Post on 05-Apr-2015
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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
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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