phototrophe Bakterien Flashcards
Photoheterotrophe vs. photoautotrophe
Photoheterotrophe nutzen organischen Kohlenstoff,
Photoautotrophe nutzen CO2
In was werden Photoautotrophe Bakterien unterteilt?
Photoheterotrophe nutzen organischen Kohlenstoff, Photoautotrophe nutzen CO2
Anoxygene
-> Purpurbakterien, grüne Schwefelbakterien und Nicht-Schwefelbakterien)
- Reduktionskraft: H2S -> S0 ->SO42-
- Kohlenstoff: CO2 -> (CH2O)n
- Energie: ADP mit Licht -> ATP
- H2S, S0 und ATP geben Elektronen/Energie zur Kohlenstoffreaktion
- Bakteriochlorophyll b
- Nur ein Photosystem, das dem PS I oder PS II ähnelt, bilden kein O2
Oxygene
-> Cyanobakterien, Algen, grüne Pflanzen
- Reduktionskraft: H2O -> ½ O2
- Kohlenstoff: CO2 -> (CH2O)n
- Energie: ADP mit Licht -> ATP
- H2O und ATP geben Elektronen/Energie zur Kohlenstoffreaktion
- Chlorophyll a
- Haben zwei Photosysteme und bilden O2
Was sind Carotinoide?
- Bilden mit O2-Molekül ein stabiles Biradikal
- O2 mit zwei freien Elektronenpaaren
- Antibindene pi-Orbitale: zwei Orbitale mit gleichem Spin
- Kann in Singulett-Zustand überführt werden (=Orbital mit Antispin)
- Aus Triplett in den Singulett-Zustand durch Lichtenergie -> würde
viel zerstören
-> Carotinoide nehmen die Energie auf und leiten sie als Wärme ab und verhindern damit Photooxidation
Eigenschaften phototropher Bakterien und welche gibt es?
Alle haben Antennen, die Lichtenergie absorbieren und sammeln
PS II spaltet Wasser und enthält Oxidase
Cyanobakterien
Grüne Schwefelbakterien
Purpurbakterien
Grüne Nicht-Schwefelbakterien
Heliobakterien
Eigenschaften Cyanobakterien
PS (=Photosysteme) I + II
CO2-Fixierung über Calvin-Benson-Zyklus
Elektronendonator ist H2O
Ernährungsweise: photoautotroph, lithoautotroph
Eigenschaften Grüne Schwefelbakterien
PS I
CO2-Fixierung reduktiver Tricarbonsäure-Zyklus
Elektronendonor ist H2S
Ernährungsweise: photoautotroph, lithoautotroph
Eigenschaften Purpurbakterien
PS II ohne Wasserabspaltung
CO2-Fixierung über Calvin-Benson-Zyklus
Elektronendonator ist H2S/ organische Verbindungen
Ernährungsweise: photoautotroph, lithoautotroph, organoheterotroph
Schwefelkügelchen intrazellulär sichtbar, es sind aber auch extrazelluläre
Ablagerungen möglich (nur bei Schwefelpurpurbakterien)
Eigenschaften Grüne Nicht-Schwefelbakterien
PS II ohne Wasserabspaltung
CO2-Fixierung über 3-Hydroxypropionat-Doppelzyklus
Elektronendonator ist H2/ organische Verbindungen
Ernährungsweise: photoautotroph, lithoautotroph, organoheterotroph
Eigenschaften Heliobakterien
PS I
Keine CO2-Fixierung
Elektronendonator sind organische Verbindungen
Ernährungsweise: photoheterotroph, organoheterotroph
Cyanobakterien
Typen: Einzeller, Koloniebildene und filamentöse,
Zelldifferenzierung bei fädigen Cyanobakterien
o Akineten = Dauerformen mit verstärkten Hüllen und stark red. Stoffwechsel
o Heterozysten zur N2-Fixierung
o Hormogonien = zur Verbreitung
Symbiosen
o Versorgen Wirt mit organischen Verbindungen oder gebundenem Stickstoff
o z.B. Im Thallus von Hornmoosen, in Korallenwurzeln des Plamfarns, in Blättern
o Bilden mit Pilzen Flechten
Stratifizierter eutropher See (von unten nach oben)
Sediment, Faulschlamm
o Anaerobe Zersetzung
o Gärung, Sulfat-Reduktion, Methanbildung
Rote und grüne Schwefelbakterien
o Sek. Primärproduktion
o Anoxygene Photosynthese
o Grüne phototrophe Bakterien
Sprungschicht
o Metallionen
o Bildet Grenze zwischen hohem O2-Partialdruck und wärmeres Wasser oberhalb und geringer O2- Gehalt und kälteren Wasser unterhalb
Protozoen, Copepoden, Fische
o „Sekundärproduktion“
o Abbau und Wiederverwertung
o Purpurbakterien
Algen, Cyanobakterien
o Primärproduktion
o Oxygene Photosynthese
Stratifizierter eutropher See
- Zusammensetzung der Photosyntheseapparate aus Pigmente mit unterschiedlichen
Absorptionseigenschaften erlaubt die effiziente Nutzung des Lichts in geschichteten Gewässern - In den verschiedenen Gruppen der photosynthetischen Prokaryoten sind photosynthetische
Pigmente in der Cytoplasmamembran, in Thylakoiden, intrazellulären Membranstapeln oder
Vesikeln, oder in Chlorosomen lokalisiert - Absorptionsmaxima der Bakterien müssen sich zwischen den Schichten unterscheiden, sonst
kommt in tieferen Schichten kein Licht mehr an - Epilimnoin= obere, erwärmte und stark bewegte Wasserschicht eines stehenden Gewässers
- Hypolimnion = untere, kaum bewegte, homogen kalte Wasserschicht
Winogradsky-Säulen
= spezifische Anreicherungskultur, bei der durch Absorptionsfilter, Bakterien durch ihre Anpassung an bestimmte Lichtverhältnisse isoliert werden können
Weitere Faktoren: H2S-Gehalt, andere Wasserstoffdonatoren, pH-Wert, Temperatur, organische C-Quelle oder CO2
Durch Beimpfung mit Teichschlamm und – Wasser und Kultivierung erhält man
Anreicherungskulturen
