E-Book, Deutsch, 637 Seiten
Reihe: Taschenlehrbuch Biologie
Munk Taschenlehrbuch Biologie: Mikrobiologie
2. unveränderte Auflage 2018
ISBN: 978-3-13-242396-1
Verlag: Thieme
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
E-Book, Deutsch, 637 Seiten
Reihe: Taschenlehrbuch Biologie
ISBN: 978-3-13-242396-1
Verlag: Thieme
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Im Bachelor-Studium der Biologie erlernst du in kurzer Zeit das Grundwissen aller biologischen Fachdisziplinen. Die Taschenlehrbuch-Reihe zur Biologie unterstützt dich dabei und vermittelt dir ein fundiertes Verständnis für biologische Zusammenhänge und Prinzipien.
Bacteria, Archaea, Viren und Pilze - die vielfältigen Wege mikrobieller Energiegewinnung und Biosynthesen werden verständlich dargestellt, ebenso die molekularen und genetischen Prozesse, die den Mikroorganismen ihre enorme Anpassungsfähigkeit verleihen, ihre Bedeutung für globale Stoffkreisläufe und ihr Einsatz in der mikrobiellen Biotechnologie.
Das didaktische Konzept macht das Lesen zum Vergnügen:
- Zusammenfassungen zum Kapitelbeginn führen in den Text ein und geben einen ersten Überblick.
- Kurz gefasste, aber dennoch verständliche Texte mit vielen Hervorhebungen sind leicht zu erfassen.
- Farbig markierte Abschnitte informieren dich über Anwendungsmöglichkeiten und über konkrete Methoden.
- Zahlreiche farbige Abbildungen helfen dir, dir komplexe Sachverhalte leicht zu erschließen.
- Repetitorien am Ende der Abschnitte greifen die wichtigsten neuen Begriffe nochmals auf und sind ideal zum Lernen und zum Nachschlagen!
Die Taschenlehrbuch-Reihe zur Biologie – unverzichtbar für dein Studium!
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Zielgruppe
Wissenschaftler
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
1;Katharina Munk: Taschenlehrbuch Biologie – Mikrobiologie;1
1.1;Auf einen Blick;2
1.2;Innentitel;4
1.3;Impressum;5
1.4;Vorwort;6
1.5;Hinweise zur Benutzung;9
1.5.1;So arbeiten Sie effektiv mit der Taschenlehrbuch-Reihe;9
1.6;Adressen;10
1.7;Inhaltsverzeichnis;12
1.8;1 Die Welt der Mikroorganismen;20
1.8.1;1.1 Winzlinge mit großem Anpassungsvermögen;20
1.8.2;1.2 Mikroorganismen in der Natur;24
1.8.3;1.3 Mikrobielle Besiedelung von Wirtsorganismen;27
1.8.4;1.4 Mikroorganismen im Dienst des Menschen;30
1.9;2 Struktur und Funktion der Zellen von Mikroorganismen;33
1.9.1;2.1 Die Zelle: Grundeinheit des Lebens;33
1.9.1.1;2.1.1 Zellgröße;35
1.9.1.2;2.1.2 Zellformen und Zellverbände;36
1.9.2;2.2 Die Endosymbiontentheorie;38
1.9.2.1;2.2.1 Endosymbiosen als flexibles Prinzip der Evolution;39
1.9.2.2;2.2.2 Die Entstehung der Organellen;40
1.9.3;2.3 Zellstrukturen;44
1.9.3.1;2.3.1 Zellmembranen;44
1.9.3.2;2.3.2 Zellhülle;49
1.9.3.3;2.3.3 Exopolymere;58
1.9.3.4;2.3.4 Bewegungsformen;61
1.9.3.5;2.3.5 Cytoskelett;70
1.9.3.6;2.3.6 Zelleinschlusskörper und ihre Funktion;71
1.9.4;2.4 Zelldifferenzierung;73
