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Welt der Bakterien, Archaeen und Viren: Ein einführendes Lehrbuch der Mikrobiologie

Welt der Bakterien, Archaeen und Viren: Ein einführendes Lehrbuch der Mikrobiologie

Gerhard Gottschalk

ISBN: 978-3-527-33676-0

Aug 2015, Wiley-Blackwell

422 pages

Select type: Paperback

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Description

Zeitgemäßes Wissen in Lektüre- und in Lehrbuchform. Gerhard Gottschalk vermittelt die Mikrobiologie in ihrer ganzen Breite.

In 12 Teilen mit jeweils mehreren Kapiteln wird die Mikrobiologie dem Leser auf sehr verständliche Weise nähergebracht. Jedes Kapitel besteht aus einer leicht zu lesenden Beschreibung und darauf abgestimmter Lerneinheit samt Fragenkatalog. Darüber hinaus enthalten die meisten Kapitel Beiträge berühmter Wissenschaftler auf dem entsprechenden Gebiet. Historische Durchbrüche werden beschrieben und so den Studierenden Einblicke in Denk- und Planungsstrukturen von wissenschaftlichem Arbeiten vermittelt. So beschreibt beispielsweise Stefan Hell seine 2014 mit dem Nobelpreis gekrönte STED-Mikroskopie.

Alle wichtigen Gebiete der Mikrobiologie, von der Evolution über den mikrobiellen Stoffwechsel und die technischen Anwendungen bis hin zum Gentransfer, zu den Endosymbionten und den Pathogenen werden abgedeckt. Auch wird den Archaea und den Viren entsprechend ihrer enormen Bedeutung ein eigener Teil
gewidmet. Das Buch ist ein perfekter Begleiter für die einführende Vorlesung „Allgemeine Mikrobiologie“ sowie ein hervorragender Studienbegleiter für alle Naturwissenschaftler und Ingenieure, die Mikrobiologie als Nebenfach belegen.

Vorwort XI

Teil I Leben in einem Kubikmikrometer 1

Lektüre I 2

Kapitel 1 Winzig klein, aber von sagenhafter Aktivitat 3

Kapitel 2 Bakterien sind Lebewesen wie Du und ich 7

Studium I 14

S1 MikrobiellesWachstum 14

a)FormundGrosevonMikroben 14

b)Wachstumsbedingungen 15

c) Statische und kontinuierliche Kultur 16

S2 Chemie der Zellbestandteile 17

d) Informative Makromolekule und ihre Bausteine 17

e)ZellmembranundZellwand 24

f) DieRollevonATP 26

Fragen zu StudiumI 27

Teil II Mikrobielle Evolution 29

Lektüre II 30

Kapitel 3 Mein Name ist LUCA 31

Kapitel 4 Vom Urknall bis zu LUCA 37

Kapitel 5 O2 45

Studium II 49

S3–S5 Evolution 49

a)DieRNA-Welt 49

b)Mog liche Eigenschaften von LUCA 50

c) Die O2-Revolution 50

d) Zwei der drei Domanen des Stammbaums des Lebens sind prokaryotisch 51

Fragen zu StudiumII 52

Teil III Bakterien 53

Lektüre III 54

Kapitel 6 Bakterien und Archaeen sind alluberall 55

Kapitel 7 Photosynthese, auch bei ziemlicher Dunkelheit 66

Kapitel 8 Ohne Bakterien kein Eiweis 71

Kapitel 9 Napoleons Siegesgarten 77

Studium III 81

S6–S7 Bakterien 82

a) Der phylogenetische Stammbaum der Bakterien 82

b) Lebens- und Uberlebensstrategien der Bakterien 84

c) Sporulation, ein faszinierender Prozess 86

d) Prinzip des aeroben Stoffwechsels 87

e)DerphototropheStoffwechsel 91

f ) CO2-Fixierung 92

g)DerKohlenstoffkreislauf 94

S8–S9 Stickstoff 95

h)Stickstofffixierung 95

i) Der chemolithotrophe Stoffwechsel 95

j) DerStickstoffkreislauf 96

Fragen zu Studium III 97

Teil IV Archaeen 99

Lektüre IV 100

Kapitel 10

Leben in kochendem Wasser 101

Kapitel 11 LebenimTotenMeer 105

Kapitel 12 Alessandro Voltas und George Washingtons brennbareLuft 111

Studium IV 117

S10–S12 Archaea 118

a) Der phylogenetische Stammbaum der Archaeen 118

b)Habitate 119

c)ArchaeellerStoffwechsel 120

d)Methanogenese 121

e)Biosynthesestoffwechsel 123

Fragen zu Studium IV 124

Teil V Klima und Energie 125

Lektüre V 126

Kapitel 13 MikrobenalsKlimamacher 127

Kapitel 14 Energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen 133

Kapitel 15 Eine Staatsgrundung unter Beteiligung von Clostridium acetobutylicum 137

