Brainscape's Knowledge GenomeTM


Top Flashcards (Certified)
All Flashcards

Biologische Behandlung von organischen Stoffströmen > Vorlesung 3 > Flashcards

Vorlesung 3 Flashcards

Grundlagen der biologischen Stoffumwandlung Teil 1 (74 cards)

Start Studying
1
Q

Was passiert beim aeroben Abbau bzw. beim Umbau organischer Substanzen?

A
  • Verbleib eines reduzierten Organikanteils
  • Entstehung von H2O, CO2, Wärme
  • Verringerung des Gehalts an pathogenen Mikroorganismen
  • Reduktion von Volumen, Gewicht, Geruchspotential und Wassergehalt?
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Zu was können die ablaufenden Prozesse der Kompostierung zugeordnet werden?

A

Die bei der Kompostierung ablaufenden Prozesse sind Bestandteil des natürlichen Stoffkreislaufs.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Welche Organismen des aeroben Stoffabbaus kommen zum Einsatz?

A

Bakterien (u.a. Actinomyceten), Pilze und Metazoen
- Bakterien (insbesondere Actinomyceten) leisten den überwiegenden Teil der Umsetzungsprozesse
- Spezielle Pilzarten setzen schwer abbaubare Verbindungen um (z.B. Lignin, Cellulose)
- Würmer, Insekten und Spinnentiere treten erst in der letzten Phase des Rotteprozesses auf -> Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften des reifen Kompostes

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Nenne weitere Rotteorganismen.

A
  • Bakterien
  • Hefen
  • Aktinomyceten
  • Algen
  • Pilze
  • Protozoen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Wie beeinflussen Kompostwürmer das Kompostvolumen?

A

Wurmkompostierung reduziert das Ausgangsvolumen auf bis zu 15%, normale Kompostierung nur auf ca. 35%.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Welche Rolle spielen Mikroorganismen?

A
  • Universelle Ab- und Umbaufähigkeiten im Naturstoffkreislauf aber auch von Xenobiotika (z.B. Dioxine)
  • kein Leben ohne Mikroorganismen (z.B. Darmbakterien)
  • Schluss von Natur- und Stoffkreisläufen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Wie entwickelt sich die Populationen während der Kompostierung?

A

Je nach Wachstumsbedingungen wechseln sich verschiedene Populationen ab

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Welche Folgen haben ungünstige Bedingungen bei der Kompostierung?

A

Manche Bakterien (z.T. auch Krankheitserreger) sind in der Lage, unter ungünstigen Bedingungen Dauerformen (Endosporen) zu bilden, mit Resistenz gegenüber
- Austrocknung
- hohe Temperaturen
- Strahlung
- Desinfektion

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Welche Aussage erlauben Form und Größe der Bakterien über die Stoffwechselleistungen?

A

Form und Größe erlauben keine Aussage über Stoffwechselleistungen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Welche Formen bilden Kokken?

A
  • Ketten
  • Flächen
  • Pakete
  • Haufen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Welche Formen bilden Stäbchen?

A
  • Ketten
  • Palisaden
  • umhüllte Ketten
  • verzweigte Fäden
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Welche Formen bilden Spiralen?

A
  • Vibrio (rigide)
  • Spirille (rigide)
  • Spirochäte (flexibel)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Wie schwanken die Sporenkonzentrationen in Abhängigkeit der Tages- und Jahreszeit?

A

Jahreszeit:
Peak im Juli/August (insgesamt von Ende April bis Anfang Oktober)

Tageszeit:
Zur Mittagszeit am höchsten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Welche Einflussfaktoren gibt es für den biologischen Abbau?

A
  • Wassergehalt (40 - 50% Feuchte)
  • pH-Wert
  • Temperatur
  • Nährstoffe und Spurenelemente
  • Redoxpotential (Oxidation/Reduktion)
  • Abwesenheit von Hemmstoffen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Was sind Enzyme?

A
  • Katalysatoren des Stoffwechsels
  • Bestehend aus Eiweißmolekülen
  • Reaktionen können reguliert werden durch Konzentration des Substrates
  • Reaktionen können gehemmt werden (meist reversibel, jedoch zum Teil auch irreversibel
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Was ist die Wasseraktivität und wie setzt diese sich zusammen?

