Genetik der Bakterien und Viren

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Zahl der Viren
Nach eintägiger Bebrütung konnten folgende
Beobachtungen gemacht werden:
Petrischale 1: dichter Bakterienrasen der Art A
Petrischale 2: kein Wachstum erkennbar
Petrischale 3: dichter Bakterienrasen der Art A,
wenige Kolonien der Art B
5
4
3
6
7
8
2
1
Zeit
1
B
B
A
2
. .
........
..
A
.. .
..... .
a) Beschreiben Sie den jeweiligen Kurvenverlauf.
b) Erklären Sie den Unterschied der beiden Wachstumskurven.
........
Zahl der Bakterien
Zeit
A
3 Die beiden Bakterienstämme zweier Arten A und B
wurden auf drei Petrischalen ausplattiert, die
anschließend dicht verschlossen wurden:
Petrischale 1: nur mit der Art A
Petrischale 2: nur mit der Art B
Petrischale 3: eine Hälfte mit der Art A, die andere Hälfte
mit der Art B; die beiden Hälften sind durch einen
agarfreien Bereich voneinander getrennt.
B
.......
AUFGABEN
1 Eine unbehandelte bakterielle Infektion nimmt vielfach
einen völlig anderen Verlauf als eine Ansteckung mit
Viren. Die Abbildung zeigt jeweils die Zahl der Bakterien
bzw. Viren in der Blutprobe eines infizierten Patienten.
5 Benennen Sie die Zellstrukturen der Schemazeichnungen einer Bakterienzelle (oben) und einer
eukaryotischen Zelle (unten).
3
.. .. .. .........
.
.
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........
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..
..
.
.
.... .
.... .. .. ..
. ..
..
a) Formulieren Sie eine Hypothese, die diese
Beobachtungen schlüssig erklärt.
b) Erklären Sie die Bedeutung des agarfreien Bereichs
für Ihre Hypothese.
c) Beschreiben Sie ein Experiment, das Ihre Hypothese
stützt.
..
2 Puromycin ist ein Antibiotikum, dessen chemische
Struktur dem Ende einer tRNA ähnelt, die die Aminosäure Tyrosin trägt.
7 Wissenschaftler haben entdeckt, wie man einen
Bakteriophagen aus dem Hüllprotein des Phagen T2 und
der DNA des Phagen Lambda zusammensetzt. Wenn
man mit diesem künstlich erzeugten Phagen eine
Wirtszelle infiziert, so werden in der Wirtszelle neue
Phagen produziert. Die mögliche Zusammensetzung
dieser Phagen ist aufgelistet:
• Die Phagen enthalten das Protein von T2 und die DNA
vom Phagen Lamdba.
• Die Phagen enthalten das Protein von Lambda und
die DNA vom Phagen T2.
• Proteine und DNA beider Phagen sind in den neu
produzierten Phagen gemischt.
• Die Phagen besitzen Protein und DNA nur vom Phagen
T2.
• Die Phagen besitzen Protein und DNA nur vom Phagen
Lambda.
a) Wählen Sie die richtige Möglichkeit aus und geben
Sie eine exakte Begründung an.
b) Vergleichen Sie Ihr Ergebnis mit den Ergebnissen der
Arbeit von HERSHEY und CHASE.
AUFGABEN
Genetik der Bakterien und Viren
4
5
.
6
7
8
9
. .
........
..
........
.
..
..... .
10
..... ..
4 Drei Bakterienstämme wurden nach Beimpfung mit
einer Impfnadel in drei verschiedenen Reagenzgläsern
in Agar kultiviert. Die Bereiche des bakteriellen Wachstums sind in der Abbildung gezeigt.
8 Eine große Gefahr in Milch verarbeitenden Betrieben
sind Ausfälle ganzer Tagesproduktionen von Jogurt- und
Dickmilcherzeugnissen, wenn die Ausgangsmilch mit
Bakteriophagen für Milchsäurebakterien verunreinigt
ist.
a) Erläutern Sie dieses Problem aus mikrobiologischer
Sicht.
b) Erklären Sie, welche Maßnahmen in Betrieben gegen
Phagenbefall unternommen werden können.
11
9 Das Diagramm zeigt die Abfolge spezifischer enzymatischer Reaktionen in einem Bakterium, bei dem,
ausgehend von einer Aminosäure als Vorstufe, fünf
weitere Aminosäuren gebildet werden.
Baumwollstopfen
bakterielles
Wachstum
bakterielles
Wachstum
bakterielles
Wachstum
a) Worauf beruht die Bakterien hemmende Wirkung des
Puromycins?
b) Vergleichen Sie die Wirkung des Puromycins mit der
des Penicillins.
c) Welcher Umstand spricht gegen einen Einsatz
des Puromycins in der medizinischen Praxis?
104
Genetik der Bakterien und Viren
I
II
III
a) Beschreiben Sie die Orte des Wachstums in Bezug
auf den Stichkanal.
b) Wie lässt sich das Wachstum der drei Stämme
hinsichtlich des Sauerstoffbedarfs klassifizieren?
6 Bakteriophagen wurden in Bakterienzellen gezüchtet,
die die Gene A+ und B– enthalten. Diese Bakteriophagen
wurden nach der Lyse der Zellen erneut mit Bakterienzellen zusammengebracht, die jedoch die Gene A– und
B+ enthielten. Nach der Infektion und dem Ausplattieren
der Kultur traten Bakterienkolonien mit den folgenden
Genen auf: A–B+, A–B–, A+B+, jedoch keine mit A+B–.
a) Beschreiben Sie den Vorgang einer Bakteriophageninfektion.
b) Wie lassen sich Phagen in Bakterien züchten,
ohne dass die Bakterien lysiert werden?
c) Welcher Vorgang führt hier zur Entstehung neuer
Kombinanten? Beschreiben Sie den Vorgang kurz
mithilfe einer Skizze.
d) Erklären Sie, wie es zur Bildung der neuen Kombinationen kommt und warum die Kombination A+B– fehlt.
V
1
W
2
Y
4
X
3
6
Z
5
Die Zahlen 1 bis 6 bezeichnen sechs Aminosäuren und
die Buchstaben V bis Z fünf verschiedene Enzyme. Alle
sechs Aminosäuren sind für das Überleben der Zelle
notwendig. Der Wildtyp benötigt zum Wachstum nur
Aminosäure 1. Eine bestimmte Mutante hingegen kann
nur überleben, wenn das Kulturmedium zusätzlich die
Aminosäuren 2 und 5 enthält.
Welche Enzyme fehlen der Mutante? Begründen Sie Ihre
Antwort.
Genetik der Bakterien und Viren
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