Vorlesung 10

Question 1

Gleichung CO2 -Fixierung und Energie

Answer 1

• 6 CO2 + 12 H –> C6H12O6 (Zucker)

- Energie: 8-20 Mol ATP pro 6 Mol CO2

Question 2

Welche Wege der CO2-Fixierung gib es?

Answer 2

• Calvin-Zyklus (reduktiver Pentosephosphatweg)
• Reduktiver Citratzyklu
• Reduktiver Acetyl-CoA-Weg
• 3-Hydroxypropionatzyklus

Question 3

Calvin-Zyklus (reduktiver Pentosephosphatweg)

Answer 3

• Anoxygen Phototrophe: Rhodospirillum, Chromatium
• Chemolithotrophe: Nitrifizierer, Schwefeloxidierer, Wasserstoffoxidierer, Eisenoxidierer
• Oxygen Phototrophe: Cyanobakterien, Algen, höhere Pflanzen

Question 4

Wer mach Reduktiver Citratzyklus?

Answer 4

Grüne Schwefelbakterien: Chlorobium

Question 5

Wer mach den Reduktiver Acetyl-CoA-Weg?

Answer 5

• Homoacetogene Gärer: Clostridium thermoaceticum, Acetobacter woodii, Sporomusa sp.
• Sulfatreduzierer: Desulfobacterium, Desulfovibrio
• Metanogene: Methanobacterium, Methanosarcina

Question 6

Wer macht den 3-Hydroxypropionatzyklus?

Answer 6

Grüne Schwefelfreie Bakterien: Chloroflexus

Question 7

Was ist Methanogese?

Answer 7

Mineralisation organischer Verbindungen unter anaeroben Bedingungen

Question 8

Wer macht Methanogenese, Energiequelle, welche Atmung?

Answer 8

-Methanobacterium
Methanococcus
Methanosarcina
Methanospirillum
-nutzen Gärprodukte primärer und sekundärer Destruenten als Energiequelle (Acetat
H 2, Lactat, Butyrat,  Alkohole)
-anaerobe Atmung (Carbonat-Atmung)

Question 9

Wer macht Methanoxidation, Energiegewinnung?

Answer 9

-Methylomonas
Methylococcus
Methylosinus
-gewinnen Energie durch die Oxidation
von C 1 -Verbindungen (Methan, Methanol, Formaldehyd, Formiat)

Question 10

Gleichung Methanoxidation:

Answer 10

CH4 (Methan) –> CH3OH (Methanol) –> CH2O (Formaldehyd) –> HCO- (Formiat) –> CO2

Question 11

Wer macht Desulfurikation (Bildung H2S durch Sulfatreduktion), Energiequelle, Atmung?

Answer 11

--anaerobe MOs Deltaproteobacteria
Desulfobacterium
Desulfovibrio
Desulfosarcina
-nutzen Sulfat als terminalen Elektronenakzeptor (Gram-positive
Desulfotomaculum)
-anaerobe Atmung (Sulfat-Atmung) (Archaea
Archaeoglobus)

Question 12

Wer macht Schwefeloxidation, Energiegewinnung?

Answer 12

-Sulfid und Schwefel oxidierende Mikroorganismen
-gewinnen Energie durch die Oxidation
reduzierter Schwefelverbindungen

Question 13

Wer sind Schwefeloxydierer?

Answer 13

-Anoxygene phototrophe Bakterien
Schwefelpurpurbakterien (Chromatiaceae)
schwefelfreie Purpurbakterien (Rhodospirillaceae
Grüne Schwefelbakterien (Clorobiaceae)
-Archaea Sulfolobus acidocaldarius

Question 14

Kreislauf des Schwefels:

Answer 14

-aus Spaltprodukten –> H2S (auch Sulfidquelle) –> S0 –> chemolithotrophe Schwefeloxidation –> SO42- –> Desulfurikation –> Spaltprodukte

Question 15

Kreislauf des Kohlenstoffs:

