Grundwissen Biologie 8. Klasse Mikroorganismen Definition : .. sind mikroskopisch kleine Lebewesen ; dazu gehören : Bakterien, Hefepilze und Schimmelpilze; Sonderstellung der Viren vermehren sich bei günstigen Bedingungen sehr schnell Besonderheiten im Bau von Bakterien und Viren Bakterien: je nach Form unterscheidet man verschiedene Gruppen Stäbchenbakterien, kugelige Kokken, kommaförmige Vibrionen, schraubige Spirillen o Einzeller ohne echten Zellkern, Erbmaterial liegt frei im Zellplasma o Besitz von Plasmiden (tragen zusätzliches Erbmaterial) o Besitz einer Zellwand o Vermehrung durch Zweiteilung Viren: bestehen aus Erbsubstanz und Eiweißhülle, ohne eigenen Stoffwechsel, sind zur Vermehrung an Wirtszelle gebunden, sie zählen deshalb nicht zu den Lebewesen Biotechnologie Definition: Nutzung von Mikroorganismen zur Herstellung von Stoffe; z.B. Bierherstellung durch Hefepilze, Produktion von Penicillin oder Zitronensäure durch Schimmelpilze, Milchsäurebakterien bei der Käseherstellung Alkoholische Gärung Energiegewinnung in der Zelle durch den Abbau von Zucker zu Kohlenstoffdioxid und Alkohol. Dieser Vorgang läuft ab, wenn kein Sauerstoff in der Umgebung vorhanden ist. Hefepilze Zucker Kohlenstoffdioxid + Alkohol + Energie Anwendung bei der Herstellung von Bier, Wein und Brot Bedeutung der Mikroorganismen in der Natur Die meisten Mikroorganismen zersetzen organische Stoffe, wie z.B. tote Pflanzen und Tiere. Als Destruenten sind sie daher sehr wichtig im Stoffkreislauf. Bakterien (im Darm o. Magen) sind auch für Pflanzenfresser von Bedeutung, da sie ihnen bei der Verdauung der Nahrung helfen. Krankheitserreger unter den Bakterien, Viren und Pilzen Bakterien können in den Körper eindringen und krank machen. Meist schädigen sie den Körper durch Toxine (Gifte). Beispiele für bakterielle Infektionskrankheiten: Tetanus, Cholera, Pest, Lepra, Keuchhusten, Syphilis, Salmonellose Mykosen sind Erkrankungen, die von Pilzen verursacht werden (z.B. Soorpilz bei Säuglingen, Fußpilz). Auch Pflanzen werden häufig von Pilzen befallen, früher waren sie oft Auslöser von Hungersnöten. Verschimmelte Lebensmittel enthalten oft giftige oder krebserregende Stoffe. Viren können bei Menschen, Tieren und Pflanzen Krankheiten hervorrufen, Hygienemaßnahmen und Impfungen schützen. Seite 1 Grundwissen 8. Schuljahr Beispiele für Viruserkrankungen: Hepatitis, Aids, Grippe, Pocken, Röteln; Maul- und Klauenseuche, Tollwut; Tabakmosaikvirus Beitrag der Haut zur Gesunderhaltung Die Haut hat als Barriere zur Außenwelt eine wichtige Schutzfunktion. Außerdem regelt sie die Körpertemperatur (Durchblutungsmenge, Schweiß), ist Ausscheidungsorgan (Wasser, Salze, Stoffwechselschlacken) und unser größtes Sinnesorgan (Tast-, Temperatur-, Schmerzsinn). Aufbau: 3 Schichten (Ober-, Leder-, Unterhaut) Aufgaben und Zusammensetzung des Blutes Blut besteht aus dem flüssigen Blutplasma (Transportaufgaben) und Blutzellen rote Blutkörperchen (Erythrocyten) Transport von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid weiße Blutkörperchen (Leukocyten) Teil des Abwehrsystems des Körpers Blutplättchen (Thrombocyten) Blutgerinnung 4 Blutgruppentypen A, B, AB, 0 Antigene auf den Oberflächen der Erythrocyten (bei A, B, AB) Antikörper = im Serum enthaltene Abwehrstoffe Antigene verklumpen mit fremden Antikörpern (Antigen-Antikörper-Reaktion) Blutgruppen lassen sich daher nicht beliebig übertragen (Verklumpung!) Abwehrreaktionen des Immunsystems im Überblick Eingedrungene Krankheitserreger werden durch bestimmte Zellen des Immunsystems bekämpft. Gedächtniszellen sorgen dafür, dass einmal bekämpfte Krankheitserreger bei erneutem Eindringen schneller bekämpft werden können. Abwehrsystem: o Unspezifisch: durch Riesenfresszellen (= Makrophagen), kleine Fresszellen und durch körpereigene Barrieren (Haut, Schleimhäute, Sekrete) o Spezifisch: Riesenfresszellen Info an T- Helferzellen a) B-Lymphocyten bilden Plasmazellen Antikörperbildung Verklumpung Antikörper/Antigen Beseitigung durch Makrophagen b) Aktivierung von T-Killerzellen vernichten befallene Wirtszellen Beseitigung durch Makrophagen Übertragungswege des HI-Virus und Vorsorgemaßnahmen HIV = Human immunodeficiency virus = menschliches