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Von den Anfängen naturwissenschaftlichen Denkens in der Antike über das Mikroskop bis zur synthetischen Biologie. Mikroorganismen leisten einen wesentlichen Beitrag zum Kreislauf der Stoffe in der Natur. Sie haben die Voraussetzung für das Leben der höheren Organismen geschaffen und synthetisieren wichtige Wirkstoffe wie Vitamine und Antibiotika. Gerhart Drews schildert die Ideengeschichte der Mikrobiologie. Er bringt dem Leser die Welt einiger Denker, Forscher und auch wissbegieriger Laien aus vergangenen Jahrhunderten näher. Er beschreibt so die wesentlichen Entdeckungen, die zur Erkennung der Mikroorganismen, ihrer Rolle in der Natur und bei der Entstehung von Krankheiten geführt haben. In der modernen Zeit schildert er die Entwicklung exemplarisch anhand einzelner Organismen oder Themenfelder, wie z.B. der mikrobiellen Ökologie und Biotechnologie unter Einbeziehung der wesentlichen Entdeckungen in Molekularbiologie und Genetik. Lassen Sie sich mitnehmen auf diese faszinierende Zeitreise. (Verlagsinformation) / Detailliertes Inhaltsverzeichnis siehe unten angeführten Link.

 

 

 

