Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen Arbeitsblätter zum Ausdrucken von sofatutor.com Viren – lytischer und lysogener Zyklus Aufgabenübersicht 1 Benenne und beschrifte den dargestellten Vermehrungszyklus 2 Beschreibe den Ablauf des lytischen Zyklus. 3 Vervollständige die Eselsbrücken zu den Vermehrungszyklen. 4 Ermittle die Ursache für die Wirtsspezi tät von Viren. 5 Bewerte die Aussagen zu Viren auf Richtigkeit. 6 Vergleiche Bakterien und Viren miteinander. + mit vielen Tipps, Lösungsschlüsseln und Lösungswegen zu allen Aufgaben Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 1 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen von 6 Benenne und beschrifte den dargestellten Vermehrungszyklus Schreibe die Begriffe in die richtigen Lücken. Lyse Replikation lysogener lytischer Injektion Adsorption Phagenproduktion 2 3 6 1 5 Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 | E21074 4 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 2 von 6 Beschreibe den Ablauf des lytischen Zyklus. Bringe die Elemente in die richtige Reihenfolge Viren haben verschiedene Formen der Vermehrung entwickelt. Eine ist der lytische Vermehrungszyklus. A B Produktion viraler Proteine in der Bakterienzelle Bakterienzelle repliziert virale DNA C Freisetzung der Phagen aus der zerstörten Wirtszelle D Adsorption der Phage an Rezeptoren der Bakterienmembran E enzymatischer Abbau der bakteriellen DNA F Lyse der Bakterienzelle durch Enzym H G Injektion der viralen DNA in die Bakterienzelle RICHTIGE REIHENFOLGE Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 | E21071 Zusammenbau neuer Phagen in der Bakterienzelle Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 3 von 6 Vervollständige die Eselsbrücken zu den Vermehrungszyklen. Wähle die korrekten Antworten aus. Wie soll man sich denn nur die Namen der Vermehrungzyklen merken? Hast du eine Idee? A Der lytische Vermehrungszyklus wurde nach dem Prozess der Lyse benannt, welcher für das Zerstören der Wirtszelle verantwortlich ist. Das kannst du dir durch das „t“ in „lytisch“ merken, „t" wie „Tod“. B Um sich den Namen des lytogenen Vermehrungszyklus zu merken, muss man nur wissen, dass in diesem Zyklus die Phagen-DNA in die DNA der Wirtszelle eingebaut wird. Dies verrät das „gen“ in „lytogen“. C Der lysogenetische Vermehrungszyklus zeichnet sich durch den Einbau des Genmaterials der Phage in das der Wirtszelle und durch die anschließende Lyse der Zelle aus. Dies ist erkennbar an des „lys“ für „Lyse“ und anhand des „gen“ in „lysogenetisch“. D Beim lysogenen Vermehrungszyklus wird das genetische Material der Phage, also die Phagen-DNA, in die DNA der Wirtszelle eingebaut. Eine Lyse findet in diesem Vermehrungszyklus nicht statt. Dies kann man sich gut merken, da „lysogen“ das Wort „Gen“ enthält. E Der lysophage Vermehrungszyklus beschränkt die Wirtszellen der Viren auf Phagen. Er endet mit der Lyse der Wirtszelle. Darauf lassen das „lyso“ und „phage“ in „lysophage“ schließen. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 | E21078 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 4 von 6 Ermittle die Ursache für die Wirtsspezi tät von Viren. Wähle die korrekte Antwort aus. Viren sind in der Regel wirtsspezifisch. Deshalb findet sich nicht jeder Virus in jeder potenziellen Wirtszelle. Aber woran liegt das? A Phagen-DNA (Prophage) B Anheftungsstelle (Rezeptoren) C Lysozym (Enzym) D Injektion (Zellwandporen) E Replikation (Nukleinsäuren) Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 | E21075 F Zellteilungen (Reproduktion) Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 5 von 6 Bewerte die Aussagen zu Viren auf Richtigkeit. Wähle die richtigen Antworten aus. A Viren zeichnen sich durch genetische Variabilität aus. B Viren sind aus Zellen aufgebaut. C Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel. D Sie können sich aber selbstständig fortpflanzen. E Sie weisen Wachstum auf. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 | E21077 6 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen von 6 Vergleiche Bakterien und Viren miteinander. Schreibe die Begriffe in die passenden Lücken der Tabelle. Du hast nun einiges über Viren gelernt. Phagen sind Viren, die Bakterien als Wirtszellen befallen. Was weißt du noch über Viren und Bakterien? Offensichtlich liegt die einzige Gemeinsamkeit zwischen Viren und Bakterien darin, dass sie beide krank machen können. über Wirtszellen µm nm nicht wirksam nicht vorhanden nein ja Zellteilung Bakterien Phagen vorhanden Kriterium 1 Größe 2 Struktur 4 Stoffwechsel 5 6 Vermehrung 7 8 Lebewesen? 9 10 11 12 Antibiotika Viren 3 Partikel Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 | E21076 cm Phagocytose Einzeller wirksam Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen Unsere Tipps für die Aufgaben 1 von 6 Benenne und beschrifte den dargestellten Vermehrungszyklus 1. Tipp Bei der Adsorption bindet die Phage an spezielle Anheftungsstellen auf der Außenseite der Bakterienzelle. 2. Tipp Das Enzym Lysozym sorgt dafür, dass die Bakterienzelle zerstört wird. Dieser Vorgang wird als Lyse (Auflösung) bezeichnet. 2 von 6 Beschreibe den Ablauf des lytischen Zyklus. 1. Tipp Das Wort Adsorption kommt aus dem Lateinischen und bedeutet anheften. Hierbei lagern sich die Enden der Schwanzfäden an spezifische Oberflächenstrukturen der Bakterienmembran an. 2. Tipp Nachdem die Gene der Phagen-DNA die Kontrolle über das Bakterium erlangt haben, wird die DNA repliziert. Danach beginnt die Produktion der Virusbausteine. 3. Tipp Lysozyme sorgen dafür, dass die Zelle platzt und sich die Bakterienzelle auflöst ( Lyse). Dadurch werden die Phagen freigesetzt, welche wiederum neue Bakterien infizieren können. Der Zyklus beginnt erneut. 3 von 6 Vervollständige die Eselsbrücken zu den Vermehrungszyklen. 1. Tipp Phagen sind Viren, die sich auf Bakterien als Wirtszellen spezialisiert haben. 2. Tipp Das Enzym Lysozym sorgt für die Lyse der Wirtszelle, indem die Zellwand aufgelöst wird. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 4 von 6 Ermittle die Ursache für die Wirtsspezi tät von Viren. 1. Tipp Ein wichtiger Begriff für die Wirtspezifität ist das Schlüssel-Schloss-Prinzip. 5 von 6 Bewerte die Aussagen zu Viren auf Richtigkeit. 1. Tipp Zur Fortpflanzung benötigen Viren zwingend Wirtszellen. 6 von 6 Vergleiche Bakterien und Viren miteinander. 1. Tipp Antibiotika helfen nur gegen Bakterien, indem sie Strukturen wie die Zellwände angreifen. Bei viralen Infekten dagegen werden lediglich die Symptome behandelt, aber nicht die Viren – die muss das körpereigene Abwehrsystem allein bekämpfen. 2. Tipp Sowohl Viren als auch Bakterien sind mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen. Viren sind viel kleiner als Bakterien und deshalb erst unter einem Elektronenmikroskop zu erkennen. Bakterien dagegen sieht man auch unter einem Lichtmikroskop. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen Lösungen und Lösungswege für die Aufgaben 1 von 6 Benenne und beschrifte den dargestellten Vermehrungszyklus Lösungsschlüssel: 1: lytischer // 2: Adsorption // 3: Injektion // 4: Replikation // 5: Phagenproduktion // 6: Lyse Viren besitzen keinen eigenen Stoffwechsel. Deshalb sind sie auf Wirtszellen angewiesen, um sich zu vermehren. Die Vermehrung von Viren kann im lytischen oder lysogenen Vermehrungszyklus ablaufen. Der lytische Vermehrungszyklus ist oben dargestellt. Beide Vermehrungszyklen beginnen zunächst mit der Adsorption, also der Anheftung der Phage an spezifische Bindungsstellen der Bakterienzelle. Bei der Injektion wird die Viren-DNA in die Wirtszelle eingeschleust. Ab hier unterscheiden sich die beiden Vermehrungszyklen voneinander. Beim lytischen Zyklus wird die DNA der Wirtszelle abgebaut und der Stoffwechsel durch die Phagen-DNA kontrolliert. Sie wird repliziert. Weiterhin werden die Bestandteile der Phagen produziert und zusammengebaut. Das zellwandauflösende Enzym Lysozym verursacht das Zerstören der Wirtszelle ( Lyse). Die Phagen werden freigesetzt und der Zyklus beginnt erneut. Beim lysogenen Zyklus wird dagegen die DNA der Wirtszelle nicht abgebaut, sondern die Phagen-DNA in diese eingebaut. So wird diese bei nachfolgenden Zellteilungen mit repliziert. Wird die Viren-DNA (Prophage) aus dem Bakterienchromosom geschnitten, kann es zum Übergang in den lytischen Zyklus kommen. 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Freisetzung: Ein Enzym ( Lysozym) sorgt dafür, dass die bakterielle Zellwand aufgelöst wird. Die Zelle platzt (Lyse) und die Phagen werden freigesetzt. Da diese Form der Vermehrung die Lyse der Bakterienzelle zur Folge hat, werden die T-Phagen als virulent (giftig, krankheitserregend) bezeichnet – im Gegensatz zur temperenten (enthaltsamen, gemäßigten) Lambda-Phage. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 3 von 6 Vervollständige die Eselsbrücken zu den Vermehrungszyklen. Lösungsschlüssel: A, D Beim lytischen Zyklus kommt es zum Tod der Wirtszelle. Der Grund dafür ist die Lyse, also das Auflösen der Zellwand der Wirtszelle. Beim lysogenen Zyklus wird das genetische Material, also die Phagen-DNA, in die DNA der Wirtszelle eingebaut. 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V12529 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 5 von 6 Bewerte die Aussagen zu Viren auf Richtigkeit. Lösungsschlüssel: A, C Nach gängigen Definitionen sind Viren keine Lebewesen. Zwar zeichnen sie sich durch genetische Variabilität aus (Kriterium: Evolution), allerdings besitzen sie weder einen eigenen Stoffwechsel noch können sie sich selbstständig fortpflanzen. Für beide Vorgänge sind sie auf Wirtszellen angewiesen. Außerdem sind sie keine Zellen und auch nicht aus Zellen aufgebaut. Viren werden als Grenzfall des Lebens bezeichnet. Sie könnten den Übergang von „noch nicht lebendig“ hin zu „lebendig“ bilden. Andersherum wäre es möglich, dass sich Viren aus Lebewesen (z.B. Bakterien) zurückentwickelt haben. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529 Arbeitsblatt: Viren – lytischer und lysogener Zyklus Biologie / Immunbiologie / Infektionskrankheiten und unerwünschte Immunreaktionen 6 von 6 Vergleiche Bakterien und Viren miteinander. Lösungsschlüssel: 1: Bakterien // 2: µm // 3: nm // 4: Einzeller // 5: vorhanden // 6: nicht vorhanden // 7: Zellteilung // 8: über Wirtszellen // 9: ja // 10: nein // 11: wirksam // 12: nicht wirksam Bakterien sind viel größer als Viren. Während sich die Größe von Bakterien im Mikrometer-Bereich (µm) bewegt und sie somit auch unter dem Lichtmikroskop zu sehen sind, erscheinen Viren erst unter Zuhilfenahme eines Elektronenmikroskops (Nanometer, nm). Viren sind zudem viel einfacher aufgebaut als Bakterien. Viren bestehen im Grunde nur aus einer Proteinhülle (Capsid), die Erbgut enthält. Bakterien sind schon komplexere Einzeller, welche eine Zellwand besitzen und zum Stoffwechsel befähigt sind. Die Vermehrung erfolgt bei Bakterien wie auch bei den Zellen des Menschen durch Zellteilung. Eine selbstständige Vermehrung ist den Viren nicht möglich. Dafür benötigen sie Wirtszellen. Sie nutzen den Stoffwechsel dieser Wirtszellen, um sich zu vermehren. Da Viren weder einen eigenen Stoffwechsel aufweisen noch in der Lage sind, sich selbstständig fortzupflanzen, werden sie in der Regel nicht zu den Lebewesen gezählt. Bakterien dagegen zählen zu den Lebewesen. Sowohl Bakterien als auch Viren können uns krank machen. Antibiotika sind allerdings nur gegen Bakterien wirksam. Sie greifen Strukturen wie die Zellwand an. So hindern Antibiotika Bakterien an der Vermehrung oder töten sie sogar ganz ab. Sogenannte Virostatika setzen an unterschiedlichen Punkten der Vermehrungszyklen von Viren an. Dies verhindert die Vermehrung und Ausbreitung der Viren im Körper. Ein Medikament, das nur Viren und keine körpereigenen Zellen abtötet, gibt es dagegen noch nicht. Schau das Video zur Aufgabe: https://www.sofatutor.ch/v/3g5/aRK © 2017 sofatutor GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. V12529