Immunschwächevirus Infektion hauptsächlich durch Geschlechtsverkehr (Samenflüssigkeit, Scheidensekret) oder gemeinsame Benutzung von Spritzen (Blut), nicht aber durch übliche soziale Kontakte (Händeschütteln...) Wirkung des HI-Virus auf das Immunsystem AIDS = Acquired immune deficiency syndrome = erworbenes Immunschwächesyndrom HI-Viren zerstören das Immunsystem Auftreten von opportunistischen Infektionen (Lungenentzündung, Pilzbefall, Hautkrebs) Seite 2 Grundwissen 8. Schuljahr keine Heilung möglich Schutz vor Ansteckung ist wichtig je nach Virusvariante unterschiedliche Zeit bis zum Ausbruch (verschiedene Medikamente für verschiedene Stämme) Abnahme der T-Helferzellen Unterschied zwischen aktiver und passiver Immunisierung Schutzimpfung (z.B. gegen Grippe): es bilden sich Antikörper, die den gefährlichen Erreger unschädlich machen Aktive Immunisierung: Unschädliche Erreger (mit Antigenen) werden gespritzt, Bildung von Antikörpern und Gedächtniszellen Passive Immunisierung: Nur Antikörper werden gespritzt sinnvolle Anwendung von Antibiotika durch unsachgemäße Anwendung von Antibiotika (zu kurze Einnahmedauer, zu häufige Anwendung) werden Bakterien unempfindlich Resistenz Antibiotika können auch die Darmbakterien abtöten, die wir für eine gesunde Verdauung benötigen. Maßnahmen zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten Man sollte seinen Impfschutz regelmäßig überprüfen ( Impfpass) und auffrischen lassen. Kondome schützen vor einer Ansteckung mit dem HI-Virus oder Hepatitis B. Bei Reisen in ferne Länder sollte man sich rechtzeitig entsprechend impfen lassen. In Malariagebieten Mückenstiche vermeiden. Hygiene beim Umgang mit Lebensmitteln beachten. typische Tiere und Pflanzen eines Ökosystems aus dem Bereich der Gewässer Tiere und Pflanzen sind an die abiotischen und biotischen Faktoren ihres Lebensraumes angepasst z.B. Teich : o Feuchtpflanzen (Blutweiderich, Sumpfdotterblume, Schilfrohr, Rohrkolben..) besitzen nur flache Wurzeln (-> Überangebot von Wasser), Blätter u. Stängel mit Durchlüftungsgewebe (-> schwimmen bei Überflutung) o Schwimmblattpflanzen (Teichrose, Seerose, Froschbiss, Wasserlinse ..) besitzen lange, biegsame Stängel, Blätter schwimmen auf der Wasseroberfläche, Schließzellen nur an der Blattoberseite, Durchlüftungsgewebe stets vorhanden o Tauchblattpflanzen (Wasserpest, Hornblatt, Laichkraut, Tausendblatt..) leben gänzlich untergetaucht -> keine Spaltöffnungen, CO2-aufnahme aus dem Wasser, Wurzeln schwach ausgebildet => benötigen klares Wasser, das ausreichend Wasser durchlässt o Tiere : Eintagsfliegen, Köcherfliegen, Wasserasseln, Gelbrandkäfer, Wasserläufer, Schnecken, Stechmücke (Lebenszyklus), Enten, Karpfen, Wasserfrosch .. abiotische Faktoren eines Lebensraumes abiotische Faktoren = unbelebte Natur , bestimmen die Lebensbedingungen für Tiere und Pflanzen // Biotische Faktoren = Lebewesen -> bilden zusammen eine Lebensgemeinschaft = Biozönose Fließgeschwindigkeit, Temperatur, O2-gehalt, Wassertiefe, Beschaffenheit des Ufers und Untergrund, Düngemittelgehalt, pH-Wert Seite 3 Grundwissen 8. Schuljahr begrenzende Einflüsse auf die Populationsgröße Population = Zahl der Tiere einer Art Nahrungsangebot bestimmt ihre Größe sowie störende Umwelteinflüsse gegenseitige Abhängigkeit von Produzenten, Konsumenten und Destruenten Produzenten, Konsumenten und Destruenten bilden Stoffkreisläufe (Nahrungskette, Nahrungsnetz) -> i. d. R. herrscht ein biologisches Gleichgewicht = Verhältnis ausgeglichen Produzenten = Erzeuger -> grüne Pflanzen (treiben Fotosynthese) Konsumenten = Verbraucher, Pflanzenfresser sind Konsumenten 1. Ordnung, alle weiteren folgen Destruenten = Zersetzer, bauen organische Stoffe zu Kohlenstoffdioxid und Mineralstoffen ab Schutzmaßnahmen für Gewässer Bedrohung durch starke Nutzung z.B. als Transportweg, Energiegewinnung, Kühlwasser, Reinigungsund Lösungsmittel, Abwasserreinigung und Schadstoffbeseitigung Grundwasserbedrohung durch Überdüngung, Industrieverschmutzung, Pflanzenschutzmittel, Verschwendung im Haushalt Schutz -> Renaturierung, Abwasserreinigung durch Klärwerke durch persönliches Verhalten die Anforderungen des Gewässerschutzes unterstützen Seite 4 Grundwissen 8. Schuljahr