/ AUS DEM INHALT: / / / 1 Einleitung 1 2 Was sind Mikroorganismen und wie sind sie entstanden 5 3 Anfänge naturwissenschaftlichen Denkens 7 3.1 Galenos von Pergamon ( 129-199), ein bedeutender Mediziner in der Antike 7 3.2 Hieronymus Fracastoro und das infektiöse Agens 10 3.2.1 Fracastoro als Arzt und Dichter ' 10 3.2.2 Die Lehre von den Kontagien der Infektion 18 4 Die Fortschritte der Naturwissenschaften im 17. und 18. Jahrhundert 23 4.1 Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) 25 4.1.1 Holland im 17. Jahrhundert 25 4.1.2 Van Leeuwenhoek baut Mikroskope und entdeckt eine neue Welt 27 4.1.3 Die Entdeckung der "sehr kleinen Tierchen" 34 4.2 Versuche, den Bakterien in der Welt der Lebewesen einen Platz zuzuweisen 36 4.3 Mit der Hypothese der Urzeugung entwickelte sich modernes Denken und Experimentieren 39 4.3.1 "Generatio spontanea" und die Entdeckung von Entwicklungszyklen 39 4.3.2 Versuche zur Sterilisation 40 5 Die Entwicklung moderner mikrobiologischer Forschung im 19. Jahrhundert 45 5.1 Neue Methoden und Denkansätze 45 5.2 Der Breslauer Botaniker Ferdinand Cohn setzt Maßstäbe für die bakteriologische Forschung 48 5.2.1 Jugend und Studienjahre 48 5.2.2 Aktivitäten Cohns in der Forschung und an der Universität Breslau 53 5.2.3 Gründung des pflanzenphysiologischen Institutes 55 5.2.4 Popularisierung von Wissenschaft 56 5.2.5 Neubau des Institutes fur Botanik und Pflanzenphysiologie 57 5.3 Cohn, Koch und Pasteur repräsentieren Richtungen bakteriologischer Forschung 58 5.3.1 Begründung einer modernen Bakteriologie durch Cohn 58 5.3.2 Edwin Klebs (1834-1913) 66 5.3.3 Koch revolutioniert die Infektionsbiologie 66 5.3.4 Der Nachweis von Infektionserregern durch Koch und Mitarbeiter 71 5.3.5 Gärungsphysiologie und Immunisierungsversuche im Labor von Pasteur 73 5.3.6 Unterschiedliche Forschungsstrategien in den Schulen von Koch und Pasteur 75 5.3.7 Entdeckung des Erregers der Tuberkulose durch Robert Koch 77 5.3.8 Infektionskrankheiten und ihre Bekämpfung 78 5.3.9 Die Entwicklung von Antikörpern gegen Krankheitserreger 80 5.3.10 Paul Ehrlich und die Chemotherapie 80 5.3.11 Kochs zweite Ehe 81 5.3.12 Kochs Untersuchungen tropischer Infektionskrankheiten 82 5.3.13 Reise nach Japan 83 5.3.14 Kochs letzte Lebensjahre 84 Die vielfältigen Aktivitäten von Bakterien in der Natur 87 6.1 Entwicklung von Methoden und Denkansätzen 87 6.2 Der Stickstofikreislauf 89 6.2.1 Fixierung elementaren Stickstoffs 89 6.2.2 Sergej Nikolaevitch Winogradsky (1856-1953) 90 6.2.3 Nitrogenase und Stickstoffreduktion 91 6.2.4 Nitrifikation 92 6.2.5 Dissimilatorische Nitratreduktion, Denitrifikation 93 6.2.6 Anaerobe Ammoniumoxidation 94 6.2.7 Ökologische Aspekte des Stickstoffkreislaufes 95 6.3 Der Kreislauf des Schwefels 97 6.3.1 Dissimilatorische Sulfatreduktion 97 6.3.2 Oxidation von Schwefelwasserstoff (H2 S), Sulfurikanten.. 98 6.4 Die Kreisläufe von Sauerstoff und Kohlenstoff 100 6.4.1 Die Entstehung der Erdatmosphäre und ihr Einfluss auf die Biosphäre 100 6.4.2 Die Atmungskette 100 6.4.3 Der Kreislauf des Kohlenstoffs: Fixierung von Kohlendioxid, CO2 102 6.5 Metalle im Energiestoffwechsel von Bakterien 110 6.5.1 Eisenoxidation und Eisenreduktion in verschiedenen Erdperioden 110 6.5.2 Metall-oxidierende Bakterien bei biotechnologischen Verfahren 113 6.6 Die Aufklärung von Gärungsstoffwechsel und Atmung 113 6.7 Die photosynthetisch aktiven Bakterien 116 6.7.1 Die Entdeckung pigmentbildender Bakterien 116 6.7.2 Engelmanns Untersuchungen zur Photosynthese der Algen und Bakterien 116 6.7.3 Die grünen Bakterien und Reaktionszentren der anoxygenen Photosynthese 121 6.8 Die Welt der "blaugrünen Algen", die Cyanobakterien mit oxygéner Photosynthèse 125 7 Die Entdeckung der Viren und anderer suborganismischer infektiöser Agenzien 129 7.1 Das Tabakmosaikvirus und andere Viren 129 7.2 Viroide: nackte, infektiöse Ribonukleinsäure 134 7.3 Prione, die unheimlichen Krankheitserreger aus Protein 135 8 Die Wege zur Entdeckung von Proteinen, Enzymen und Zellstrukturen 137 8.1 Die Zelle als Grundbaustein aller Organismen 137 8.2 Entdeckung des Generationswechsels 137 9 Die Einheit des Stoffwechsels und die Aufklärung der Proteinstruktur 139 10 Die Molekularbiologie erweitert unser Blickfenster auf das Geschehen in der Natur 143 10.1 Das Entstehen der Vererbungslehre 143 10.2 Die Chemie der Makromoleküle 145 10.3 Das Entstehen der Bakteriengenetik 145 10.4 Lederberg und sein Beitrag zur Entwicklung der Bakteriengenetik 146 10.5 Fortschritte der molekularen Genetik 151 10.6 Die Doppelhelix der Desoxyribonukleinsäure (DNA) 152 10.6.1 Strukturaufklärung 152 10.6.2 Replikation der DNA 157 10.7 Der genetische Code und seine Übersetzung in die Sprache der Proteine 159 10.7.1 Genkartierung und zellfreie Proteinsynthese 161 10.8 Die molekulare Biologie der Zelle 163 10.8.1 Genomsequenzen 164 10.8.2 Struktur und Teilung des bakteriellen Chromosoms.... 165 10.8.3 Cytoplasmatische Membran und Cytoskelett 167 10.9 Der Begriff der Spezies und die Sexualität bei Bakterien 168 10.9.1 Methoden der Klassifizierung von Bakterien 169 10.9.2 Genomorganisation und Expression 170 10.9.3 Regulation des Stoffwechsels 172 11 Die Verwandtschaft zwischen Bacteria, Archaea und Eukarya 175 11.1 Die Symbiontentheorie und ihr Einfluss auf die Deutung der Stammesentwicklung 177 11.2 Die Drei-Domänen- und die Eocytenhypothese 178 11.3 Bacteria und Archaea 179 12 Regulation von Stoffwechsel und Zelldifferenzierung 183 12.1 DieATP-Synthase 184 12.2 Energieproduktion durch Substratstufenphoshorylierung 186 12.3 Anpassung an Umweltfaktoren 186 12.3.1 Temperatur 186 12.3.2 Konzentration von H+- und OH"-Ionen 187 12.3.3 Andere, das Wachstum beeinflussende Faktoren 187 13 Mikroorganismen und ihre Umwelt 189 13.1 Süßwasser-Binnenseen 191 13.2 Strategien der Bakterien, einen optimalen Lebensraum zu besetzen 194 13.3 Aktive Bewegung von Bakterien 195 13.4 Das Streifenwatt 197 13.5 Lebensgemeinschaften an den Hydrothermalquellen der Tiefsee 198 13.6 Leben unter dem Eis in der Antarktis 201 13.7 Der Pansen und seine Bewohner 202 13.8 Andere extreme Standorte 202 13.9 Lebensgemeinschaften im Boden 203 13.9.1 Die Rhizosphäre 204 13.9.2 Nitrogenase 205 13.10 Trinkwasser und Abwasser 205 13.10.1 Moderne Abwasseranlagen 207 14 Mikroorganismen im Dienste des Menschen: Biotechnologie 209 15 Die Systembiologie untersucht Regulationsnetzwerke und phylogenetische Beziehungen 215 16 Die synthetische Biologie konstruiert Organismen mit bestimmten Eigenschaften 217 17 Anmerkungen zur Evolution der Lebewesen 221 Ausblick 227 Literatur 229 Sachverzeichnis 239