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Vorbestellen	Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a	Standorte: NN.BG Leuc / College 6a - Naturwissenschaften	Status: Verfügbar	Frist:	Vorbestellungen: 0

Das Buch vermittelt in straffer und gut verständlicher Form einen breiten Überblick über biotechnologische Verfahren mit Hilfe von Mikroorganismen und ist als Lehr- und Informationsmaterial für Studenten und Lehrkräfte in Fach- und anderen Hochschulen sowie für Interessenten aus Politik, Wirtschaft und Behörden gedacht. Für den mikrobiologisch weniger Eingeweihten wurde ein Grundlagenkapitel an den Anfang gestellt. Wichtige mikrobiologische, genetische und verfahrenstechnische Methoden und Arbeitsmaterialien werden ausführlich erläutert. Dabei finden Möglichkeiten, Risiken und Grenzen der Gentechnik besondere Beachtung. Im Unterschied zu ähnlichen Büchern ermöglicht die Konzentration auf Mikroorganismen die Abhandlung aller wesentlichen Applikationsgebiete. Schwerpunkte des Buches sind dabei die biotechnologischen Prozesse im Lebensmittel- und Umweltschutzbereich.

 

 

/ AUS DEM INHALT: / / / 1. Einführung in die Biotechnologie 11 1.1 Was versteht man unter Biotechnologie ? 11 1.2 Wie hat sie sich historisch entwickelt ? 11 1.3 Worin liegt ihre wirtschaftliche Bedeutung ? 14 2. Mikrobiologische Grundlagen 16 2.1 Bedeutung der Mikroorganismen für die Natur 16 2.2 Struktur und Funktion der Mikrobenzelle 18 2.2.1 Welche Besonderheiten weisen Mikroorganismen auf ? 18 2.2.2 Wie ist eine prokaryotische Zelle aufgebaut ? 22 2.2.3 Wie ist eine eukaryotische Zelle aufgebaut ? 25 2.2.4 Der genetische Apparat einer Zelle 28 2.2.4.1 Aus welchen Bausteinen besteht die genetische Substanz ? 28 2.2.4.2 Wie funktioniert der genetische Apparat ? 30 2.3. Klassifizierung der Mikroorganismen 33 2.3.1 Nach welchem Prinzip erfolgt ihre Systematisierung ? 33 2.3.2 Biotechnologisch bedeutende Eubakterien 34 2.3.3 Eigenschaften einiger Archaebakterien 38 2.3.4 Biotechnologisch bedeutende Pilze 39 2.3.5 Eigenschaften einiger Viren 43 2.4. Stoffwechsel der Mikroorganismen 44 2.4.1 Was versteht man unter Stoffwechsel ? 44 2.4.2 Einteilung und Wirkungsweise von Enzymen 45 2.4.2.1 Wie werden sie systematisch eingeteilt ? 46 2.4.2.2 In welcher Weise werden sie katalytisch wirksam ? 47 2.4.2.3 Welche Faktoren beeinflussen die Enzymaktivität ? 49 2.4.2.4 Kinetik einer Enzymreaktion 51 2.4.2.5 Wo sind Enzyme in der Zelle lokalisiert ? 53 2.4.3 Wie gelangen die Nährstoffe in die Zelle ? 54 2.4.4 Grundprozesse im katabolen Stoffwechsel 54 2.4.5 Anabole Stoffwechselprozesse 59 2.4.5.1 Biosynthese monomerer Verbindungen 60 2.4.5.2 Biosynthese polymerer Verbindungen 62 2.4.5.3 Biosynthese von Ausscheidungsprodukten 63 2.4.6 Wie erfolgt die Regulation des Stoffwechsels ? 64 2.4.6.1 Regulation der Enzymsynthese 66 2.4.6.2 Regulation der Enzymaktivität 71 2.5 Wachstum, Vermehrung und Produktbildung 72 2.5.1 Beziehung zwischen Wachstum und Vermehrung 72 2.5.2 Wie verläuft das Wachstum von Mikroorganismen ? 74 2.5.3 Beziehung zwischen Wachstum und Produktbildung 78 2.6 Biotransformationen 80 2.6.1 Zu welchen Umsetzungen sind Mikroorganismen fähig ? 80 2.6.2 Technisch bedeutende enzymatische Umsetzungen 83 3. Biotechnologische Methoden und Verfahren 84 3.1 Arbeiten unter sterilen Bedingungen 84 3.2 Beschaffung und Aufbewahrung von Stämmen 86 3.2.1 Wo findet man geeignete Mikroorganismen ? 86 3.2.2 Aufbewahrung und Konservierung von Stämmen 89 3.3 Kultivierung von Mikroorganismen 89 3.3.1 Submers- und Emerskultur 89 3.3.2 Bioreaktoren 90 3.3.3 Zusammensetzung von Nährmedien 94 3.3.4 Unter welchen Bedingungen wird kultiviert ? 96 3.3.5 Kontrolle und Regelung von Kulturansätzen 99 3.3.6 Entwicklung eines Verfahrens und Scale-up 101 3.4 Aufarbeitung von Fermentationsprodukten 103 3.4.1 Wie erfolgt die Abtrennung der Feststoffe ? 104 3.4.2 Welche Verfahren zum Zellaufschluß gibt es ? 107 3.4.3 Verfahren zur Produktanreicherung 108 3.4.4 Hinweise zur Feinreinigung von Produkten 110 3.4.5 Wie werden die Präparate getrocknet ? 110 3.4.6 Welche Ausbeuten werden erzielt ? 111 3.4.7 Methoden zur Immobilisierung von Biokatalysatoren 111 3.5 Leistungsverbesserung von Mikroorganismen 114 3.5.1 Veränderungen der Erbsubstanz durch Mutagene 115 3.5.2 Mutantenauslese (Screening) 116 3.5.3 Rekombination der DNA durch parasexuelle Prozesse 118 3.5.3.1 Welche Rekombinationsvorgänge gibt es bei Bakterien ? 118 3.5.3.2 Welche Rekombinationsvorgänge kennt man bei Pilzen ? 119 3.5.4 In-vitro-Rekombination mit gentechnischen Methoden 121 3.5.4.1 Wie gewinnt man die Fragment-DNA ? 122 3.5.4.2 Auswahl und Entwicklung von Vektoren 124 3.5.4.3 Aufweiche Weise koppelt man Fragment-und Vektor-DNA? 126 3.5.4.4 Einschleusung der Hybrid-DNA in die Wirtszelle 127 3.5.4.5 Wann werden Fremdgene in der Wirtszelle exprimiert ? 128 3.5.4.6 Selektion und Charakterisierung rekombinanter Klone 128 3.5.4.7 Risiken der Gentechnik und Sicherheitsmaßnahmen 131 4. Biotechnologische Anwendungsgebiete 134 4.1 Nahrungs-und Genußmittelproduktion 134 4.1.1 Herstellungsprinzip traditioneller Erzeugnisse 134 4.1.1.1 Produkte aus europäischen Ländern 134 4.1.1.2 Außereuropäische fermentierte Lebensmittel 13 6 4.1.1.3 Alkoholische Getränke 136 4.1.2 Neuere biotechnologische Verfahren und Produkte 138 4.1.2.1 Biokonservierung von Lebensmitteln 13 8 4.1.2.2 Starterkulturen für die Fermentierung von Lebensmitteln 140 4.1.2.3 Mikrobielle Proteine, Proteinhydrolysate und Aminosäuren 141 4.1.2.4 Gewinnung und Modifizierung von Fetten und Fettsäuren 143 4.1.2.5 Gewinnung und Modifizierung von Kohlenhydraten 146 4.1.2.6 Enzyme aus Mikroorganismen 148 4.1.2.7 Mikrobielle Aroma- und Geschmacksstoffe 150 4.1.2.8 Vitamine von Mikroorganismen 153 4.1.2.9 Gentechnische Verbesserung einiger mikrobieller Leistungen 153 4.2 Produkte für die Chemische Industrie 156 4.2.1 Ökonomische und ökologische Aspekte 156 4.2.2 Ethanol 157 4.2.3 Organische Säuren 161 4.2.4 Butanol und Aceton 163 4.2.5 Biotenside 164 4.3 Biotechnologische Produkte für die Medizin 165 4.3.1 Diagnostische Anwendungen 165 4.3.2 Therapeutische Anwendungen 166 4.3.2.1 Antibiotika 167 4.3.2.2 Mutterkorn-Alkaloide 170 4.3.2.3 Enzyme und Enzyminhibitoren 171 4.3.2.4 Steroide 173 4.3.2.5 Impfstoffe 175 4.3.2.6 Gentechnische Produkte 176 4.4 Biotechnologische Produkte und Verfahren in der Landwirtschaft 179 4.4.1 Biologische Schädlings-und Unkrautbekämpfung 179 4.4.2 Steigerung der Bodenfruchtbarkeit 184 4.4.2.1 Fixierung von Luftstickstoff durch Bakterien 184 4.4.2.2 Mineralstoffversorgung durch Pilze 186 4.4.2.3 Wachstumsfbrderung durch Mikroorganismen 186 4.4.3 Haltbarmachung von Futtermitteln durch Silierung 188 4.5 Biotechnologie in der Energiewirtschaft 189 4.5.1 Energie-(Biogas-)Gewinnung durch Gärung 189 4.5.2 Energiegewinnung mit anderen Bioprozessen 195 4.6 Biotechnologische Verfahren im Bergbau 196 4.6.1 Mikrobielle Erzlaugung 196 4.6.2 Mikrobielle Metallanreicherung 200 4.6.3 Mikrobielle Entschwefelung fossiler Rohstoffe 202 4.6.4 Erdölförderung mit Hilfe von Mikroorganismen 204 4.7 Biotechnologische Abproduktbeseitigung 204 4.7.1 Mikrobielle Abwasserreinigung 205 4.7.1.1 Aerobe Abwasserreinigung 206 4.7.1.2 Anaerobe Abwasserreinigung 212 4.7.1.3 Spezialkulturen für schwer abbaubare Substrate 213 4.7.1.4 Mikrobielle Stickstoff-und Phosphateliminierung 214 4.7.1.5 Eliminierung von Krankheitserregern 215 4.7.2 Mikrobielle Abluftreinigung 216 4.7.2.1 Biowäscher 216 4.7.2.2 Biofilter 218 4.7.2.3 Membranreaktor 220 4.7.2.4 Mikroorganismen 220 4.7.3 Biotechnologische Verwertung fester Abfallstoffe 221 4.7.3.1 Kompostierung 222 4.7.3.2 Anaerobe Verarbeitung von Naßmüll 227 4.7.4 Biologische Boden- und Grundwassersanierung 227 4.7.4.1 In-situ-Verfahren 228 4.7.4.2 Ex-situ-Verfahren 231 4.7.4.3 Mikroorganismen 234 4.7.5 Biologischer Abbau persistenter organischer Schadstoffe 235 4.7.5.1 Wirkung einiger Schadstoffe 235 4.7.5.2 Eigenschaften ausgewählter organischer Schadstoffe 236 4.7.5.3 Mikrobielle Abbauprozesse 239 5. Entwicklungstendenzen der Biotechnologie 246 Literatur 250 Sachwortregister 255