BIOLOGIE. Viren. sich nicht aus eigener Kraft fortpflanzen/bewegen können weder atmen, noch Nahrung aufnehmen können nicht aus Zellen bestehen

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1 Viren # Viren sind keine Lebewesen Viren sind keine Lebewesen, weil sie sich nicht aus eigener Kraft fortpflanzen/bewegen können weder atmen, noch Nahrung aufnehmen können nicht aus Zellen bestehen Viren sind mit Protein verpackte DNA, also selbstständig gewordene Kernsäuren. # Aufbau eines Virus Im Inneren: Nucleinsäure (DNA oder RNA) mit vier bis mehreren 100 Genen Aussen: Proteinmantel (Capsid) ( Teilweise: Membranhülle mit Proteinen auf der Oberfläche ) # Lytischer und lysogener Zyklus Lytischer Zyklus: Lysogener Zyklus: Virus wird sofort vervielfältigt und Virus-DNA abgelesen Integrierung der Virus-DNA, Weitergabe mit Wirts-DNA Lytischer Zyklus: [ 1 ] Injektion Erbgut des Virus wird injiziert [ 2 ] Latenzphase Virus-DNA übernimmt genetische Kontrolle über die Zelle [ 3 ] Produktionsphase Zelle liest Virus-DNA ab und produziert Proteine für Virenproduktion [ 4 ] Reifungsphase Zusammenbau der neuen Viren, Abschluss des Aufbaus [ 5 ] Freisetzung Die Zelle wird zerstört und die neuen Viren freigesetzt. Das Platzen der Zelle wird Lyse genannt. Das Virus kann lebenslang in der Wirts-DNA schlummern und sich durch die DNA still vermehren, bevor es den lysogenen Zyklus wieder verlässt und die Virenproduktion aktiviert. Lysogener Zyklus: Direkte Integration der Viren-DNA in die Wirts-DNA. Die Zelle wird in ihren normalen Aufgaben dadurch nicht eingeschränkt, vermehrt aber den integrierten Teil der Viren- DNA bei der Vermehrung der Zelle mit.

2 Bakterien # Der Bau eines Bakteriums Bakterien Protisten, Tiere, Pflanzen, Pilze Überbegriff Procyte Eucyte Zellkern Ja Zellhülle Zellmembran von Zellwand umgeben, haben 2. Zellmembran Zellmembran und z.t. Zellwand aussen Cytoplasma Ja Ja Organellen Ribosomen Zellkern, Mitochondrien, Golgi- Apparat, Endoplasmatisches Reticulum, Vesikel, Ribosomen Ja (duh) Ja Geisseln Ja z.t. Erbgut Einzelnes Chromosom (Ring) DNA-Fäden # Nützliche Bakterien Natürlich vorkommend Gesundheit Abwehr von Krankheitserregern (Haut, Darm) Klassische Biotechnologie Energiegewinnung Biogas aus Gülle, ; Wasserstoffproduktion Lebensmittelproduktion Käse, Joghurt, Essiggurken, Sauerkraut Umweltschutz Kläranlagen; Öl-/Plastikfressende Bakterien Moderne Biotechnologie Stoffgewinnung Hormone (Insulin), Vitamine (E), Enzyme, Süsstoffe (Aspartam), etc. Bei der modernen Biotechnologie wurde das Erbgut der Bakterien genetisch verändert, damit diese Stoffe gewonnen werden können.

3 # Bakterien werden "sichtbar" Man kann Bakterien für das Auge "sichtbar" machen, indem man die Keime in eine geschlossene Schale mit Nährboden unter optimalen Bedingungen teilen lässt. Sobald sie grosse Kolonien gebildet haben, sind sie für das Auge einfach erkennbar. Bakterien vermehren sich unter optimalen Bedingungen sehr schnell. Bespiel: E. coli teilt sich alli 20 min. 20 min 2^1 = 2 Zellen 40 min 2^2 = 4 Zellen 60 min 2^3 = 8 Zellen 80 min 2^4 = 16 Zellen 160 min 2^8 = 256 Zellen Exponentielles Wachstum Ein Wachstum, bei dem sich die Anzahl Zellen in konstanten Abständen verdoppelt. E. coli kann sich aber nicht 48 Stunden lang unter optimalen Bedingungen teilen, aus folgenden Gründen: Mangelnde Nahrung / Erdboden Ausscheidung von Abfallstoffen, die mit der zunehmenden Menge für sie selbst ein Problem werden # Antibiotika kann Bakterien bekämpfen 1928 wurde Penicilin von Sir Alexander Flemming per Zufall entdeckt. Als er Bakterien untersuchte, bemerkte er, dass seine Probe von einem Schimmelpilz befallen worden war. Als er die verunreinigte Probe wegwerfen wollte fiel ihm auf, dass sich überall dort, wo sich der Pilz ausbreitete, keine Bakterien ansiedelten. Sir Alexander Flemming warnte jedoch vor dem übertriebenen Einsatz von Antibiotika, weil die Bakterien dadruch eine Resistenz bilden könnten. Dadurch, dass Antibiotika für lange Zeit aber als Wachstumsbeschleuniger bei Tieren auf Bauernhöfen verwendet und auch bei kleinen Beschwerden wie Erkältungen verschrieben wurden, weil (besonders ersteres) ein sehr profitreiches Geschäft war, konnten nicht mehr alle Fälle, die mit Antibiotika ursprünglich behandelt werden konnten, bekämpft werden. Es mussten und müssen neue Antibiotika entwickelt werden, dies ist jedoch sehr kostspielig.

