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Brock Mikrobiologie lt Inhaltsverzeichnis gt ISBN 978 3
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Mikrobiologie,11 aktualisierte Auflage 2009,Michael T Madigan. John M Martinko,Brock Mikrobiologie,11 aktualisierte Auflage 2009. Aus dem Amerikanischen von Thomas Lazar und Freya Thomm Reitz. Deutsche Bearbeitung von Michael Thomm,ein Imprint von Pearson Education. M nchen Boston San Francisco Harlow England,Don Mills Ontario Sydney Mexico City. Madrid Amsterdam, Bibliographische Information Der Deutschen Nationalbibliothek.
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der. Deutschen Nationalbibliographie detaillierte bibliographische Daten. sind im Internet ber www dnb d nb de abrufbar, Die Informationen in diesem Produkt werden ohne R cksicht auf einen eventuellen Patentschutz ver ffentlicht Warennamen werden. ohne Gew hrleistung der freien Verwendbarkeit benutzt Bei der Zusammenstellung von Texten und Abbildungen wurde mit gr ter. Sorgfalt vorgegangen Trotzdem k nnen Fehler nicht vollst ndig ausgeschlossen werden Verlag Herausgeber und Autoren k nnen f r. fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung bernehmen F r Verbes. serungsvorschl ge und Hinweise auf Fehler sind Verlag und Herausgeber dankbar. Authorized Translation from the English language edition entitled BROCK BIOLOGY OF MICROORGANISMS. 11th Edition ISBN 0131443291 by MADIGAN MICHAEL MARTINKO JOHN published by Pearson Education Inc publishing as. Prentice Hall Copyright 2006 by Pearson Education Inc. All rights reserved No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means electronic or mechanical in. cluding photocopying recording or by any information storage retrieval system without permission from Pearson Education Inc. GERMAN language edition published by PEARSON EDUCATION DEUTSCHLAND GMBH Copyright 2006. Alle Rechte vorbehalten auch die der photomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien Die gewerb. liche Nutzung der in diesem Produkt gezeigten Modelle und Arbeiten ist nicht zul ssig. Es konnten nicht alle Rechteinhaber von Abbildungen ermittelt werden Sollte dem Verlag gegen ber der Nachweis der Rechteinhaber. schaft gef hrt werden wird das branchen bliche Honorar nachtr glich gezahlt. Fast alle Markenbezeichnungen die in diesem Buch erw hnt werden sind gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen oder sollten. als solche betrachtet werden,Umwelthinweis, Dieses Buch wurde auf chlorfrei gebleichten Papier gedruckt Die Einschrumpffolie zum Schutz vor Verschmutzung ist aus umwelt. vertr glichem PE Material,10 9 8 7 6 5 4 3 2 1,ISBN 978 3 8273 7358 8. 2009 by Pearson Studium, ein Imprint der Pearson Education Deutschland GmbH. Martin Kollar Stra e 10 12 D 81829 M nchen,Alle Rechte vorbehalten.
www pearson studium de, bersetzung Dr Thomas Lazar Paderborn Kapitel 12 und 14 29. Freya Thomm Reitz Regensburg Kapitel 1 11 13 und 30 31. Lektorat Dr Stephan Dietrich sdietrich pearson de,Dr Rainer Fuchs rfuchs pearson de. Fachlektorat Prof Dr Michael Thomm Universit t Regensburg. Korrektorat Brigitta Keul M nchen, Herstellung Martha K rzl Harrison mkuerzl pearson de. Satz mazzetti mazzetti M nchen www mazzetti de,Einbandgestaltung Thomas Arlt tarlt adesso21 net. Druck und Verarbeitung Print Consult GmbH,Printed in the Slovak republic.
Inhalts bersicht,TEIL I Grundlagen der Mikrobiologie 1. Kapitel 1 Mikroorganismen und Mikrobiologie 3,Kapitel 2 berblick ber das mikrobielle Leben 25. Kapitel 3 Makromolek le 43,Kapitel 4 Zellstruktur und Zellfunktion 61. Kapitel 5 Ern hrung Laborkultivierung und Metabolismus. von Organismen 111,Kapitel 6 Mikrobielles Wachstum 149. Kapitel 7 Grundlagen der Molekularbiologie 185,Kapitel 8 Die Regulation des Metabolismus 229.