1.9.4.1;2.4.1 Dauerformen bei eukaryotischen Einzellern;74
1.9.4.2;2.4.2 Endosporen;75
1.9.4.3;2.4.3 Andere Dauerformen;77
1.10;3 Systematik und Phylogenie;78
1.10.1;3.1 Grundlagen;78
1.10.2;3.2 Methoden der Bakterientaxonomie;79
1.10.3;3.3 Das System der drei Urreiche;83
1.10.3.1;3.3.1 Sequenzanalysen und Phylogenie;83
1.10.3.2;3.3.2 Der neue Stammbaum des Lebens;86
1.10.4;3.4 Die Entwicklungslinien der Bacteria;89
1.10.4.1;3.4.1 Aquificae, Thermodesulfobacteria und Thermotogae;90
1.10.4.2;3.4.2 Chloroflexi: Schwefelfreie Grüne Bakterien;91
1.10.4.3;3.4.3 Chlorobi (Grüne Schwefelbakterien);92
1.10.4.4;3.4.4 Deinococcus-Thermus;93
1.10.4.5;3.4.5 Spirochaetes;94
1.10.4.6;3.4.6 Bacteroidetes;94
1.10.4.7;3.4.7 Chlamydiae;95
1.10.4.8;3.4.8 Cyanobacteria;96
1.10.4.9;3.4.9 Firmicutes;97
1.10.4.10;3.4.10 Actinobacteria;100
1.10.4.11;3.4.11 Proteobacteria;102
1.10.4.12;3.4.12 Weitere Entwicklungslinien der Bacteria;115
1.10.5;3.5 Die Entwicklungslinien der Archaea;117
1.10.5.1;3.5.1 Crenarchaeota;119
1.10.5.2;3.5.2 Euryarchaeota;121
1.10.5.3;3.5.3 Weitere Entwicklungslinien der Archaea;124
1.11;4 Viren;125
1.11.1;4.1 Struktur- und Vermehrungsprinzipien der Viren;125
1.11.2;4.2 Virale Genomtypen und Virusgruppen;131
1.11.2.1;4.2.1 DNA-Viren;133
1.11.2.2;4.2.2 RNA-Viren;138
1.11.2.3;4.2.3 Retroviren;142
1.11.2.4;4.2.4 Viroide und defekte Viren;147
1.11.2.5;4.2.5 Prionen;148
1.11.3;4.3 Strategien der Virusinfektion;149
1.11.4;4.4 Methoden zum Nachweis von Viren;153
1.11.4.1;4.4.1 Elektronenmikroskopische Nachweisverfahren;153
1.11.4.2;4.4.2 Zellbiologische Nachweisverfahren;154
1.11.4.3;4.4.3 Molekularbiologische Nachweisverfahren;156
1.11.4.4;4.4.4 Immunologische Nachweisverfahren;157
1.12;5 Pilze;159
1.12.1;5.1 Was sind Pilze?;159
1.12.1.1;5.1.1 Das System der Pilze;160
1.12.1.2;5.1.2 Der Aufbau der pilzlichen Zelle;161
1.12.1.3;5.1.3 Stoffwechsel der Pilze;166
1.12.1.4;5.1.4 Sekundärmetabolite;166
1.12.2;5.2 Molekularbiologie mit Pilzen;169
1.12.2.1;5.2.1 Mutation und Selektion;169
1.12.2.2;5.2.2 Transformation mit Pilzen;173
1.12.3;5.3 Alternative Wuchsformen: Hefe oder Hyphe?;175
1.12.4;5.4 Sporenbildung;180
1.12.4.1;5.4.1 Pilze können sehen – Lichtwahrnehmung;184
1.12.4.2;5.4.2 Pilze haben eine innere Uhr;188
1.12.4.3;5.4.3 Altersforschung bei Pilzen;189
1.12.4.4;5.4.4 Sex ja – Inzucht nein: Die Wahl des richtigen Partners;190
1.12.4.5;5.4.5 Kommunikation über Pheromone;192
1.12.5;5.5 Pilze als Lebenspartner;196
1.12.5.1;5.5.1 Flechten;196
1.12.5.2;5.5.2 Die Mykorrhiza;199
1.12.6;5.6 Pathogene Pilze;202
1.12.7;5.7 Kuriositäten;206
1.12.7.1;5.7.1 „Schießende“ Pilze;206
1.12.7.2;5.7.2 „Pilze“ auf Wanderschaft;206
1.12.7.3;5.7.3 „Räuberische Pilze“;208
1.13;6 Mikrobielle Genetik;209
1.13.1;6.1 Das genetische System der Mikroorganismen;209
1.13.1.1;6.1.1 Struktur der DNA;209
1.13.1.2;6.1.2 Mikrobielle Genome;213
1.13.1.3;6.1.3 Mikrobielle Chromosomen;216
1.13.1.4;6.1.4 DNA-Replikation;220