4 Domänen Lebewesen können in 3 Domänen bzw. 6 Reiche eingeteilt werden. Domäne der Eukaryoten Reich der Pflanzen Reich der Pilze Reich der Tiere Reich der Protisten Domäne der Archäen Reich der Archäen Domäne der Bakterien Reich der Bakterien Eukaryoten haben einen Zellkern; Prokaryoten (= Archäen + Bakterien) hingegen nicht. Chloroplasten sind bei allen Pflanzen (mit wenigen Ausnahmen) und vielen Protisten vorhanden. Zellwände Bakterien (mit wenigen Ausnahmen) Murein Archäen Pseudomurein Pflanzen Zellulose Pilze Chitin Protisten (wenn vorhanden:) Zellulose Tiere keine Zellwand Alle Prokaryoten und sowie meisten Protisten sind einzellig. Es gibt auch wenige einzellige Pilze. autotroph heterotroph selbstversorgend (Sonnenenergie) müssen energiereiche Nahrung aufnehmen # Die Entstehung und der Vorteil von Eukaryoten Die Eukaryoten sind usprünglich aus einer Archäe hervorgegangen. Dies wurde gefolgert, da die Kern-DNA engere Verwandtschaft mit den Archäen zeigt als mit Bakterien. Bildung des Zellkerns Es gab einige prokaryotische Zellen ohne eine Zellwand. Dadurch stülpte sich die Zellmembran ein, und die Delle umschloss das Erbgut. Die Membran löste sich dann ab > Kernmembran

5 Endosymbiontentheorie Symbiose Endocytose Exocytose Zusammenarbeit, die für beide Organismen vorteilhaft ist Zelle nimmt etwas in ihr Inneres auf Zelle scheidet etwas in ihre Umgebung aus Die Endosymbiontentheorie besagt, dass Mitochondrien und Chloroplasten eigenständige Prokaryoten waren, die durch Endocytose in die Zellen aufgenommen wurden, um verdaut zu werden. Einige überlebten und profitierten vom Schutz und der Nahrung der Wirtszelle. Belege Chloroplasten- und Mitochondrien haben ihr eigenes Erbgut Dieses Erbgut ist bakterienähnlich Doppelte Membran Organellen/Zellinneres ähnlich wie Bakterien Vermehren sich gleich wie Bakterien Unterschied zwischen Archäen und Bakterien Ribosomen Bau der Zellwand, Zellmembran Herstellung von Proteinen Vorteile von mehrzelligen Organismen Möglichkeit der Arbeitsteilung Besserer Schutz durch Umwelteinflüsse und vor Fressfeinden (durch ihre Grösse) Spezialisierte Zellen sind effizienter Nahrung kann in einem extrazellulären Raum verdaut werden (ausserhalb der Zelle) # Zelldifferenzierung bei Mehrzellern : Hydra Die Hydra besteht aus einem beweglichen Schlauch. Die Wand dieses Schlauches besteht aus zwei Zellschichten: Dem Ektoderm und dem Entoderm. Die Hydra fängt und verdaut ihre Beute wie folgt: (*RMF = Ringmuskelfasern) Sinneszellen (Ektoderm) Nervenzellen (Stützlamelle) nehmen Druckwellen/Berührung wahr leiten Informationen zu den Muskelfasern Hautmuskelzellen (Ektoderm) Hydra bewegt sich, dass sie mit den Fresszellen mit RMF* (Entoderm) Tentakeln die Beute berührt Nesselzellen (Ektoderm) Nesselzellen (Ek), Hautm. (Ek), Fresszellen mit RMF* (En) Wird der Auslösestift berührt, werden die Kapseln entladen und die Beute gelähmt Bewegt sich, dass sie den Mund über die Beute stülpen kann.

6 Drüsenzellen (En) Geben Verdauungssekrete ab Fresszellen (En) Nesselz (Ek), Hautm. (Ek)., FZ Nehmen vorverdaute Stücke auf und verdauen zu Ende. Weitergabe der Nährstoffe Unverdaute Reste wieder aus dem Mund

7 Protisten # Spezielles an der Hydra/Nesselzelle Beschleunigung Stärkstes Pflanzengift Vorgänger des menschlichen Gehörs Verschont Artgenossen # Pantoffeltierchen Einzeller mit Zellkern Durch Bewegungen der Wimpern (Cilien) an ihrer Aussenseite bewegen sich die Pantoffeltierchen schraubenförmig fort. Pulsierende Vakuolen bestehen aus Bläschen und Zufuhrkanälen. # Amöbe Amöben sind tierische Einzeller mit eine Zellkern. Ihre Gestalt wechselt sich oft, da sie sich durch Fliessbewegungen ihres Zytoplasmas fortbewegen. # Euglena Die Euglena bewegt sich mit Ihrer Geissel. Sie dreht sich um ihre Längsachse. Mit dem Fettfleck und dem lichtempfindlichen Organell kann sie erkennen, wo es Licht hat, und bewegt sich dorthin.