Kapitel 9 Grundlagen der Virologie 257,Kapitel 10 Bakteriengenetik 285. TEIL II Mikrobielle Evolution und Vielfalt 333, Kapitel 11 Mikrobielle Evolution und Systematik 335. Kapitel 12 Die prokaryotische Vielfalt Die Bakterien Bacteria 369. B E R B L I C K, Kapitel 13 Die prokaryotische Vielfalt Die Archaea 471. Kapitel 14 Zellbiologie der Eukaryonten und eukaryotischen. Mikroorganismen 503,Kapitel 15 Mikrobielle Genomik 539. Kapitel 16 Vielfalt der Viren 567,TEIL III Stoffwechselvielfalt und kologie.
der Mikroorganismen 599,Kapitel 17 Stoffwechselvielfalt 601. Kapitel 18 Methoden der mikrobiellen kologie 673,Kapitel 19 kologie der Mikroorganismen 695. TEIL IV Immunologie und Pathogenit t 757, Kapitel 20 Die Kontrolle des mikrobiellen Wachstums 759. Kapitel 21 Wechselwirkungen zwischen Mikroben und Menschen 797. Kapitel 22 Grundlagen der Immunologie 827,Kapitel 23 Molekulare Immunologie 867. Kapitel 24 Diagnostische Mikrobiologie und Immunologie 887. TEIL V Mikrobielle Krankheiten 931,Kapitel 25 Epidemiologie 933.
Kapitel 26 Von Mensch zu Mensch bertragbare Krankheiten 969. Kapitel 27 Durch Wirbeltiere und Gliederf ler bertragene. sowie bodenassoziierte mikrobielle Erkrankungen 1013. Kapitel 28 Abwasserbehandlung Wasseraufreinigung und. wasserassoziierte mikrobielle Krankheiten 1037, Kapitel 29 Nahrungsmittelkonservierung und nahrungsmittel. assoziierte mikrobielle Krankheiten 1057, TEIL VI Mikroorganismen in Industrie und Forschung 1079. Kapitel 30 Industrielle Mikrobiologie 1081,Kapitel 31 Gentechnologie und Biotechnologie 1113. Inhaltsverzeichnis,Vorwort XXVII,TEIL I Grundlagen der Mikrobiologie 1. Kapitel 1 Mikroorganismen und Mikrobiologie 3,1 1 Einf hrung in die Mikrobiologie 4.
1 1 1 Mikrobiologie 4,1 1 2 Mikroorganismen als Zellen 5. 1 1 3 Mikroorganismen und ihre nat rliche Umgebung 8. 1 1 4 Der Einfluss von Mikroorganismen auf den Menschen 9. 1 2 Die Entdeckung der Mikrobiologie 12, 1 2 1 Die historischen Wurzeln der Mikrobiologie Hooke. van Leeuwenhoek und Cohn 12,1 2 2 Pasteur Koch und die Reinkulturen 14. 1 2 3 Mikrobielle Diversit t und die Entstehung,der Allgemeinen Mikrobiologie 19. 1 2 4 Die ra der modernen Mikrobiologie 22,Verst ndnisfragen 24.
Transferaufgaben 24,Kapitel 2 berblick ber das mikrobielle Leben 25. 2 1 Zellstruktur und Evolutionsgeschichte 26,2 1 1 Zellelemente und virale Strukturen 26. 2 1 2 Die Anordnung der DNA in mikrobiellen Zellen 29. 2 1 3 Der Stammbaum des Lebens 30,2 2 Mikrobielle Diversit t 32. 2 2 1 Die physiologische Diversit t von Mikroorganismen 32. 2 2 2 Die Diversit t der Prokaryonten 34,2 2 3 Eukaryotische Mikroorganismen 39. Verst ndnisfragen 41,Transferaufgaben 42,Kapitel 3 Makromolek le 43.
