mikrobiologie hansconrad ADP + Pi ATP Abbau und Umbau organischer Moleküle Hundert Wege zum ATP...

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mikrobiologie hansconrad ADP + Pi ATP Abbau und Umbau organischer Moleküle „Hundert Wege zum ATP“ Energiequelle GLUKOSE LEBENSENERGIE

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ADP + Pi ATP

Abbau und Umbau organischer Moleküle

„Hundert Wege zum ATP“

Energiequelle GLUKOSE

LEBENSENERGIE

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Heterotropher Mikroorganismus Stoffwechsel

Na

hru

ng

= S

ub

stra

t

Au

fnah

me

= R

eso

rpti

on

Ab

fall

au

s E

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gie

sto

ffw

ech

sel

Ab

fall

au

s B

au u

nd

Bet

rieb

Sekundäre Stoffwechselprodukte

Energie ATP-Synthese

Synthese Baustoffe

Synthese anderer Stoffe

Ver

dau

un

g

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GÄRUNGEN

Energiegewinnung

ATP-Synthese

LEBENSENERGIE

ZELLATMUNG

Gärungen

Anaerobe Atmung(z.B. Nitratatmung; Methanbildner u.a.m)

Unvollständige Oxidation

(z.B.Essigsäurebakterie

n)

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Gärungen

C6H

12O

6

2 C

3H

3O

3

2 A

cety

l-C

oA

Atmungskette

CitratzyklusGlycolyse

2 A

TP H HHH H

34 ATP

2 ATP (GTP)

O2

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GÄRUNGEN

Die einfachste Art Energie zu gewinnen(ATP)

Kürzere Stoffwechselwege als Zellatmung

Unvollständiger Abbau der Glucose

Pro Mol Glucose wenig ATP-Gewinn

Charakteristische Energie enthaltende Abfälle

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GÄRUNGEN

Charakteristische Energie enthaltende AbfälleEthanol CH3-CH2-OH

Milchsäure/Lactat CH3CHOHCOOH

Propionsäure CH3CH2COOH

Ameisensäure/Formiat HCOOH

Buttersäure CH3-CH2-CH2-COOH

.......und Hauptmenge des organischen Abfalles

= Name der GärungUnd mehr als 10 weitere Gärungstypen !!!

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Milchsäuregärung

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Milchsäure-Gärung

C6H12O6

2 C3H6O3

2C3H5O3- +

2H+

ADP + Pi2 ATP

Wärme +

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Milchsäure-Gärung

C6H12O6

2 C3H6O3

2C3H5O3- +

2H+

ADP + Pi2 ATP

Wärme +

GLYCOLYSE

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Milchsäuregärung

2 ATP

2 ADP + 2 Pi Prozess abschliessen

1 Schritt

2 Schritte

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Milchsäuregärung

2 ATP

2 ADP + 2 Pi

Heterofermentativ

Homofermentativ

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Buttersäurgärung

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Buttersäure-Gärung

C6H12O6

CH3-CH2-CH2-COOH + 2 H2 + 2 CO2

C4H8O2- + H+

ADP + Pi2+1 ATP

Wärme +

GLYCOLYSE

2 H2 + 2 CO2

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Propionsäuregärung

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Propionssäure-Gärung3C3H6O3

Milchsäure

2 CH3-CH2-COOH + CH3COOH + CO2 + H2O

2C3H5O2- +

2H+

C2H4O2 + H+

CO2 + H2O

ADP + Pi ATP

Wärme+

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Propionsäuregärung

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Ethanolische Gärung

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Ethanolische-Gärung

C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

ADP + Pi2 ATP

Wärme +

GLYCOLYSE

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GÄRUNGEN

Weitere die Gärungen begleitende AbfälleAceton CH3-CO-CH3

Capronsäure CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 2-Propanol CH3CHOHCH3 2,3-Butandiol CH3CHOHCHOHCH3

Butanol CH3-CH2-CH2-CH2-OH

Succinat HOOC-CH2- CH2-COOH

....... und H2O H2 CO2

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GÄRUNGEN

Die Akteure im Gärungszirkus

Vorkommen Substrat Familie,Gattungen, Arten

Gärung

An Früchten

Auf Blüten

Kohlenhydrate

(Fette)

HEFEN

(Bakterien)

Ethanolische

fakultativ anaerob

Pflanzen

Milch

Darm,Schleimhaut

Kohlenhydrate

Lactose

Streptokokken

Lactobazillen

Mikrokokken

Laktat-

anaerob,

Sauerstoff tolerant

Pansen+Darm von Wiederkäuern,

Schweizer Käse

Milchsäure Propioni-bakterien

Propionat-

anaerob

Boden Zellulose, Pektine

Stärke, Glykogen u.a.

Clostridien Butyrat-

obligat anaerob

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GÄRUNGENEnergiebilanzen

C6H12O6

C2H5COOH

C3H6O3

CH3COOH

CO2

CH3CH2OH

C6H12O6

CO2

235 k

J/m

ol

C3H6O3

C3H7COOH

H2

C6H12O6

CO2H2O

C6H12O6

CO2

-2870 k

J/m

ol

-198 k

J/m

ol

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GÄRUNGEN

Anwendungen der Biologie der Gärer

Bakterien Produkte

Propionibakterien Emmentaler

(Aroma,Löcher)

Vitamin B2

Vitamin C

Vitamin B12

(30 Tonnen/Jahr)

Milchsäure-bakterien

KONSERVIERUNG Joghurt

Kefir

Milchsäure

Sauerkraut

Silage (Vieh)

Essigsäure

Zymomomas

mobilis

Agavenwein Industrie-Ethanol bei über 78 0C !!!

aus div.Abfällen

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GÄRUNGEN

Anwendungen der Biologie der Gärer

HEFEN Produkte

Bäckerhefe

Saccharomyces cereisiae und and.

Teig auftreiben Unterarten

Bierhefen-Rassen

Bierarten

Unterarten

Wein :Hohe Prozentgehalte

Kloeckera

Weinhefen

Starter bei unbeeinflusster Gärung des Traubenmostes

Bei allen Traubenmost-Gärungen dabei

Endomyces lactis

Torula-Arten

Industriealkohol

Aus div. Abfällen

Fuselöle (Propanol,Pentanol,2-Butanol,2-Methylpropanol, 3-Methylpropanol

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GÄRUNGEN

Problematische Gärer

BAKTERIEN Krankheiten

Streptococcus

mutans

Streptococcus

salivarius

Mutan

„Klebstoff“

Starter für Zahnplaque

KARIES

Grundlage für Ansiedlung von Kariesbak.:Streptococcen und Laktobazillen

Clostridium

tetani

In tiefen Wunden streng anaerob

Tetanus-Toxin ausscheidend:

Nervengift

STARRKRAMPF

Tödlich

IMPFUNG !

Clostridium

hystlyticum und

septicum

In Wunden:

Hauteiweisse

abbauend

GASBRAND

sehr bedrohlich

Heute selten