Übungsblatt 2

Mikrobiologie - Übungsblatt 2

Aufgabe 1: Zu welchen Anteilen besteht das Trockengewicht einer Bakterienzelle aus den essentiellen Elementen O, C, H und N?

Aufgabe 2: Aus welchen Makromolekülen besteht eine Bakterienzelle und zu welchen Anteilen?

Aufgabe 3: Was wird bei Wachstum von E. coli-Mutanten beobachtet, bei denen das Gen, dass das Protein FtsZ kodiert, abgeschaltet wurde (Knock-out mutant cells)?

Aufgabe 4: Welche Funktion hat der sog. FtsZ-Ring?

Aufgabe 5: Was ist Peptidoglycan und warum wurde diese Bezeichnung für diesen Stoff gewählt?

Aufgabe 6: Welche Aufgabe hat Peptidoglycan in Bakterienzellen?

Aufgabe 7: Beschreiben Sie die wesentlichen biochemischen Unterschiede Gram-positiver und Gram-negativer Zellen möglichst detailliert.

Aufgabe 8: Beschreiben Sie warum man das Wachstum von Mikroorganismen in Flüssigkulturen anhand der optischen Dichte beobachten kann. Wie funktioniert es? Was muss man bei hohen OD-Werten beachten um das Wachstum der Kulturen akkurat zu messen?

Aufgabe 9: Beschreiben Sie den typischen Verlauf der optischen Dichte/Wachstumskurve einer Bakterienkultur in einem Kulturansatz (Batch). Welche Phasen können unterschieden werden und was passiert im Wesentlichen in den Zellen während dieser Phasen?

Aufgabe 10: Wachstumskurven werden häufig in semi-logarithmischen Koordinatensystemen aufgetragen. Was ist damit gemeint und welchen Vorteil hat dies in Hinblick auf die Beschreibung von Wachstumskurven?

Aufgabe 11: Beschreiben Sie das Oberflächenplattierungsverfahren oder das Gussplattenverfahren zur Quantifizierung von Mikroorganismen.

Aufgabe 12: Was ist eine koloniebildende Einheit (KBE)?

Aufgabe 13: Welches Anreicherungsverfahren würde man verwenden um Mikroorganismen in Wasserproben nachzuweisen, die naturgemäß eine geringe Keimbelastung erwarten lassen? Beschreiben Sie das Verfahren kurz?

Aufgabe 14: Welchen Nachteil haben kulturbasierte Verfahren zur Quantifizirung von Mikroorganismen gegenüber z.B. Mikroskopiermethoden?

Aufgabe 15: Welchen Nachteil haben kulturbasierte Verfahren zur Untersuchung der mikrobiellen Vielfalt in Umweltproben generell?

Aufgabe 16: Warum liefern kulturbasierte Verfahren, trotz deren Grenzen, dennoch wertvolle Informationen beispielsweise zur akuten Risikobeurteilung hinsicht klinisch- und hygenisch relevanter Keime in Gewässern? Welche Risiken können unterschätzt werden?

Aufgabe 17: Nennen Sie Beispiele für Fluoreszenzfarbstoffe, die für Gesamtkeimzahlbestimmungen verwendet werden können. Wie funktioniert die spezifische Färbung von Nukleinsäuren?

Aufgabe 18: Wie funktioniert das Life-Dead-Kit?

Aufgabe 19: Mikroorganismen können Stressbedingungen überdauern, z.B. indem sie ihren Stoffwechsel auf ein Minimum reduzieren. In diesem Zustand können die Zellen ihre Fähigkeit verlieren auf Nährmedien zu wachsen, die gewöhnlich eine Anzucht der Zellen i Labor ermöglichen. Wie wird dieser Zustand bezeichnet? Durch welche Faktoren kann dieser Zustand induziert werden? Wie können die Zellen wieder in den aktiven Wachstumsstoffwechsel umschalten? Was bedeuten diese Erkenntnisse für die hygenische/mikrobiologische Risikobeurteilung, die nur auf kulturbasierten Verfahren beruht?

Aufgabe 20: In Bezug auf Frage 19: Welche weiteren Lebenszeichen von Mikroorganismen könnten für eine bessere Risikobewertung genutzt werden?

Aufgabe 21: Wie funktioniert die Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FisH)? Welche Zellen können mit der Methode nachgewiesen werden und warum ermöglicht die Methode eine selektive Färbung von Zellen spezifischer phylogenetischer Klassen, Ordnungen, Familien und Spezies von Mikroorganismen?

Aufgabe 22: Wie hoch ist die Zellzahl in einer exponentiell wachsenden Bakterienkultur mit 2*10⁶ Zellen/mL zum Zeitpunkt t = 1h und einer Zellzahl von 3.2*10⁸ am Zeitpunkt t=16.5 h.