Answer 15

Mineralisation –> Methanogenese –> zu CO2 oder CH4 –> Methanoxidation –> zu CO oder CO2 –> Photosynthese –> Mineralisation

Question 16

Kreislauf des Stickstoffs:

Answer 16

-N2-Fixierung–> Proteolyse –> Spaltprodukte –> Ammonifikation –> NH4+ –> Ammoniakoxidation –> NO2- –> Nitritoxidation NO3- –> zurück Spaltprodukt oder Denitrifikation –> N2O oder N2 –> N2-Fixierung

Question 17

Gleichung Stickstofffixierung und Energie:

Answer 17

• N2 + 8 H –> (Nitrogenase-Enzymkomplex) 2NH3 (Ammoniak) + H2
• Energie 16 Mol ATP pro 1 Mol N2

Question 18

In welchen Molekülen kommt Stickstoff vor?

Answer 18

• Proteine/ AS (Glycin)
• Kohlenhydrate (Glucosamin)
• Nukkleinsäure-Basen (Adenin)
• Lipide (Phosphatidylcholin)

Question 19

Ablauf Proteolyse:

Answer 19

Proteine –>(proteolytische

Enzyme) –> Oligopeptide –> (Peptidasen) –> Aminosäuren

Question 20

Ablauf Desaminierung:

Answer 20

Glutaminsäure –> (Glutamat-Dehydrogenase) –> Zwischenprodukt –> 2-Oxoglutarat und NH3

Question 21

Ablauf Harnstoffhydrolyse (hydrolytische Desaminierung)

Answer 21

Harnstoff und H2O –> (Urease) –> 2NH3 +CO2

Question 22

Wer sind Ammoniak oxydierende Bakterien?

Answer 22

-Vorsilbe Nitroso

Question 23

Gleichungen der Ammoniakoxydation:

Answer 23

-mit Ammoniakmonooxigenase (AMO)
NH3 + O2 + 2H+ + 2e- --> NH2OH + H2O
-mit Hydroxylaminoxidoreduktase (HAO)
NH2OH + H2O -->
HNO2 + 4H+ + 4e-

Question 24

Wer oxidiert Nitrit?

Answer 24

-Vorsilbe Nitro

Question 25

Gleichung Nitritoxdation:

Answer 25

-mit Nitritoxidoreduktase (NOR)

NO 2- + H2O –> NO3- + 2H+ + 2e-

Question 26

Wofür wird Anammox verwendet?

Answer 26

• anaerobe Ammoniakoxidation
• NH4+ +NO2- –> N2 + H2O
• dirket NH4+ zu N2

Question 27

Wer macht reaktion mit Anammox?

Answer 27

• Vorsilbe Plancto

- -> wachsen nicht in Reinkultur

Question 28

Ammoniak oxidierende Archaea

Answer 28

Nitrosopumilus maritimus

Question 29

Nitrat-Atmung (Denitrifikation) Atmung, wer?

Answer 29

-aerobe, strikt respiratorisch (ohne Nitrat kein anaerobes
Wachstum)
-Pseudomonas denitrificans
Pseudomonas stutzeri
Paracoccus denitrificans
Thiobacillus denitrificans
Bacillus licheniformis
Pseudomonas aeruginosa

Question 30

Nitratammonifikation Gleichung, Atmung, wer:

Answer 30

-Nitrat (NO3-) –> (Nitratreduktase A) –> Nitrit (NO2-) –> (Assimilatorische Nitrat-Reduktion) –> Ammonium (NH4+)
-einige fakultativ anaerobe
Organismen (Gärer)
-z. B. Enterobakterien:
E. coli, Enterobacter aerogenes

Question 31

Wer ist der größte Prokaryot?

Answer 31

-Thiomargarita namibiensis 750 μm
-macht Nitrat-Atmung
-besitzt Vakuole als Nitratspeicher
(Elektronenakzeptor)
-besitzt Schwefelgranula im Cytoplasman (Elektronendonor)