3 1 Chemische Bindungen und Wasser in lebenden Systemen 44. 3 1 1 Starke und schwache chemische Bindungen 44,3 1 2 Ein berblick ber Makromolek le und Wasser. als L sungsmittel des Lebens 47,Inhaltsverzeichnis. 3 2 Nicht informationstragende Makromolek le 49,3 2 1 Polysaccharide 49. 3 2 2 Lipide 50,3 3 Informationstragende Makromolek le 51. 3 3 1 Nucleins uren 51,3 3 2 Aminos uren und die Peptidbindung 53.
3 3 3 Proteine Prim r und Sekund rstruktur 56, 3 3 4 Proteine H here Strukturordnung und Denaturierung 57. Verst ndnisfragen 59,Transferaufgaben 59,Kapitel 4 Zellstruktur und Zellfunktion 61. 4 1 Mikroskopie und Zellmorphologie 62,4 1 1 Die Lichtmikroskopie 63. 4 1 2 Dreidimensionale Bilderzeugung Interferenzkontrast. Rasterkraft und konfokale Rasterlasermikroskopie 67. 4 1 3 Elektronenmikroskopie 69, 4 1 4 Zellmorphologie und der biologische Vorteil kleiner Zellen 70. 4 2 Zellmembranen und Zellw nde 73,4 2 1 Die Cytoplasmamembran Struktur 73.
4 2 2 Die Cytoplasmamembran Funktion 76,4 2 3 Membrantransportsysteme 78. 4 2 4 Die Zellwand von Prokaryonten Peptidoglycan und. verwandte Molek le 81,4 2 5 Die u ere Membran gramnegativer Bacteria 86. 4 3 Oberfl chenstrukturen und Zelleinschl sse,von Prokaryonten 89. 4 3 1 Bakterielle Zelloberfl chenstrukturen 89,4 3 2 Zelleinschl sse 91. 4 3 3 Gasvesikel 93,4 3 4 Endosporen 94,4 4 Mikrobielle Bewegung 100.
4 4 1 Gei eln und Beweglichkeit 100,4 4 2 Die Gleitbewegung 103. 4 4 3 Zellbewegung als Verhaltensreaktion Chemotaxis und Phototaxis 105. Verst ndnisfragen 109,Transferaufgaben 109,Inhaltsverzeichnis. Kapitel 5 Ern hrung Laborkultivierung und Metabolismus. von Organismen 111, 5 1 Ern hrung und Kultivierung von Mikroorganismen 112. 5 1 1 Mikrobielle Ern hrung 113,5 1 2 Kulturmedien 116. 5 1 3 Die Laborkultur von Mikroorganismen 118,5 2 Energetik und Enzyme 120.
5 2 1 Bioenergetik 120,5 2 2 Katalyse und Enzyme 121. 5 3 Oxidations Reduktion und energiereiche Verbindungen 124. 5 3 1 Oxidations Reduktion 124, 5 3 2 NAD als Elektronen bertr ger bei Redoxreaktionen 126. 5 3 3 Energiereiche Verbindungen und Energiespeicherung 128. 5 4 Die wichtigsten Wege des Katabolismus des Elektronentransports und der. protonenmotorischen Kraft 129, 5 4 1 Energiespeicherung Verschiedene M glichkeiten 130. 5 4 2 Glycolyse als Beispiel f r eine Fermentation 130. 5 4 3 Atmung und membrangebundene Elektronen bertr ger 132. 5 4 4 Energiespeicherung aus der protonenmotorischen Kraft 136. 5 5 Kohlenstofffluss bei der Atmung und Alternativen des Katabolismus 139. 5 5 1 Kohlenstofffluss bei der Atmung Der Citronens urezyklus 139. 5 5 2 Alternativen des Katabolismus 140,5 6 Biosynthese 143. 5 6 1 Die Biosynthese von Zuckern und Polysacchariden 143. 5 6 2 Die Biosynthese von Aminos uren und Nucleotiden 145. 5 6 3 Biosynthese der Fetts uren und Lipide 146,Verst ndnisfragen 147.