Kapitel 16 Pulque und Biosprit 141

Studium V 145

S13 Die Klimagase 146

a)Der Kohlenstoffkreislauf en detail 146

b)Der Methankreislauf 147

c)Distickstoffmonoxid(Lachgas)149

S14–S16 Bioenergiegewinnung 149

d)Biogas 149

e)Aceton-Butanol 150

f) Bioalkohol 151

g)Biowasserstoff 154

Fragen zu Studium V 154

Teil VI Nützliches und Metallisches 155

Lektüre VI 156

Kapitel 17 Alles Kase, alles Essig 157

Kapitel 18 Das periodische System der Bioelemente 163

Studium VI 169

S17 Nützliches 169

a) Milchsauregarung 169

b) Unvollstandige Oxidation 170

c) Der Acetatkreislauf 172

S18 Metallisches 175

d) Funktionen von B12 175

e) Metallionen als Substrate 176

f) Selenocystein, die21.Aminosaure 179

Fragen zu Studium VI 179

Teil VII Stoffwechsel 181

Lektüre VII 182

Kapitel 19 Dermikrobielle Stoffwechsel und seine Regulation, eine nie endende Geschichte 183

Studium VII 193

S19 Stoffwechselregulation 193

a) Regulation auf der Ebene der DNA 193

b) Regulation auf der Ebene der Transkription 194

c) Regulation auf der Ebene der Translation 198

d) Regulationder Enzymaktivitat 199

Fragen zu Studium VII 203

Teil VIII Gene im Fokus 205

Lektüre VIII 206

Kapitel 20 Bakteriensex 207

Kapitel 21 Bakterien mit grippalem Infekt 217

Kapitel 22 Plasmide, Speer spitzender Bakterien 221

Kapitel 23 Agrobacterium tumefaciens, ein Gen-Ingenieur par excellence 225

Kapitel 24 Uber Eco R1 und PCR 229

Studium VIII 237

S20–S22 Gentransfer 237

a) Mutation und Selektion 237

b) Horizontaler Gentransfer 240

c) Plasmide 243

S23–S24 Gentechnik 245

d) DiegruneGentechnik 245

e) Plasmide und die Entwicklung der Gentechnologie 246

Fragen zu Studium VIII 248

Teil IX Bakterien als Syntheseexperten 249

Lektüre IX 250

Kapitel 25 Aus Mikroorganismen gegen Mikroorganismen 251

Kapitel 26 Bakterien als Produktionsanlagen 259

Studium IX 269

S25 Antibiotika 270

a) Antibiotika und ihre Angriffspunkte 70

b)Resistenz und Multiresistenz 272

S26 Produktgewinnung mit Bakterien 274

c) Produktion niedermolekularer Verbindungen 274

d)Proteine 279

Fragen zu Studium IX 280

Teil X Partnerschaften 281

Lektüre X 282

Kapitel 27 Zwischenbakterielle Beziehungen 283

Kapitel 28 Vom Nomadenleben zum Dasein als Endosymbiont 289

Kapitel 29 Das System Mensch-Mikrobe 293

Studium X 299

S27 Vom Single zum Biofilm 300

a)Chemotaxis 300

b)Quorumsensing 302

S28 DerWeg zu Mitochondrien und Chloroplasten 303

c) Symbionten und Endosymbionten 303

S29 Unser zweites Genom 304

d)Das humane Mikrobiom 304

Fragen zu Studium X 306

Teil XI Was uns krank macht 307

Lektüre XI 308

Kapitel 30 Pflanzen, Tiere und Menschen als Nahrstoffressourcen der Bakterien 309

Kapitel 31 Viren, infektiose Chemikalien oder mehr? 321

Studium XI 333

S30 Pathogene Bakterien 335

a) HumanpathogeneBakterien 335

b) Pathogene Stamme von Escherichia coli 335

c) Phytopathogene Bakterien 338

S31 Viren  340

d) Humane Viren im Uberblick 340

e) Viren sind uberall 341

Fragen zu StudiumXI  341

Teil XII Faszination Mikrobiologie 343

Lektüre XII 344

Kapitel 32 Im Zeitalter der„-omics“ 345

Kapitel 33 Unglaubliche Mikroben 357

Studium XII 367

S32 Die Zukunft der Mikrobiologie hat begonnen 368

a) Sturmische Entwicklungen bei den „-omics“-Technologien 368

b) Mikrobiologie nach der genomischen Revolution 368

S33 Unglaubliche sind keine Laune der Natur 371

c) Unglaubliche Mikroben als Bindeglied im Kohlenstoffkreislauf 371

Fragen zu Studium XII 372

Epilog 373

Glossar 375

Literaturverzeichnis 387

Nachweise 393

Sachverzeichnis 395