A
  • Wasseraktivität (aW-Wert): Maß an ungebundenem und locker gebundenem Wasser
  • aW-Wert = p/p_0
  • je größer der aW-Wert, desto schneller verderben Lebensmittel
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Wie liegt das Wasser im Substrat vor?

A

Wasserfilm um Partikel mit Mikroorganismen und extrazellulären Enzymen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Wie verändert sich der Wassergehalt in Abhängigkeit der Zeit?

A

Der Wassergehalt sinkt mit zunehmendem Fortschreiten der Zeit.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Was passiert bei einem aW-Wert unter 0,6?

A

Kein Wachstum möglich für Mikroorganismen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Welcher pH-Wert ist für die Mikroorganismen optimal?

A

pH-Wert. neutraler Bereich optimal bei 6,5-8,5

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Ist die Belüftung wichtig?

A

Ausreichende Belüftung muss u.a. durch Umsetzen gewährleistet sein, da Sauerstoff als Reaktionspartner erforderlich ist

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Welche Einflussfaktoren beeinflussen die Temperatur?

A
  • Chemische Zusammensetzung des Ausgangsmaterials
  • Wassergehalt (aW-Wert)
  • Partikelgröße
  • Sauerstoffversorgung
  • Umsetzhäufigkeit
  • Ableiten von Wärme durch Verdunsten (90%) (Verhindert Selbstentzündung)

gut gemischt ist halb kompostiert

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Welche Temperatur ist für Bioprozesse optimal?

A

15-50°C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Was passiert bei zu hohen und was bei zu niedrigen Temperaturen?