Transferaufgaben 148,Kapitel 6 Mikrobielles Wachstum 149. 6 1 Die bakterielle Zellteilung 150,6 1 1 Zellwachstum und Zweiteilung 150. 6 1 2 Fts Proteine Zellteilungsebene und Zellmorphologie 151. 6 1 3 Peptidoglycansynthese und Zellteilung 153,6 2 Wachstum von Bakterienpopulationen 155. 6 2 1 Terminologie des Wachstums und das Prinzip,des exponentiellen Wachstums 155. 6 2 2 Die Mathematik des exponentiellen Wachstums 156. 6 2 3 Der Wachstumskreislauf 157,6 3 Messung mikrobiellen Wachstums 159.
6 3 1 Direkte Messung mikrobiellen Wachstums, Gesamtkeimzahlz hlung und Lebendkeimzahlz hlung 159. Inhaltsverzeichnis, 6 3 2 Indirekte Messung mikrobiellen Wachstums Tr bung 162. 6 3 3 Die kontinuierliche Kultur Der Chemostat 164. 6 4 Umwelteinfl sse auf mikrobielles Wachstum Temperatur 166. 6 4 1 Der Einfluss der Temperatur auf das Wachstum 166. 6 4 2 Mikrobielles Wachstum und kalte Temperaturen 168. 6 4 3 Mikrobielles Wachstum bei hohen Temperaturen 171. 6 5 Umwelteinfl sse auf das mikrobielle Wachstum,pH Wert Osmolarit t und Sauerstoff 173. 6 5 1 Mikrobielles Wachstum bei hohen und niedrigen pH Werten 173. 6 5 2 Osmotische Einfl sse auf das mikrobielle Wachstum 175. 6 5 3 Sauerstoff und mikrobielles Wachstum 178,6 5 4 Toxische Formen des Sauerstoffs 180. Verst ndnisfragen 182,Transferaufgaben 183,Kapitel 7 Grundlagen der Molekularbiologie 185.
7 1 Gene und Genexpression 186, 7 1 1 Makromolek le und genetische Information 186. 7 2 Die DNA Struktur 188,7 2 1 DNA Struktur Die Doppelhelix 188. 7 2 2 DNA Struktur berspiralisierung 191, 7 2 3 Chromosomen und andere genetische Elemente 194. 7 3 DNA Replikation 196,7 3 1 DNA Replikation Matrizen und Enzyme 196. 7 3 2 DNA Replikation Die Replikationsgabel 197,7 4 Werkzeuge der DNA Technologie 202.
7 4 1 Restriktionsenzyme und Hybridisierung 202,7 4 2 Sequenzierung und DNA Synthese 205. 7 4 3 DNA Amplifizierung Die Polymerasekettenreaktion 207. 7 5 Die RNA Synthese Transkription 209,7 5 1 berblick ber die Transkription 209. 7 5 2 Die Vielfalt der Sigma Faktoren Konsensussequenzen. und weitere RNA Polymerasen 211,7 5 3 Transkriptionsterminatoren 213. 7 5 4 Die Transkriptionseinheit 214,7 6 Die Proteinsynthese 215. 7 6 1 Der genetische Code 215,7 6 2 Die Transfer RNA 219.
7 6 3 Translation Der Vorgang der Proteinsynthese 221. 7 6 4 Die Faltung und Ausscheidung von Proteinen 224. Verst ndnisfragen 227,Transferaufgaben 227,Inhaltsverzeichnis. Kapitel 8 Die Regulation des Metabolismus 229,8 1 berblick ber die Regulation 230. 8 1 1 Die wichtigsten Arten der Regulation 230,8 2 Die Regulation der Enzymaktivit t 231. 8 2 1 Die nichtkovalente Enzymhemmung 231,8 2 2 Kovalente Modifikation von Enzymen 233. 8 3 DNA Bindeproteine und die Regulation der, Transkription durch positive und negative Kontrolle 235.
8 3 1 DNA Bindeproteine 235, 8 3 2 Die negative Kontrolle der Transkription Repression. und Induktion 238, 8 3 3 Die positive Kontrolle der Transkription 240. 8 4 Globale Regulationsmechanismen 241,8 4 1 Globale Kontrolle und das lac Operon 242. 8 4 2 Die stringente Antwort 243,8 4 3 Weitere Netzwerke globaler Kontrolle 245. 8 4 4 Quorum sensing 247,8 5 Weitere Regulationsmechanismen 248.
