten Schritt der Zellwandsynthese an: Transpeptidierung = Bildung von Peptid Querverbindungen zwischen Muraminsäureresten und benachbarten Glykanketten => Reaktion der Transpeptidierung wird durch Penicillin unterbunden => keine neue Zellwand => Zelllyse
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