1.13.1.5;6.1.5 Transkription;223
1.13.1.6;6.1.6 Translation;226
1.13.1.7;6.1.7 Proteinfaltung, Modifikation und Stabilität;230
1.13.2;6.2 Veränderungen der Erbsubstanz durch Mutationen;232
1.13.2.1;6.2.1 Mutationen und Mutanten;233
1.13.2.2;6.2.2 DNA-Reparatur-Mechanismen;246
1.13.3;6.3 Veränderungen der Erbsubstanz durch Rekombination;249
1.13.4;6.4 Biologie der Plasmide;252
1.13.5;6.5 Transponierbare Elemente;257
1.13.6;6.6 Gentransfer;259
1.13.6.1;6.6.1 Transformation;259
1.13.6.2;6.6.2 Transduktion;263
1.13.6.3;6.6.3 Konjugation;266
1.13.6.4;6.1.3 Einschränkung des Gentransfers durch Restriktion und Modifikation;273
1.14;7 Mikrobielles Wachstum;276
1.14.1;7.1 Wachstumsansprüche von Mikroorganismen;276
1.14.1.1;7.1.1 Makro- und Mikroelemente;276
1.14.1.2;7.1.2 Wachstumsfaktoren;279
1.14.1.3;7.1.3 Nährmedien;280
1.14.2;7.2 Wachstum und Vermehrung;281
1.14.2.1;7.2.1 Zellteilung bei Mikroorganismen;282
1.14.2.2;7.2.2 Wachstum bei Mikroorganismen;284
1.14.2.3;7.2.3 Messung des Wachstums;290
1.14.3;7.3 Sicherheit im Umgang mit Mikroorganismen;296
1.14.3.1;7.3.1 Sterilisation und Desinfektion;297
1.14.3.2;7.3.2 Sicherheit im Labor;300
1.14.4;7.4 Kultivierung von Mikroorganismen;304
1.14.4.1;7.4.1 Kultivierung im Labormaßstab;304
1.14.4.2;7.4.2 Kultivierung im industriellen Maßstab;308
1.14.4.3;7.4.3 Statische und kontinuierliche Kultur;309
1.14.4.4;7.4.4 Anreicherung von Mikroorganismen;313
1.14.4.5;7.4.5 Isolierung von Mikroorganismen;314
1.14.5;7.5 Identifizierung und Charakterisierung von Mikroorganismen;318
1.14.5.1;7.5.1 Mikroskopische Untersuchungen;318
1.14.5.2;7.5.2 Untersuchung von Stoffwechselprozessen;319
1.14.5.3;7.5.3 Molekularbiologische Untersuchungen;322
1.15;8 Der Energiestoffwechsel der Mikroorganismen;323
1.15.1;8.1 Grundprinzipien des Energiestoffwechsels;323
1.15.1.1;8.1.1 Energie- und Leistungsstoffwechsel und ihre Verknüpfung;323
1.15.1.2;8.1.2 Stoffwechselvielfalt der Mikroorganismen;325
1.15.2;8.2 Bioenergetische Grundlagen;328
1.15.2.1;8.2.1 Änderung der Freien Energie im Verlauf einer chemischen Reaktion;330
1.15.2.2;8.2.2 Redoxreaktionen und das Redoxpotential;333
1.15.2.3;8.2.3 Das elektrochemische Potential;335
1.15.3;8.3 Mechanismen der Energiekonservierung;338
1.15.3.1;8.3.1 Substratstufenphosphorylierung;339
1.15.3.2;8.3.2 Elektronentransportphosphorylierung;340
1.15.4;8.4 Phototrophie;352
1.15.4.1;8.4.1 Photosynthetische Pigmente;355
1.15.4.2;8.4.2 Antennensysteme und photosynthetische Membranen;357
1.15.4.3;8.4.3 Reaktionszentren der Photosysteme;359
1.15.4.4;8.4.4 Lichtgetriebener Elektronentransport mit einem Photosystem;359
1.15.4.5;8.4.5 Lichtgetriebener Elektronentransport mit zwei Photosystemen;362
1.15.4.6;8.4.6 Die lichtgetriebene Protonenpumpe der Haloarchaea;365
1.15.5;8.5 Chemoorganotrophie: I. Zentrale Abbauwege zur Oxidation organischer Verbindungen;368
1.15.5.1;8.5.1 Die Glykolyse: Der Embden-Meyerhof-Parnas-Weg;369
