Altklausuren

Question 1

Wie hängt die Gramfärbung mit der Zellwandstruktur zusammen?

Answer 1

Gram+: Dicke mehrschichtige Zellwand, nur eine Zellmembran, kein DAP, nur Lysin, Quervernetzung durch Interpeptidbrücke, Teichonsäuren: z.t. kovalenzt verknüpft, beeinflsusen Wanderung von Ionen
Gram-: nur eine Schicht Zellwand, weiter Membran: äußere Membran, Verknüpfung in Zellwand zwischen DAP und terminalem Alanin
Kristallviolett-Iod Komplex lagert sich in die Peptidoglykanschicht der gram-positiven Zellen ein
und kann nicht mehr entfärbt werden.
In gramnegativen Zellen erfolgt eine Entfärbung, da der
Alkohol in die lipidreiche äußere Membran eindringen kann

Question 2

Nenne 3 Gram+ Vertreter und deren Vorkommen, Morphologie, Verhalten ggb. Sauerstoff.

Answer 2

Bacillus subtilis: Luft, Staub, Haut, Stäbchen, fakultativ anaerob
Clostridium difficile: Darm, Boden, Stäbchen, obligat anaerob
Mykobakterien: säureresitent, obligat anaerob, pleomorph (Stäbchen und filamentös), obligat aerob

Question 3

Nenne 3 Vertreter Gram- und deren Eigenschaften.

Answer 3

E coli: Darm, stäbchenförmig, peritrich begeißelt, fakultativ anaerob, säurebildend
Acinetobacter: eines der wenigen Gram- Bakterien auf der Haut, Boden, Wasser, Darn Stäbchen, nicht begeißelt, nicht beweglich, z.B. Acinetobacter baumannii, fakultativ anaerob
Pseudomonas fluorescens: aerob, polare Geißeln, Boden, Wasser, Pflanzen, Stäbchen

Question 4

Wie unterscheiden sich Archaeen und Bakterien?

Answer 4

Zellwand: beta 1-3/4; (Pseudo)peptidoglycan; S Layer
Membran: Ester vs Ether, Mono/BiLAyer
Anpassung an Extrembedingungen
Pathogen ja/nein
(so auch als aufschrieb)

Question 5

Nenne 2 Gattungen/Vertreter, die (hitzeresistente) Endosporen bilden und vergleiche/ erkläre den Unterschied zur vegetativen Zelle. / Nenne eine humanpathogene sporenbildende Spezies. / Wie kann man Endosporen nachweisen? / Wozu dienen Endosporen?

Answer 5

Bacillis, Clostridium
Schutz vor Hitze, UV, Chemikalien
Clostridium botulinum/perfringens
Nachweis: lichtbrechend im LM
dienen der überdauuerung ungünsitger Lebensbedinugnen/ Extremsituationen
oder Hitzebehandlung und trd. Wachstum

Question 6

Prokaryoten besitzen vielfältige Fortbewegungsarten. Beschreiben Sie mindestens zwei verschiedene Arten der Fortbewegung bei Prokaryoten. Gehen Sie sowohl auf den Mechanismus als auch auf die dafür notwendigen Strukturen ein. (6 P.)

Answer 6

Schwärmen: durch Rotation gebündelter Flagellen; Umwandlung in lange, stark begeißelte Zellen; mit drehenden Flagellen
Twitching: durch Pili Extenseion und Retraction
Gliding: durch Rotation des Zellkörpers, fokale Adhäseion, spezielle Sturktur: Pili
Sliding: durch Zellwachstum, keine spezielle Sturktur

Geißeln: aus Flagellin, Geßelmotordreht Filament, Bewegung im Wässrigen

Fimbrien: Kurze filamentöse Strukturen aus Protein; für Anheftung an Oberflächen

Pili: Fimbrien stukturell ähnlich, aber länger und weniger; an Konjugation und Fortbewegung beteiligt (Gliding)

Question 7

Fragentyp: Skizzieren Sie die Zellhülle von Gram+ und Gram- Bakterien; beschriften, vergleichen.

Answer 7

-

Question 8

Führen Sie 2 grundlegende Mechanismen auf, über die Bakterien Ortsbewegungen realisieren könne. Wozu könnte diese Fähigkeit im natürlichen Habitat von Vorteil sein?

Answer 8

Chemotaxis: Taumelbewegung mit zufälligen Richtungsänderungen; Bei Wahrnehmung eines Signalmoleküls erfolgt Richtungsänderung und Bewegung entlang des Konzentrationsgradienten

Phototaxis: Phototrophe Bakterien können sich auf Licht zu bewegen um effektive Photosynthese betreiben zu können

Kontakt mit Nährstoffen, nicht mit Schadstoffen, bessere Photosynthese

Question 9

Welche mit der Bakterienzelle verbundenen oder aufgelagerten Strukturen kennen Sie? Nenne 4 Stk. Mit Beispiel.