8 5 1 Attenuation 248, 8 5 2 Signaltransduktion und Zwei Komponenten Regulations Systeme 250. 8 5 3 Regulation der Chemotaxis 252,8 5 4 RNA Regulation und Riboswitches 254. Verst ndnisfragen 256,Transferaufgaben 256,Kapitel 9 Grundlagen der Virologie 257. 9 1 Virus und Virion 259,9 1 1 Allgemeine Eigenschaften von Viren 259. 9 1 2 Die Natur der Virionen 260,9 2 Wachstum und Quantifizierung 263.
9 2 1 Der Viruswirt 263,9 2 2 Die Quantifizierung von Viren 264. 9 3 Die virale Replikation 265, 9 3 1 Allgemeine Merkmale der Virusreplikation 265. 9 3 2 Virusreplikation Anheften und Eindringen 267. 9 3 3 Virusmultiplikation Bildung viraler Nucleins ure. und viraler Proteine 268,9 4 Die virale Diversit t 271. 9 4 1 berblick ber bakterielle Viren 271,9 4 2 Virulente Bakteriophagen und T4 271. 9 4 3 Temperente Bakteriophagen 273,9 4 4 Der Bakteriophage Lambda 274.
Inhaltsverzeichnis,9 4 5 berblick ber die tierischen Viren 278. 9 4 6 Retroviren 280,9 5 Subvirale Partikel 282,9 5 1 Viroide und Prionen 282. Verst ndnisfragen 284,Transferaufgaben 284,Kapitel 10 Bakteriengenetik 285. 10 1 Mutation und Rekombination 286,10 1 1 Mutationen und Mutanten 287. 10 1 2 Die molekularen Grundlagen der Mutation 289. 10 1 3 Mutationsraten 292,10 1 4 Mutagenese 293, 10 1 5 Mutagenese und Karzinogenese Der Ames Test 296.
10 1 6 Genetische Rekombination 297,10 2 Genetischer Austausch bei Prokaryonten 299. 10 2 1 Transformation 299,10 2 2 Transduktion 303,10 2 3 Plasmide Allgemeine Grundlagen 305. 10 2 4 Typen von Plasmiden und ihre biologische Bedeutung 307. 10 2 5 Konjugation Die wichtigsten Merkmale 310, 10 2 6 Die Bildung von Hfr St mmen und die Mobilisierung. von Chromosomen 312,10 2 7 Komplementation 315,10 2 8 Transposone und Insertionssequenzen 316. 10 3 Bakteriengenetik und Genklonierung 320,10 3 1 Grundlagen des molekularen Klonierens 320.
10 3 2 Plasmide als Klonierungsvektoren 321, 10 3 3 Der Lambda Bakteriophage als Klonierungsvektor 323. 10 3 4 In vitro und locusspezifische Mutagenese 325. 10 4 Das bakterielle Chromosom 327, 10 4 1 Die genetische Karte des Chromosoms von Escherichia coli 328. Verst ndnisfragen 331,Transferaufgaben 332,Inhaltsverzeichnis. TEIL II Mikrobielle Evolution und Vielfalt 333, Kapitel 11 Mikrobielle Evolution und Systematik 335. 11 1 Die fr he Erde der Ursprung des Lebens und,die mikrobielle Vielfalt 337.
11 1 1 Evolution der Erde und fr heste Lebensformen 337. 11 1 2 Fr hes Leben Die RNA Welt und molekulare Kodierung 339. 11 1 3 Fr hes Leben Energie und Kohlenstoffmetabolismus 341. 11 1 4 Eukaryonten und Organellen Endosymbiose 343. 11 2 Methoden zur Bestimmung evolution rer Verwandtschaften 346. 11 2 1 Evolution re Zeitmesser 346, 11 2 2 Ribosomale RNA Sequenzierung als Instrument. der molekularen Evolution 347, 11 2 3 Signatursequenzen phylogenetische Sonden und Analysen. mikrobieller Gemeinschaften 349,11 3 Die mikrobielle Evolution 351. 11 3 1 Die mikrobielle Phylogenie abgeleitet von,ribosomalen RNA Sequenzen 351. 11 3 2 Eigenschaften der Dom nen des Lebens 354,11 4 Mikrobielle Taxonomie und ihre Beziehung.
zur Phylogenie 356,11 4 1 Die klassische Taxonomie 356. 11 4 2 Chemotaxonomie 359, 11 4 3 Der Spezies Begriff in der Mikrobiologie 362. 11 4 4 Nomenklatur und Bergey s Manual 365,Verst ndnisfragen 367. Transferaufgaben 367, Kapitel 12 Die prokaryotische Vielfalt Die Bakterien Bacteria 369. 12 1 Die Stammesgeschichte der Bacteria 371, 12 1 1 bersicht ber die Stammesgeschichte der Bacteria 372.
