VL 16 Chemolithotroph

Question 1

Prinzip der Chemolithotrophie

Answer 1

anorganischer Elektronendonator

Question 2

Wasserstoff-oxidierende Chemolithotrophe

Answer 2

• Aerobe Wasserstoff-Oxidierer: „Knallgasbakterien“
  zB: Paracoccus
• Anaerob atmende Wasserstoff-Oxidierer:
  Denitrifizierer: Paracoccus denitrificans
  Sulfatatmer: Desulfobacterium autotrophicum
  Schwefelatmer: Wolinella succinogenes

-Methanogene Archaea und acetogene Bakterien (CO2 als Akzeptor einer anaeroben Atmung)

Methanococcus

Question 3

Knallgasbakterien

Answer 3

2H2 +O22H2O
∆G0 ́ = – 237 kJ/mol H2

• Autotrophie: 2 H2 + CO2[CH2O] + H2O
• meist auch chemolithoheterotroph (mixotroph, „fakultativ chemolithoautotroph“)
• meist mikroaerob an oxisch/anoxischen Grenzflächen

Question 4

Einteilung der Nitrifikanten

Answer 4

Ammonium-Oxidation (Nitroso-):
NH4+ + 1,5 O2 —> NO2- + 2 H+ + H2O
∆G0 ́ = – 275 kJ/mol NH4+ (6 e-)

Nitrit-Oxidation (Nitro-):
NO2- + 0,5 O2 —> NO3-
∆G0 ́ = – 74 kJ/mol NO2- (2 e-)

Komplette Nitrifikation („comammox“)
NH4+ + 2 O2 —> NO3- + 2 H+ + H2O
∆G0 ́ = – 349 kJ/mol NO2- (8 e-)

Question 5

Biochemie der Ammonium-Oxidation

Answer 5

sieh Folie:

Question 6

Biochemie der Nitrit-Oxidation

Answer 6

siehe Folie:

Question 7

Chemolithotrophe Schwefeloxidierer

Answer 7

Reduzierte Schwefelverbindungen als Elektronen-Donatoren:
Sulfid, elementarer Schwefel S0, Thiosulfat S2O32-

Sauerstoff oder Nitrat als Elektronen-Akzeptor

Thiobacillus

Question 8

Schwefeloxidierende Symbionten im Trophosomengewebe von Riftia

Answer 8

habe eine besondere Form des Hämoglobins, zum Transport von O2 und H2S

sieht aus wie eine Blume

Question 9

Oxidation reduzierter Schwefelverbindungen

Answer 9

1. H2S + 2 O2 —> SO4 + 2H+
2. S + H20 + 1,5 O2 —> SO4 + 2H+
3. S2O3 + H20 + 2O2 —> 2 SO4 + H+

Question 10

Thioploca

Answer 10

Thioploca: fädige schwefeloxidierende Nitrat-Reduzierer

HS- + 4 NO3- —-> SO42- + 4 NO2- + H+
∆G0 ́ = -500 kJ/mol HS-

Question 11

Redox- Zyklus Eisen

Answer 11

siehe Bild

Question 12

Redox-Zyklus Schwefel

Answer 12

siehe Bild

Question 13

Redon-Zyklus Nitrat

Answer 13

siehe Bild

Question 14

Eisenoxidierende Proteobakterien

Answer 14

Aerobe Chemolithotrophie mit Fe2+ als Elektronendonor
Fe2+ + H+ + 0,25 O2 —-> Fe3+ + 0,5 H2O

∆G0 ́ = – 4,4 kJ/mol (pH 7)
∆G0 = – 32,9 kJ/mol (pH 2)
können daher im neutralen und sauren Milieu wachsen.

Question 15

Gallionella ferruginea

Answer 15

neutralophile Eisenoxidation

Fe3+ + 3 H2O—> Fe(OH)3 + 3 H+

Question 16

Acidithiobacillus ferrooxidans

Answer 16

Acidophile Eisenoxidation

Habitat: 
saures Minenwasser (natürliche pH-Differenz zum Cytoplasma)

Fe3+ + 3 H2O —-> Fe(OH)3 + 3 H+

“Bildet Rost” Fe(OH)3