Answer 9

Fimbrien; Pili (lange Fimbrien), Sex-Pilus
Geißel/Flagellum
LPS, z.B. Lipid A, Kernpolysaccharid
Teichonsäure, z.B. Ribolteichonsäure
Endosporen
Kapsel, z.b. bei entoerpathogenen E coli

Question 10

Was versteht man unter Säurefestigkeit von Bakterien und worauf beruht sie? Zur Charakterisierung welcher Gattung wird sie herangezogen?

Answer 10

Lebensfähigkeit auch bei Säurebehandlung
beruht auf Zellwand mit Mycolsäure,
Mycolsäure als einzigartiges Lipid in Zellwand von Mycobakterien
kovalent mit Peptodoglycan verknüpft
sehr hydrophobe Zellwand, normalerweise nicht anfärbbar
beruht auf hohen Gehalt an hydrophoben Substanzen in Zellwand
Wachse (Ester aus langkettigen Fettsäuren und langkettigen Alkoholen) und
Glykolipide aus Fetten und KH
Ziehl-Neelsen-Färbung: Färbung mit Karbolfuchsin in der Hitze; Entfärbung mit HCl/EtOH

Question 11

Nenne 2 Methoden, mit denen man das Wachstum von MO beobachten kann.

Answer 11

Wachstumskurve mittels OD
Kolonien auf Agar-Platte (Kochsches Plattengusssverfahren, Lebenszellzahlbestimmung)
Zellzählung in Zählkammer
Durchflusscytometrie

Question 12

Was bedeutet organotroph/lithotroph, autotroph/heterotroph, chemotroph/phototroph?

Answer 12

organotrtoph: organische Moleküle als Elektronendonoren
litotroph: anorganische Elektronendonoren
autotroph: CO2 als eintige Kohlenstoffquelle
heterotroph: Kohlenstoffquelle in gebundener und reduzierter Form
phototroph: Energie aus Licht, anoxygene oder oxygene Photosnthese
chemotroph: Energie aus Redoxrekationen organischer Substrate

Question 13

Wie kann man Enterobakterien und Pseudomonaden unterscheiden? Was haben die gemeinsam/ Worin unterscheiden sie sich?

Answer 13

Gemeinsamkeiten: gamma-proteobacterien, Gram-, Stäbchen, beweglich durch Geißeln, katalase-negativ, chemoorganotroph, Vorkommen in Boden und Wasser
Enterobakterien fakultativ anaerob; Pseudomonaden obligat aerob;
Unterscheidung mit Oxidasetest: Enterobakterien Oxidase negativ, kein Cytochrom c; Pseudomonade positiv, mit Teststreifen: blau positiv, gelb negativ
PSeudomoaden keine Gärung, Enterobakterien oxidativ-fermentativ
Enterobakterien auch im Darm

Question 14

Was sind coliforme Enterobakterien? Erkläre einen Nachweis.

Answer 14

spalten Lacotse, vergären die entstandenen Hexosen
Nachweis mit Endo-Agar: Selektivnährboden aus Pepton, Lactose, Natriumsulfit, Fuchsin;
während Gärung entsteht Acetaldeyhd, das bildet mit Sulfit Additionsverbindung, dadurch aus fuchsinschwefliger Säure rotes Fuchsin freigesetzt, Koloninen rot
bei starkem Substratumsatz kristallisiert Fuchsin aus, Kolonoine haben roten metallischen Glanz
Gram+ baktierien durch durch Fuchsin und Sulfit gehemmt
Lactose-negative Bakterien bildet farblose Kolonine

Question 15

Wie können MO ATP generieren?

Answer 15

Glycolyse = Emben Meyerhof Parnas Weg
Citratzyklus
Gärungen (als anaerobe Glycolyse, Propionigärung)
Entner-Doudoroff-Weg
anaerobe Atmung
oxidative Phosphrylierung, Substratkettenphosphorylierung

Question 16

Vergleiche obligat Anaerobe und obligat Aerobe; Aerotolerante und fakultativ anaerobe, mirkoaerophil. Nenne jeweils 1 Beispiel.

