Immunsystem III. Geißel Plasmid Bakterienchromosom Reservestoffe Schleimhülle Zellplasma Zellmembran Zellwand

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1 1. Bakterien und Viren im Vergleich: Beschrifte die vorliegenden Abbildungen! Geißel Plasmid Bakterienchromosom Reservestoffe Schleimhülle Zellplasma Zellmembran Zellwand Erbgut stachelförmige Fortsätze der Eiweißhülle Eiweißhülle 2. Bakterien und Viren im Vergleich: Vervollständige die Tabelle! Bakterium Virus Größe klein viel kleiner als Bakterien äußere Hülle dicke Zellwand, bestehend aus Murein; z. T. von zusätzlicher Schleimhülle umgeben Proteinhülle Geißel z. T. begeißelt ohne Geißel Erbmaterial Vermehrung frei im Zellplasma, z. T. auch ringförmig (Plasmide) unabhängig von einem Wirt; sehr schnell (alle 20 Minuten Teilung möglich) Erbsubstanz DNA oder RNA; verpackt in der Hülle nur mithilfe einer Wirtszelle möglich Stoffwechsel ja nein Reizbarkeit ja nein 1

2 3. Nenne drei Krankheiten, die durch Viren übertragen werden, und stelle in einer Tabelle den Krankheitserreger, den Ansteckungsweg, die Symptome und den Krankheitsverlauf dar! Recherchiere hierfür in deinem Schulbuch und im Internet! Im Folgenden werden verschiedene Viruserkrankungen vorgestellt. Krankheit Hepatitis A Kinderlähmung Masern Krankheitserreger und Infektionsweg Hepatitis-A-Virus verunreinigtes Trinkwasser, enger Kontakt mit Erkrankten oder Verzehr nicht abgekochter Speisen Polioviren (Typ I, II und III) Die Krankheit ist hoch ansteckend und wird durch Tröpfchen- oder Schmierinfektion (z. B. bei mangelnder Hygiene in sanitären Anlagen) weitergegeben. Masernvirus Tröpfcheninfektion Symptome und Krankheitsverlauf Hepatitis A ist eine Erkrankung der Leber. Nach einer Inkubationszeit von zwei Wochen bis zwei Monaten kommt es bei Erwachsenen zu allgemeinen Krankheitszeichen wie Abgeschlagenheit, Durchfall oder Übelkeit. Da die Leber die Gallenflüssigkeit nicht mehr richtig verarbeiten kann, tritt Gallenfarbstoff in das Blut. Der Augapfel wird gelb und der Stuhlgang ist grau bis weiß gefärbt. Bei Kindern verläuft die Krankheit oft unbemerkt. Bei Kinderlähmung handelt es sich um eine Erkrankung des Rückenmarks. Der Krankheitsverlauf kann sehr unterschiedlich sein. Gefürchtet sind die Erkrankungen, welche von typischen Lähmungen begleitet werden, wobei es zu dauerhaften Schäden mit Muskelschwund kommt. Wird die Atemmuskulatur befallen, kann der Tod durch Atemstillstand eintreten. Nach einer Inkubationszeit von Tagen kommt es zu einem heftigen Krankheitsverlauf mit hohem Fieber, Bindehautentzündung, Schnupfen und Bronchitis. Charakteristisch für Masern ist die Bildung von grauweißen Flecken an der Mundschleimhaut. Später stellt sich ein dunkelroter, großflächiger Hautausschlag ein. Besonders gefährlich ist das Virus, wenn es zum Beispiel das Gehirn oder andere Organe befällt. 2

3 Krankheit Mumps Krankheitserreger und Infektionsweg Mumpsvirus Tröpfcheninfektion oder unmittelbarer Kontakt mit einem Erkrankten Symptome und Krankheitsverlauf Bei Mumps kommt es zu einer schmerzhaften Anschwellung der Ohrspeicheldrüsen. Die Inkubationszeit dauert etwa drei Wochen. Neben der Ohrspeicheldrüsenvergrößerung stellen sich allgemeine Krankheitszeichen ein. Gefährlich ist bei Mumps der Befall anderer Organe durch die Viren. So kann es zu Hoden- oder Bauchspeicheldrüsenentzündungen kommen. Als Folge einer Hodenentzündung kann sich Zeugungsunfähigkeit einstellen. Röteln Windpocken Rötelnvirus Die Krankheit ist hoch ansteckend und wird durch Tröpfcheninfektion (z. B. Husten oder Niesen) übertragen. Windpockenvirus Die Krankheit ist hochgradig ansteckend und wird durch Tröpfcheninfektion oder durch Berührung von Kranken übertragen. Nach einer Inkubationszeit von zwei bis drei Wochen kommt es bei Röteln zu leichtem Fieber und der typischen schmetterlingsförmigen Rötung des Gesichts. Dieser Ausschlag breitet sich später über den ganzen Körper aus. Weiterhin treten Schwellungen der Lymphknoten an Kopf und Hals auf. Problematisch ist eine Infektion mit Rötelnviren bei werdenden Müttern. Das Virus kann schwere Missbildungen des Kindes verursachen. Es können Augenmissbildungen, Herzfehler, Innenohrschädigungen sowie schwere geistige Behinderungen beim ungeborenen Kind ausgelöst werden. Nach einer Inkubationszeit von zwei bis drei Wochen stellen sich Krankheitszeichen wie Fieber und Gliederschmerzen ein. Einige Tage später erscheinen rote Flecken auf der Haut, die sich mit Flüssigkeit füllen und so zu Bläschen werden. Diese Bläschen verursachen einen starken Juckreiz. Werden die Bläschen aufgekratzt, kommt es zu weiteren Infektionen der Haut, sodass Narben zurückbleiben können. Die Krankheit dauert sieben Tage. 3