A

Zu niedrige Temperaturen:
- Stoffwechselprozesse verlangsamt

Temperaturen über 50-60°C:
- Proteine der meisten Organismen denaturieren

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Wie werden die Temperaturbereiche für Mikroorgnaismen eingeteilt?
Psychrophil: - Minimum: -10-0 - Optimum: 15-20 - Maximum: 20-30 mesophil: - Minimum: 10-25 - Optimum: 20-42 - Maximum: 35-50 thermophil: - Minimum 30-50 - Optimum: 50-65 - Maximum: 60-95
26
In welchem Temperturbereich spricht man von Thermotolerant und wann von Strikt/obligat thermophil?
- Thermotolerant: 20-50°C - Strikt/obligat thermophil: > 60°C
27
Wie verändert sich die Verwertbarkeit und die Biozönose (Zusammensetzung) im Laufe der Zeit?
Verwertbarkeit: - nimmt ab, also von leicht nach schwer Biozönose (Zusammensetzung): - von spontan nach adaptiv
28
Wie verändert sich der Milieuzustand im Laufe der Zeit?
aerob: Am Anfang Ammonifikation und Nitrifikation. Später oxidativer Stoffumsatz anaerob: Am Anfang Ammonifikation, Denitrifikation und Methanisierung. Später reduktiver Stoffumsatz
29
Nenne die Hautbestandteile von Biomüll, sowie die enthaltenden Spurenelemente.
Hauptbestandteile von Biomüll = Hauptbestandteile von Lebewesen. - C, O, H, N, P, S, Ca, Mg, K - Spurenelemente: Cl, Na, Fe, Mn, Cu
30
Welche größeren Mengen sind in Bioabfällen enthalten?
In Bioabfällen sind größere Mengen an Gerüstsubstanzen (Holz, Cellulose etc.) enthalten
31
Welcher Aspekt ist besonders wichtig, damit der Abbau gewährleistet ist?
Ein optimales C/N Verhälntnis ist wichtig. Nährstoffe stehen z.T. nicht ausreichend für einen weitgehenden biologischen Abbau zur Verfügung (z.B. zu niedriges C:N-Verhältnis) ## Footnote Keine Ahnung welche Frage dazu passt
32
Was ist die Triebfeder für den Abbau organsicher Verbindugen durch MO?
Die Triebfeder für den Abbau organischer Verbindungen ist die Energiegewinnung. Energie, die sie zur Vermehrung benötigen.
33
Wovon ist der Grad des Abbaus abhängig?
Bis zu welchem Grad der Abbau erfolgt ist abhängig von - der Art der abzubauenden Substanz, - den Organismen, - den Milieubedingungen.
34
Was entsteht bei einem vollständigen Abbau?
Findet ein vollständiger Abbau der organischen Verbindungen statt (Mineralisation), sind die Endprodukte CO2, H2O und Mineralsalze
35
In welche Energiequellen für Mikroorganismen können unterschieden werden?
Phototroph: Strahlungsenergie der Sonne Chemotroh (organotroph): organische Verbindungen Chemotroph (litotroph): anorganische Verbindungen
36
Welche Oxidationsmittel gibt es bezüglich des Abbaus des Komposts?
- aerob: O2-Luft - anoxisch: anorganische Sauerstoffverbindungen - anaerob: organsiche Verbindungen
37
Welche C-Quellen gibt es?
- autotroph: CO2 - heterotroph: organsiche Verbindungen
38
Wobei handelt es sich bei der Kompostierung? Aerober oder anaerober Prozess?
Bei der Kompostierung handelt es sich um aerobe Prozesse
39
Was versteht man unter Mineralisierung?
Abbau von Humus zu mineralischen Endprodukte
40
Was versteht man unter Humifizierung?
Zersetzung der abgestorbenen organischen Substanz im Boden, Bildung von Huminstoffen
41
Was ist bei der Kompostierung insbesdondere von Bedeutung?
Bei der Kompostierung sind insbesondere chemo-organo-heterotrophe Organismen von Bedeutung
42
Was dient als Energiequelle, Kohlenstoffquelle und Elektrodonator für chemo-organo-heterotrophe Organismen?
Organische Verbindungen (gelöster organsicher Kohlenstoff)
43
Nenne Beispiele für chemo-organo-heterotrophe Organismen.
- aerobe Bakterien - Pilze - Denitrifizierende Bakterien - Desulfurizierende Bakterien
44
Durch welche Organismen werden organische Substanzen abgebaut? Gib ein Beispiel für eine solche Substanz an.
Abbau durch chemo-organo-heterotrophe Organismen Beispiel: C6H12O6 wird zu 6 CO2 und 6 H2O, sowie -2826 kJ/mol
45
Welche Rolle spielt Glucose beim aeroben Stoffwechsel?
Glucose als Modellsubstrat, da - Eingangsstoffe der Kompostierung vor allem pflanzlichen Ursprungs und - Kohlenhydrate Hauptprodukte der Photosynthese sind (Stärke und Zellulose)
46
Nenne die drei Stufen in denen der vollständige Abbau organsicher Substanzen bis zum CO2 und H2O erfolgt.