Answer 16

obligat aerob: Pseudomonas fluorescens, Sauerstoff essentiell

obligat anaerob: Clostridium difficile, Sauerstoff toxisch

mikroaerophil: Spirillum volutans, brauchen weniger Sauerstoff <15% aber trotzdem nötig

fakultativ anaerob: e coli, brauchen O2 nicht zwingend, aber förderlich

aerotolerant anaerob: Lactobacillis 0-10%, brauchen keinen Sauerstoff, aber tolerierend, SW wird unter Sauerstoff nicht effizienter

Question 17

Nenne Beispiel für aerotolerant anaerob.

Answer 17

Lactobacillus spp.
Streptococcus pyrogenes

Question 18

Fragentyp: Wie unterscheiden sich fakultativ aerobe und anaerobe bei Anwesenheit von Sauerstoff im Wachstum?

Answer 18

-

Question 19

Was ist der Unterschied zwischen Substratkettenphosphorylierung und oxidativer Phosphorylierung?

Answer 19

Substratketten: ATP schrittweise während Katabolismus einer org. Vbg synthetisiert, durch freie Enzyme

ox- Phosphorylierung: Nutzung der Zellmembran; aufwendung der protonenmorotirschen Kraft, Membran-Protein-Enyzmkomlpex, ATP Synthase

Question 20

Was ist anaerobe Atmung? Nenne 2 Beispiele.

Answer 20

Anderer terminaler Elektronenaktzeptor als O2
Nitratatmung oder Sulfatatmung

Question 21

Was bedeutet chemolitotroph?

Answer 21

chemo: energie aus Redoxrekationen
lito: anorganische Elektronendonore
H2 wesentilcihe Energie/Elektronenquelle

Question 22

Welche grundlegenden Stoffwechselwege können Bakterien beim Abbau der Glucose bis zum Pyruvat beschreiten?

Answer 22

Glycolase EMP-Weg, Emden-Meyerhof-Parnas-Weg
Entner Doudoroff Weg
Pentosephosphatweg

Question 23

Welche Zwischen- und Endprodukte können bei der Umsetzung von Glucose unter anaeroben Bedingungen durch E. coli gebildet werden? Wie würden sie einige davon prinzipiell nachweisen?

Answer 23

Acetladehyd -> Fuchsinschweflige Säure
Pyruvat
CO2,H2, -> Durham Röhrchen
gemischte Säuregärung: Essigsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, EtOH, kein Butandiol

Question 24

Nenn Sie die beiden möglichen Endprodukte des dissimilatorischen Nitratatmung und beschrieben Sie einfaches, im Praktikum vorgestelltes Verfahren zum Nachweis der Nitratatmung. Wie kann man anhand des Tests zwischen verschiedenen Endprodukten unterscheiden?

Answer 24

Nitrit, N2
mit alpha Naphtyhlamin und Sulfanilsäure + Essigsäure: Rotfärbung bei Nitrat-/Nitritreduktion; Zugabe von Zn-Staub
Nitratboullin: Komplex-Nährmedium, das 0,15% KNO3 enthält; dieses kann zu Nitrit oder N2 reduziert werden
Nitrit - durch Zusatz Indikatorlösung Griess-Ilosvay-Reagens nachgewiesen (Rotfärbung)
Indikatorlösung enthält Essigsäure, Sulfanilsäure und α-Naphthylamin

Question 25

Welche grundlegenden Möglichkeiten haben MO, ihren Energiehaushalt unter aeroben Bedingungen zu bestreiten?

Answer 25

Citratzyklus + Atmungskette + ox decarboxylierung= aerobe Atmung
Glycolyse

Question 26

Unter welchen Bedingungen findet Denitrifikation statt, und zu welchen Endprodukten führt sie?

Answer 26

Nitritreduktase vorhanden, führt über NO2- und NO, N2O zu N2
Sauerstoffmangel

Question 27

Nennen Sie 2 mögliche Endprodukte der dissimilatorischen Nitratreduktion.

Answer 27

Nitrit, N2

Question 28

Was ist eine Heterocyste und was ein Akinet?

Answer 28

Heterocyste: differenzierte vegetative Zelle mit dickerer Zellwand, Ort der Stickstoffixierung, nur PSI, C aus benachbarter zelle
Akinet: Zelle mit verdickter äußerer Zellwand, = Spore

Question 29

Aufgabentyp: Worauf beruht der Nachweis von E. coli und anderer coliformer Enterobakterien auf Endo-Agar? Beschreiben Sie die Reaktion, die zur Bildung des Farbstoffs führt, durch den die Enterobakterien nachgewiesen werden können.

Answer 29

s. woanders

Question 30

Beschreibe den Unterschied zwischen Kultivierung im Chemostat und in Batch-Kultur. Zeichne eine Wachstumskurve und charakterisiere die Phasen.