12 2 Phylum 1 Proteobakterien 373,12 2 1 Phototrophe Purpurbakterien 373. 12 2 2 Nitrifizierende Bakterien 377, 12 2 3 Schwefel und eisenoxidierende Bakterien 379. 12 2 4 Wasserstoffoxidierende Bakterien 382,12 2 5 Methanotrophe und Methylotrophe 384. 12 2 6 Pseudomonas und die Pseudomonaden 387,12 2 7 Essigs urebakterien 391. 12 2 8 Frei lebende aerobe stickstofffixierende Bakterien 392. 12 2 9 Neisseria Chromobacterium und Verwandte 394. 12 2 10 Enterobakterien 395,Inhaltsverzeichnis,12 2 11 Vibrio und Photobacterium 399.
12 2 12 Rickettsien 401,12 2 13 Spirillen 404, 12 2 14 Proteobakterien mit Scheiden Sphaerotilus und Leptothrix 407. 12 2 15 Knospende und prosthekate gestielte Bakterien 410. 12 2 16 Gleitende Myxobakterien 414, 12 2 17 Sulfat und schwefelreduzierende Proteobakterien 417. 12 3 Phyla 2 und 3 Grampositive Bakterien Firmicutes. und Actinobacteria 420, 12 3 1 Nichtsporenbildende grampositive Bakterien mit niedrigem. GC Wert Milchs urebakterien und Verwandte 420, 12 3 2 Sporenbildende grampositive Bakterien mit niedrigem GC Wert. Bacillus Clostridium und Verwandte 426, 12 3 3 Zellwandlose grampositive Bakterien mit niedrigem GC Wert.
Mollicutes Die Mycoplasmen 432, 12 3 4 Grampositive Bakterien mit hohem GC Gehalt Actinobacteria. Coryneforme und Propions urebakterien 434,12 3 5 Actinobacteria Mycobacterium 436. 12 3 6 Filament se Actinobacteria Streptomyces und andere Actinomyceten 439. 12 4 Phylum 4 Cyanobakterien und Prochlorophyta 444. 12 4 1 Cyanobakterien 444,12 4 2 Prochlorophyta und Chloroplasten 447. 12 5 Phylum 5 Chlamydia 449,12 5 1 Die Chlamydien 449. 12 6 Phylum 6 Planctomyces Pirellula 452, 12 6 1 Planctomyces Ein stammesgeschichtlich einzigartiges gestieltes.
Bakterium 452,12 7 Phylum 7 Die Verrucomicrobia 453. 12 7 1 Verrucomicrobium und Prosthecobacter 453,12 8 Phylum 8 Die Flavobakterien 454. 12 8 1 Bacteroides und Flavobacterium 454,12 9 Phylum 9 Die Cytophaga Gruppe 455. 12 9 1 Cytophaga und Verwandte 455,12 10 Phylum 10 Gr ne Schwefelbakterien 456. 12 10 1 Chlorobium und andere Gr ne Schwefelbakterien 456. 12 11 Phylum 11 Die Spiroch ten 459,12 11 1 Spiroch ten 459.
12 12 Phylum 12 Deinococci 463,12 12 1 Deinococcus Thermus 463. 12 13 Phylum 13 Die Gr nen Nicht Schwefel Bakterien 464. 12 13 1 Chloroflexus und Verwandte 465, 12 14 Phyla 14 16 Tief verzweigte hyperthermophile Bakterien 466. 12 14 1 Thermotoga und Thermodesulfobacterium 466,12 14 2 Aquifex Thermocrinis und Verwandte 467.


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