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Copy of Biolumineszenz- die Leuchtkraft der Natur

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by

Ela Wenning

on 13 March 2014

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Transcript of Copy of Biolumineszenz- die Leuchtkraft der Natur

Biolumineszenz- die Leuchtkraft der Natur
Gliederung
1) Einleitung
2) Geschichte
3) Biochemischer Hintergrund
- Luciferin / Luciferase
- Aequorin
4) Verbreitung und Arten
- Meeresbewohner
- Pilze
- Einzeller
- Bakterien
5) Nutzung der Biolumineszenz
V. Viviani: "Wherever is life, you can find light"
Geschichte
erste Beobachtungen durch Aristoteles (384-322 v. Chr)

erster Übersichtsartikel verfasst T. L. Phipson 1862

allgemeine Bezeichnung: Phosphoreszenz

genauerer Definitionen durch unterschiedliche physikalischen oder chemischen Hintergründe

Erzeugung von Licht durch chemische Reaktion: Chemolumineszenz

Prozess im lebenden Organismus : Biolumineszenz

International Society of Bioluminescence and Chemiluminescence
Erzeugung von Lichtenergie durch chemische Reaktionen
enzymatisch gesteurerte Redoxredaktionen

Biochemischer Hintergrund
Luciferin und Luciferase
Grundlegende Untersuchungen: R. Dubois (1849-1929)
biolumineszenten Muscheln (Pholas dactylus) besitzen zwei Substanzen
- Extraktion mit kaltem Wasser : Luciferase (Enzym)
- Extraktion mit heißem Wasser: Luciferin (Leuchtstoff)
Luciferase dient als enzymatischer Katalysator für O2
Luciferin wird oxidiert zu Oxiluciferin und ist verantwortlich für die Lichterzeugung
Abgabe von Photonen
Luciferin+O2
Luciferase
Oxiluciferin
Licht
Ca2+ abhängiges primäres Photoprotein
enthält ein gebundenes Coelenterazinmolekül,
eigentliches Luciferin

Änderung der Komformation, wenn die Bindungsstellen mit Calciumionen besetzt werden
Auslösung einer intramolekulare Reaktion
Entstehung eines elektronisch angeregten Zustandes
Rückfall in den Grundzustand , Photon wird frei

wird im Laufe der Reaktion nicht chemisch umgewandelt , sondern kann nach der Emission des Lichts in seinen Ausgangszustand zurückgelangen
unbegrenzt wiederverwertbar
Aequorin
Meeresbewohner
90 Prozent der Tiefseeorganismen
5 Prozent der Bewohner von Küstengewässern
Beispiel:
Teufelsangler
Wohnort: Tiefsee unter 500m
Merkmale: Abwesenheit von Pflanzenwuchs und nahezu vollständige Dunkelheit
Entwicklung der Biolumineszenz als Anpassung an die extremen Bedingungen
-Beleuchtung der Umgebung, Partnersuch, Anlocken von Beute
Fortsatz mit einem Leuchtorgan sog. ,,Angel''
Pilze
von über 100.000 untersuchten Pilzarten sind nur 71 biolumineszent
Entwicklung in vier Abstammungslinien
Bedeutung des Leuchten noch nicht erforscht
Beispiel:
Hallimasch
Einzeller
Meeresleuchten durch Plankton
Reaktion bei Strömungsänderungen
hohes Nährstoffangebot muss vorhanden sein
Beispiel:
Noctiluca miliaris
Bakterien
Leuchtbakterien im Meerwasser
Vermehrung auf toten Salzwasserfischen
leben teilweise symbiotisch z.B. in manchen Anglerfischen
Beispiel:
Vibrio Fischeri
Nutzung der Biolumineszenz
Entwicklung vor 2,5 Milliarden Jahren um das frühere Stoffwechselgift Sauerstoff zu vernichten

nicht klar warum einige Klassen oder Familien gänzlich frei von biolumineszenten Organismen sind

viele verschidene Reaktionen, mit denen Organismen Licht erzeugen können

Fähigkeit zur Biolumineszenz wurde mehrfach unabhängig voneinander erworben

alle Reaktionen benötigen molekularen Sauerstoff um zu funktioniere

dient als Sinnesorgan, Schutz, Partnerwahl, Nahrungssuche, Orientierungshilfe
Quellen
http://www.chemie.uni-jena.de/institute/oc/weiss/biolumineszenz.htm
http://www.wissenschaft-aktuell.de/extra_rubriken/Biolumineszenz__Wenn_Lebewesen_leuchten.html
http://www.allmystery.de/dateien/mt33891,1237304315,smtv2x.jpg
http://www.planet-wissen.de/natur_technik/licht/phaenomen_licht/biolumineszenz.js
http://www.cybervisuals.ch/work/biolumi/leuchtende_pilze.pdf
http://images.fotocommunity.de/bilder/pflanzen-pilze-flechten/pilze-flechten/biolumineszenz-in-neukaledonien-cce51afc-af87-46e1-aeec-a5d047285f4b.jpg
http://4.bp.blogspot.com/-eWSWmeU3p1A/UI1nEO4AfJI/AAAAAAAAB4k/rCjossbxxJU/s640/Bioluminescent-water-algae-Noctiluca-Scintillans-04.jpg
http://de.wikipedia.org/wiki/Biolumineszenz
http://de.wikipedia.org/wiki/Tiefseefisch
http://www.blogcdn.com/de.engadget.com/media/2012/01/skyphos2.jpg.492x0q85crop-smart.jpg
http://www.tiefsee.senckenberg.de/uploads/tx_sbdownloader/Ruderfu_krebs_Pontostratiotes-sp_Copyright-Teure-C-Kihara_Marco-Buentzow.jpg
http://www.heise.de/tp/artikel/20/20479/20479_1.jpg
Einleitung
Die Fähigkeit selbst oder mit Hilfe von Symbionten Licht zu erzeugen.
"bios" (grie.)= Leben - "lumen" (lat.)= Licht


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