Answer 30

Chemostat: unabhängige Regaultion von Wachstusgeschwindigkeit und Kutlrudichte, kontinuierliche Kultur, lange in exponentieller Phase, Fließsystem, V const., Zellzahl und Nährstoffstatus const.
Batch: abgeschlossen, typische Wachstumskruve, geschlossenes System
lag: Schäden konpensieren -> länger; Enzyme synthetisieren
log: durch T, Medium und MO beeinflusst, optimale Bedinungen
stationär: Verbrauch des Nährstoffs, ansammlung von Abfallprodukte, kryptisches Wachstum
Absterbephase

Question 31

Welche Komponenten sollte ein Nährmedium für chemoorganotrophe Bakterien enthalten?

Answer 31

chhemoorganitroph: Energiegewinn durch Redoxreaktionen; organotroph: Elektronen aus organischen Verbindungen
sollte Kohlenstoffverbindungen enthalten, Komplexmedium (Hefeextrakt, Pepton), Mikronährstoffe

Question 32

Nenne 3 Umweltfaktoren und Anpassungen von MO daran.

Lsg: Htze+Membran+Proteine, Kälte+Proteine+Membr., Salz, Sauerstoff,H2O

Answer 32

Hitze: Monolayer, andere AS Sequenz, mehr gesättigte FS
Kälte: mehr alpha Helix, mehr polare AS, mehr ungesättigte FS, langgekktige Kohlenwasserstoffe
Salinität: kompatible Solute, aktiver Salzexport
O2-Angebot: Enzyme zur Entgiftung, (3 Stk.)
H2O Verfügbarkeit: Akkumulation kompativer Substanzen

Question 33

Wie schützen Hyperthermophile ihre Proteine und DNA vor Zerstörung durch große Hitze?

Answer 33

Proteine: andere hitzestabilere AS-Sequenz und Faltung; Chaperonine/ Hitzeschockproteine können denaturierte Protein zurückfalten; stark hydrophober Kern; mehr Salzbrücken auf der Oberfläche; kompakterer Faltung

DNA: compatible Solute: Cytoplasma enthälkte K und 2,3-DPG: verhindert chemische Schäden; reverse DNA Gyrase sorgt für positive Überspiralisierung /supercoils; DNA bindende Proteine, archaelle Histone, Nucleosomen

Question 34

Beschreibe Anpassungen an Leben bei höhen Temperaturen in Bezug auf ((Proteine, DNA)) und Cytoplasmamembran.

Answer 34

Lipide, die strukturell auf dem Dibiphytanyltetraethermodell beruhen -> Monolayer
keine FS, sondern C40 veretherte Kohlenwasserstoffe auf Isopren-Basis
mehr gesättigte FS

Question 35

Erkläre die Attenuation am Tryptophanoperon

Answer 35

ermöglicht Feinabstimmung auf kleine Änderungen der Metabolitkonzentration, hier Trp
Leitsequenz liegt auf DNA und mRNA zwischen Promotor und Strukturgen
vollständige mRNA wird nur gebildet, wenn Trp knapp ist; Transkription hört erst am Stopcodon auf, Transkription der Sturkutgene läuft weiter
setzt Kopplung von Transkritpion und Translation voraus

Question 36

Nenne und beschreibe 3 angeborene Barrieren des Menschen zur Abwehr/ gegen Besiedlung mit MO.

Answer 36

Flimmerempithel: nach oben, nasales Sekret, Speichel
Lactobacillus acidophilus Vagina (saurer pH, H2O2, stimuliert Immunsystem)
Lysozym im Speichel: spaltet beta 1,4
Magensäure: denatueiret Proteine, stark sauer
Haut: leicht sauer, periodisch austrocknend, mechanische Barriere

Question 36

Nenne und beschreibe 3 Enzyme, die bei der Replikation von Bakterien beteiligt sind.

Answer 36

Helicase: entwindet Doppelstrang, hydrolysiert ATP und schiebt Replikationsgabel vor sich her
Primase: synthetisiert Primer
DNA Ligase: ersetzt DNA Polymerase I und verbindet Fragmente

Question 37

Definiere Syntrophie.

Answer 37

2 Organismen kombinieren metabilische Fähigkeiten, worudch Substrate verwendet werden können, die einzelne MO nicht abbauen können
diese MO Sekundärfermentierer, die Gärungsendpodukte der Primärfermentierer vergären

Question 38

Fragentyp: Wie unterscheiden sich bakterielle Exotoxine von bakteriellen Endotoxinen?

Answer 38

-

Question 39

Fragentap: Stellen Sie Schlüsselmerkmale bakterieller Endo- und Exotoxine gegenüber. Nennen Sie 2 Exotoxine und gehen Sie auf deren Struktur und Wirkung ein.

Answer 39

-

Question 39

Pathogene MO kommen manchmal in der normalen Flora der oberen Atemwege vor. Warum verursachen sie nicht immer Krankheiten?

Answer 39

kommen da vor, wo Absonderungen der Schleimhäute benetzt sind
Bakterien werden eingeatmet, werden in Nasenhöhle abgefangen und mit Nasensekret ausgeschieden
potentielle Pathogene werden durch besonders aktiven Immunsystem behindert

Question 40

Beschreibe des Replikationszyklus eines Virus

Answer 40

nach Adsorption verschwindet Infektiösität des Viruspartikels
Eklipse - auf Entfernung der Virushülle zurückzuführen
Latenzperiode - Replikation viraler NS und Synthese viraler Proteine
Reifungsperiode - Zusammenbau virale NS und Proteine zu reifen Viruspartikel
Freisetzung durch Zelllyse oder aufgrund Knospungs- oder Ausscheidungsvorgangs

Question 40

Nenne Sie drei Hauptvertreter (Gattungen) Antibiotika-produzierender MO. Beschreiben Sie, wie Antibiotika-produzierender MO isoliert werden können.

Answer 40

Bakterien, Pilze, Flechten
Actinomyceten und Bacillen bei Bakterien
Strptomyceten: Behandlung mit verdünnter Phenollösung, nur die bilden dann Exosporen; dann selektive Isolierung auf Nährböden, nur Stärke und Natriumnitrat im Agar;

Question 40

Definieren Virus; Virus-Klassifikation

Answer 40

Definition: extrazellulärer (Virion) und intrazellulärer Zustand (in Wirtszelle)
extrazellulär: keine Biosynthese& Atmungsfunktion, RNA/RNA, metabolisch inaktiv,
I; dsDNA
II: ssDNA
III: dsRNA
IV: ssRNA+
V: ssRNA-
VI: ssRNA mit DNA Zwischenprodukt replizierend
VII: dsDNA, mit RNA Zwischenprodukt replizierend
Auch Klassifikation in Tier/Pflanzen/Bakterienviren

Question 41

Bakteriophage Lambda ist temperent. Nennen und beschreiben Sie die verschiedenen Wege, die möglich sind.

Answer 41

Lytischer Weg: Replikation und Freisetzung
lysogener Weg: Einbau des Prophagen ins Bakteriengenom, werden mit repliziert; Repressor verhindert Expression eindringender Genome desgleichen Virus
Induktion des Prophage sobald Repressor inaktiviert oder
seine Synthese verhindert wird:
->Produktion neuer Virionen und Lyse der Wirtszelle

Question 41

Fragentyp: Coronavirus: ein Vertreter, Übertragung, Krankheit, Genom (Frage von 2020)

Answer 41

-

Question 41

Was sind Retroviren?

Answer 41

membranumhüllte Viren
komplexer Lebenszyklus
ss+RNA VIren, die mit DNA Zwischenprodukt replizieren
enthalten RT, um RNA Genom in DNA zu kopieren
ssRNA-> ssDNA -> dsDNA

Question 41

Welche Auswirkungen hat die Virusvermehrung auf eine Tierzelle?

Answer 41

Transformation: Umwandlung in Krebszelle
Lytische Infektion: Zerstörung der Wirtszelle
Persistierenden Infektion: Freisetzung komplexer Viren durch Knospung
latente Infektion: Verzögerung zwischen Infektion und Auftreten der Erkrankung

Question 42

Gehen Sie auf die Struktur und Wirkung eines ausgewählten Exotoxins ein.

Tetanus

Answer 42

Tetanustoxin, AB-Toxin, aus A und B Untereinheit
aus C. tetani
normalerweise Glycin bei inhibitorischen Interneuronen freigesetzt
Tetnaus blockiert Freisetzung von Glycin aus inhibitorischen Interneuronen, dadurch Hemmung der motorischen Nerven
permanenten Freisetung von Acetylcholin und unkontrollierte Kontraktion der Muskulatur
dadurch spastische Zuckungslähmungen

Question 43

Botulinustoxin: Wirkungsmechanismus

Answer 43

bindet an präsynaptische Membranen an den Enden der stimulatorischen motorischen Nerven der meuromuskulären Endplatte und blockiert Freisetzung von Acetylcholin
verhindert Freisetzung von Acetylcholin aus Cesikeln -> Stimulierung der Muskelfasern unterbleibt -> irreversible Relaxaton der Muskeln und Lähmung der autonomen Nerven