1.15.5.2;8.5.2 Der Entner-Doudoroff-Weg;371
1.15.5.3;8.5.3 Der Phosphoketolase-Weg;374
1.15.5.4;8.5.4 Oxidation des Pyruvats;374
1.15.5.5;8.5.5 Der Citratzyklus;374
1.15.5.6;8.5.6 Die ?-Oxidation der Fettsäuren;376
1.15.6;8.6 Chemoorganotrophie: II. Aerobe und anaerobe Atmung;378
1.15.6.1;8.6.1 Aerobe Atmung;380
1.15.6.2;8.6.2 Nitratatmung;383
1.15.6.3;8.6.3 Fumaratatmung;384
1.15.6.4;8.6.4 Sulfatatmung;385
1.15.6.5;8.6.5 Methanogenese;386
1.15.6.6;8.6.6 Acetogenese;390
1.15.7;8.7 Chemoorganotrophie: III. Gärung;393
1.15.7.1;8.7.1 Milchsäuregärung;395
1.15.7.2;8.7.2 Ethanolgärung;397
1.15.7.3;8.7.3 Gemischte Säuregärung;398
1.15.7.4;8.7.4 Propionsäuregärung;400
1.15.7.5;8.7.5 Buttersäuregärung und Lösungmittelgärung;402
1.15.7.6;8.7.6 Vergärung von Aminosäuren;404
1.15.7.7;8.7.7 Vergärung von Citrat;405
1.15.8;8.8 Chemolithotrophie;407
1.15.8.1;8.8.1 Nitrifikanten: Ammonium- und nitritoxidierende Bakterien;410
1.15.8.2;8.8.2 Sulfurikanten: Oxidation reduzierter Schwefelverbindungen;410
1.15.8.3;8.8.3 Eisenoxidierende Bakterien;411
1.15.8.4;8.8.4 Wasserstoffoxidierende Bakterien;412
1.15.8.5;8.8.5 Kohlenmonoxidoxidierende Bakterien;412
1.16;9 Biosyntheseleistungen von Mikroorganismen;414
1.16.1;9.1 Stoffaufnahme und Transport;414
1.16.2;9.2 Das Netzwerk des Stoffwechsels;421
1.16.2.1;9.2.1 Anaplerotische Reaktionen;423
1.16.2.2;9.2.2 CO2-Fixierung in Prokaryoten;427
1.16.3;9.3 Die Biosynthese von Monomeren in Mikroorganismen;433
1.16.3.1;9.3.1 Monosaccharide;434
1.16.3.2;9.3.2 Aminosäuren;436
1.16.3.3;9.3.3 Nucleotide;440
1.16.3.4;9.3.4 Fettsäuren;443
1.16.4;9.4 Die Synthese von Polymeren in Mikroorganismen;446
1.16.4.1;9.4.1 Polysaccharide;447
1.16.4.2;9.4.2 Lipide;448
1.16.4.3;9.4.3 Nucleinsäuren und Proteine;452
1.16.5;9.5 Die Synthese der bakteriellen Zellwand;454
1.16.5.1;9.5.1 Die Biosynthese des Peptidoglykans;454
1.16.5.2;9.5.2 Biosynthese archaebakterieller Zellwände;461
1.17;10 Anpassungsfähigkeit von Mikroorganismen;463
1.17.1;10.1 Grundlagen der Anpassung von Mikroorganismen an Veränderungen in ihrem Lebensraum;463
1.17.1.1;10.1.1 Organismus und Umwelt;463
1.17.1.2;10.1.2 Umweltreiz und molekulare Antwort;464
1.17.1.3;10.1.3 Regulatoren der Anpassung;466
1.17.1.4;10.1.4 Regulon, Modulon, Stimulon;468
1.17.2;10.2 Anpassung an Temperaturbedingungen;471
1.17.2.1;10.2.1 Anpassung an extreme Temperaturen;472
1.17.2.2;10.2.2 Hitzeschock-Antwort;474
1.17.2.3;10.2.3 Kälteschock-Antwort;476
1.17.3;10.3 Anpassung an pH-Bedingungen;477
1.17.3.1;10.3.3 Anpassung an Lebensräume mit extremen pH-Werten;479
1.17.3.2;10.3.4 Säure-Base-Schock-Antwort;480
1.17.4;10.4 Anpassung an osmotische Bedingungen;482
1.17.4.1;10.4.1 Wasseraktivität;482
1.17.4.2;10.4.2 Halophile Mikroorganismen;484
1.17.4.3;10.4.3 Anpassung an Standorte extremer Osmolarität;485
1.17.5;10.5 Anpassung an Sauerstoffpartialdruck und Sauerstoffstress;488
1.17.5.1;10.5.1 Sauerstoff und Energiegewinnung;488
1.17.5.2;10.5.2 Regulation des Energiestoffwechsels;489
1.17.5.3;10.5.3 Sauerstoffstress;491
1.17.5.4;10.5.4 Sauerstoffstress-Antwort;492
1.17.6;10.6 Stoffwechselsteuerung durch stringente Kontrolle, Attenuation, RNA-Schalter, Stationärphase und Katabolitenregulation;494
1.17.6.1;10.6.1 Stringente Kontrolle;495
1.17.6.2;10.6.2 Steuerung der Aminosäure- und Cofaktorenbiosynthese auf Ebene der RNA durch Attenuation und RNA-Schalter;497
1.17.6.3;10.6.3 Stationärphase und generelle Stressantwort;499
1.17.6.4;10.6.4 Regulation des Katabolismus;502
1.17.7;10.7 Regulation der Assimilation und Fixierung von Stickstoff;505
1.17.7.1;10.7.1 Regulation der Stickstoffassimilation;506
1.17.7.2;10.7.2 Kontrolle der Stickstofffixierung;508
1.17.8;10.8 Regulation der Phosphorassimilation;510
1.17.9;10.9 Regulation der Sporulation von Bacillus subtilis;512
1.17.9.1;10.9.1 Sporenbildung bei Bakterien;512
1.17.9.2;10.9.2 Molekulare Regulation der Sporenbildung in B. subtilis;514
1.18;11 Einfluss von Mikroorganismen auf Natur und Mensch;517
1.18.1;11.1 Auf- und Abbau von Biomasse;517
1.18.1.1;11.1.1 Der Biomassekreislauf;517
1.18.1.2;11.1.2 Zusammensetzung und Depolymerisierung der Biomasse;519
1.18.2;11.2 Stoffkreisläufe;531
1.18.2.1;11.2.1 Kohlenstoffkreislauf;532
1.18.2.2;11.2.2 Stickstoffkreislauf;536
1.18.2.3;11.2.3 Schwefelkreislauf;543
1.18.2.4;11.2.4 Phosphorkreislauf;547
1.18.3;11.3 Mikrobielle Besiedelung des Menschen;548
1.18.3.1;11.3.1 Die Normalflora des Menschen;549
1.18.3.2;11.3.2 Pathogene Mikroorganismen;552
1.18.3.3;11.3.3 Übertragungswege;555
1.18.3.4;11.3.4 Infektionskrankheiten des Menschen;555
1.18.3.5;11.3.5 Infektionsschutz;564
1.18.3.6;11.3.6 Infektionstherapie;565
1.19;12 Mikrobielle Biotechnologie;568
1.19.1;12.1 Mikroorganismen und mikrobielle Enzyme im Dienste des Menschen;568
1.19.1.1;12.1.1 Wirtschaftliche Bedeutung der mikrobiellen Biotechnologie;570
1.19.1.2;12.1.2 Der Einsatz von Mikroorganismen in der Biotechnologie;571
1.19.2;12.2 Lebensmittelherstellung und -veredelung;574
1.19.2.1;12.2.1 Fermentierte Lebensmittel;574
1.19.2.2;12.2.2 Alkoholische Getränke;575
1.19.2.3;12.2.3 Essig;576
1.19.3;12.3 Stoffproduktion mit Mikroorganismen;577
1.19.3.1;12.3.1 Ablauf biotechnologischer Produktionsverfahren;578
1.19.3.2;12.3.2 Biomasse als Produkt;580
1.19.3.3;12.3.3 Mikrobielle Produkte für Gesundheit und Ernährung;581
1.19.3.4;12.3.4 Mikrobielle Produkte für technische Zwecke;592
1.19.3.5;12.3.5 Mikrobielle Produktion von Enzymen;593
1.19.4;12.4 Stoffumwandlung mit Mikroorganismen und Enzymen;595
1.19.4.1;12.4.1 Biotransformationen;596
1.19.4.2;12.4.2 Stoffumwandlung mit mikrobiellen Enzymen;596
1.19.5;12.5 Umweltbiotechnologie;599
1.19.5.1;12.5.1 Abwasseraufbereitung;599
1.19.5.2;12.5.2 Abbau von Naturstoffen;602
1.19.5.3;12.5.3 Bodensanierung und Abbau von Xenobiotika;602
1.19.5.4;12.5.4 Mikrobielle Luftreinigung;603
1.20;Bildquellen;606
1.20.1;Titelliste;607
1.21;Sachverzeichnis;608