4 2009 Schroedel, Braunschweig Immunsystem Zerstörung der Zellmembran und Freisetzung neuer Viren Erbgut des Virus wird freigesetzt Virus wird in Vesikel eingeschlossen Zellplasma der Wirtszelle Zellmembran der Wirtszelle Virusbausteine vereinigen sich Erbsubstanz des Virus tritt in Zellkern ein Grippevirus dockt an Wirtszelle an ARBEITSBLATT 3 Austritt der Erbsubstanz des Virus Bildung von Virusbestandteilen Vervielfältigung der Erbsubstanz des Virus Zellkern der Wirtszelle Grippevirus SI 4. Vermehrung eines Grippevirus: Beschrifte die Abbildung! 4

5 5. Beschreibe die Vermehrung des Grippevirus Schritt für Schritt! Ein Grippevirus (1) heftet sich zunächst an eine Schleimhautzelle der Atemwege an (2). Unter Bildung eines Bläschens, das man Vesikel nennt, dringt das Virus in die Zelle ein (3). Enzyme aus der Wirtszelle entfernen die Virushülle und die virale Erbsubstanz wird frei (4). Die Wirtszelle übernimmt nun die Vermehrung des Virus: Nach Eintritt in den Zellkern (5) dient die Virus-RNA als Matrize (Vorlage) zur Herstellung vieler Kopien (6). Ein Teil der Erbsubstanz tritt aus dem Zellkern aus und veranlasst die Wirtszelle, neue Virusbestandteile (Viruseiweißstoffe) aufzubauen (7). Darüber hinaus gelangt die kopierte (komplette) Erbsubstanz in das Zellplasma (8). Die Virusbestandteile werden zur Zellmembran der Wirtszelle transportiert und dort zu Viren zusammengesetzt (9). Die fertigen Viren knospen aus und verlassen die Wirtszelle (10). Beim Verlassen der Zelle umhüllen sich die Viren mit der Plasmamembran der Wirtszelle. Durch das Ausschleusen der neu entstandenen Viren wird die Wirtszelle zerstört. Nun können die Viren weitere Zellen befallen oder durch Tröpfcheninfektion auf andere Menschen übertragen werden. 5

6 6. Erläutere den Vermehrungszyklus des HI-Virus in eigenen Worten! Nimm hierfür auch die Abbildung zu Hilfe. HIV Kernhülle Chromosom Reverse Transkriptase Virus-RNA Rezeptor der T-Helferzelle Zellmembran Virus- RNA DNA Virus- RNA Cytoplasma Virusproteine neuer HI-Virus Ein HI-Virus dockt an die passenden Rezeptoren der Wirtszelle an. Die beiden Membranen verschmelzen miteinander und das HI-Virus entlässt sein Erbmaterial in die Wirtszelle (1). Die Hülle des Virus wird entfernt und die Erbsubstanz RNA freigesetzt (2). In Schritt 3 erfolgt die Umschreibung der Virus-RNA mithilfe eines Enzyms in DNA, die dann zu einem Doppelstrang ergänzt wird (4). Als nächster Schritt erfolgt die Integration des umgeschriebenen Viren-Erbguts in das Genom der Wirtszelle (5). Dort kann die Virus-DNA als Provirus Jahre versteckt bleiben. Zu irgendeinem Zeitpunkt wird der entsprechende Chromosomen-Abschnitt wieder in Virus-RNA umgeschrieben. Diese verlässt den Zellkern der Wirtszelle (6), vervielfältigt sich und bildet die für die neuen HI-Viren notwendigen Bausteine (Virusproteine; 7). Virus-RNA und Teilstücke werden durch ein weiteres Enzym zu fertigen Viruspartikeln zusammengebaut (8) und durch den Vorgang der Exozytose (Ausknospung) nach außen geschleust (9). Dabei geht die Wirtszelle zugrunde und die HI-Viren können neue Zellen befallen. 6

7 7. Ordne die Textabschnitte in die richtige Reihenfolge! Zu welchen Teilen der Abbildung (hier Seite 6, Nummern) gehören sie? Nummern Anheftung: Das HI-Virus dockt an die T-Helferzelle an und verschmilzt mit der Zellmembran der Wirtszelle. 1 2 Eindringen: Das HI-Virus dringt in die Wirtszelle ein. Das Viruserbgut wird freigesetzt, umgeschrieben und gelangt in den Zellkern. 2 5 Virusproduktion und Zusammenbau: Das Erbgut des HI-Virus hat sich im Zellkern der Wirtszelle versteckt und gelangt (teilweise nach Jahren) in das Zellplasma der T-Helferzelle. Dort wird es vervielfältigt und bildet neue Virusbausteine. Die einzelnen Teilstücke werden zusammengebaut. 5 8 Ausschleusung: Nach Produktion vieler HI-Viren gelangen die Viren zur Zellmembran der T-Helferzelle und werden ausgeschleust. 9 7