Der vollständige Abbau organischer Substanzen bis zum CO2 und H2O erfolgt in 3 Stufen: - Zerlegung großer Moleküle durch Hydrolyse mittels Enzymen - Oxidation des organischen Kohlenstoffes und Wasserstoffentzug - Oxidation des Wasserstoffs mit einem externen Oxidationsmittel (z.B. Sauerstoff)
47
Welche Schritte werden bei der Kompostierung durchgeführt, um Stickstoff und Distickstoffmonoxid herzustellen?
Ammonifikation: Ammonium -> Ammoniak Nitrifikation (Aerob): Ammoniak -> Stickstoffdioxid/Nitrat-Stickstoff Denitrifikation (Anaerob): Stickstoffdioxid/Nitrat-Stickstoff -> Distickstoffmonoxid/Stickstoff
48
In welches Produkt wird Lignin umgewandelt? Nenne Beispiele für Kohlenstoffquellen.
Lignin wird zu Huminstoffe Kohelnstoffquellen wären z.B.: Zucker, Polysaccharide (Cellulose)
49
In welchem Verhältnis sollten C und N in der Biomasse stehen?
C:N = 6:1
50
Was ist die Ammonifikation?
Freisetzung von NH4 aus organischen Stickstoffverbindungen (Proteinen) und Harnstoff
51
Nenne eine Reaktion, bei der NH4+ freigesetzt wird.
- CO(NH2)2 + H2O -> 2 NH3 + CO2 - NH3 + H2O + CO2 -> NH4+ + HCO3- ## Footnote Es handelt sich hier um zwei Reaktionen, die NH4+ als Endprodukt haben
52
Welche Kohlenstoffquelle wird bei der Nitrifikation genutzt und wie hoch ist die Energieausbeute?
- Kohlenstoffquelle CO2 - gerine Energieausbeute
53
Wie viel Ammonium wird durch autotrophe und wie viel Glucose durch heterotrophe Bakterien umgesetzte?
Autotrophe Bakterien: - 30 g Ammonium / 1 g Zelltrockenmasse Heterotrophe Bakterien: - 2 g Glucose / 1 g Zelltrockenmasse
54
Gib die Reaktionsgleichung der Oxidation von Ammonium an.
1. Oxidation von Ammonium zu Nitrit (Nitritation) - NH4 + 1,5 O2 -> NO2- + H2O + 2H+ 2. Oxidation von Nitrit zu Nitrat (Nitratation) - NO2- + 0,5 O2 -> NO3-
55
Welche Bakteriengruppen sind bei der Nitrifikation beteiligt?
1. Nitritbakterien: Gruppe NITROSO -> 20 Arten 2. Nitratbakterien: Gruppe NITRO -> 7 Arten
56
Wie viel mol molekularer Stickstoff entsteht aus 1 mol Ammonium?
0,5 mol Stickstoff
57
Erläutere die Gleichung der Reduktion von Nitrat.
5 CH3OH + 6 NO3 -> 5 CO2 + 3 N2 + 6 OH- + 7 H2O Mit folgenden Stufen: NO3 -> NO2 -> NO -> N2O -> N2
58
Welche Bakteriengruppen sind an der Denitrifikation beteiligt?
- Pseudomonas - Hyphomicrobium - Paracoccus - Thiobacillus u.a.
59
Vorkommen und Abbaubarkeit von Stärke.
Vorkommen: - Speichersubstanz in Samen und Wurzeln Abbaubarkeit: - schnell; Aerobe Bacillus- und Clostridien-Arten
60
Vorkommen und Abbaubarkeit von Cellulose.
Vorkommen: - Zellwandsubstanz höherer Pflanzen Abbaubarkeit: - schwer; aerob: Pilze, anaerob: Clostridien
61
Vorkommen und Abbaubarkeit von Xylan.
Vorkommen: - Reserve- oder Stützsubstanz Abbaubarkeit: - schwer (besser als Cellulose); viele MO
62
Vorkommen und Abbaubarkeit von Fruktane.
Vorkommen: - In manchen Pflanzen neben oder anstelle von Stärke Abbaubarkeit: - gut
63
Vorkommen und Abbaubarkeit von Mannan.
Vorkommen: - Wandsubstanz verschiedener niederer Pflanzen (z.B. Hefe) Abbaubarkeit: - Relativ leicht abbaubare Hemicellulose
64
Vorkommen und Abbaubarkeit von Pektin.
Vorkommen: - Intrazellulär; in jungem Pflanzengewebe Abbaubarkeit: - viele Pilze und Bakterien
65
Vorkommen und Abbaubarkeit von Lignin.
Vorkommen: - Nach Cellulose und Hemicellulose am meisten vertreten Abbaubarkeit: - Sehr resistent; einige Pilze und Bakterien
66
Vorkommen und Abbaubarkeit von Chitin.
Vorkommen: - Stützsubstanz bei Pilzen und im Tierreich Abbaubarkeit: - Viele Bakterien und Pilze
67
Vorkommen und Abbaubarkeit von Protein.
Vorkommen: - Bestandteil des Zellplasmas Abbaubarkeit: - Leicht; Pilze und Bakterien
68
Vorkommen und Abbaubarkeit von Fett und Wachs.
Vorkommen: - Pflanzen und Tiere Abbaubarkeit: - Gut; Pilze und Bakterien, vorwiegend anaerob
69
Was ist das wichtigste Zwischenprodukt beim aeroben und anaeroben Abbau?
Pyruvat
70
Woraus besteht Lignocellulose?
- 45 % Cellulose - 30 % Hemicellulose - 25 % Lignin
71
Was versteht man unter Lignifizierung?
Verholzung
72
Wozu dient Lignin?
Hauptquelle der Huminsäuren (Grund für die Braunfärbung des Amazonas)
73
Sortiere die folgenden Stoffe absteigend nach ihrer Abbaubarkeit: Gras, Holz, Stroh
Gras > Stroh > Holz
74
Wie beeinflusst der Ligningehalt die Abbaubarkeit?
Je höher der Ligningehalt, desto niedriger die Abbaubarkeit.

Biologische Behandlung von organischen Stoffströmen (10 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions