Bakterien und Viren im Vergleich
Lea hat Halsschmerzen und Fieber. Ihr Kinderarzt in Köln macht einen Abstrich und verschreibt ein Antibiotikum. Als ihr Bruder Ben eine Erkältung hat, bekommt er keines, nur Tee und Ruhe. Beide sind durch Krankheitserreger krank geworden. Warum hilft das Medikament im einen Fall und im anderen nicht? Die Antwort liegt im Unterschied zwischen Bakterien und Viren.
Bau und Merkmale
Bakterien sind winzige, einzellige Lebewesen. Sie sind meist nur wenige tausendstel Millimeter groß (etwa $1\,\mu\mathrm{m}$). Eine Bakterienzelle hat eine Zellwand, ein Zellplasma und Erbgut. Das Erbgut liegt frei im Zellplasma, denn Bakterien haben keinen Zellkern. Manche Bakterien besitzen eine Kapsel oder Geißeln zur Fortbewegung. Bakterien haben einen eigenen Stoffwechsel: Sie nehmen Nährstoffe auf, gewinnen Energie und wachsen.
Viren sind noch viel kleiner, etwa 100-mal kleiner als Bakterien. Sie bestehen nur aus Erbgut und einer Eiweißhülle. Manche haben außen noch eine zusätzliche Hülle. Viren haben keine Zellen und keinen eigenen Stoffwechsel. Sie können weder wachsen noch Energie umsetzen.
| Merkmal | Bakterien | Viren |
|---|---|---|
| Größe | ca. $1\,\mu\mathrm{m}$ | ca. $0{,}01$ bis $0{,}3\,\mu\mathrm{m}$ |
| Aufbau | eine Zelle ohne Zellkern | Erbgut in Eiweißhülle |
| Eigener Stoffwechsel | ja | nein |
| Lebewesen? | ja | nein, nach klassischem Verständnis |
Krankheiten durch Bakterien sind zum Beispiel Salmonellose, Scharlach und Tetanus. Durch Viren werden zum Beispiel Grippe, Erkältung und Masern ausgelöst.
Nenne je zwei Merkmale von Bakterien und von Viren und gib jeweils an, ob sie Lebewesen mit eigenem Stoffwechsel sind.
Nenne je zwei Merkmale von Bakterien und von Viren und gib jeweils an, ob sie Lebewesen mit eigenem Stoffwechsel sind.
Ordne die Krankheiten Bakterien oder Viren zu: Grippe, Salmonellose, Masern, Tetanus, Erkältung, Scharlach.
Ordne die Krankheiten Bakterien oder Viren zu: Grippe, Salmonellose, Masern, Tetanus, Erkältung, Scharlach.
Vermehrung von Bakterien
Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung. Die Zelle verdoppelt ihr Erbgut, wird länger und schnürt sich in der Mitte ein. Es entstehen zwei gleiche Tochterzellen. Das geschieht selbstständig, ohne andere Zellen.
Unter günstigen Bedingungen (Wärme, Nährstoffe, Feuchtigkeit) teilt sich manches Bakterium alle 20 Minuten. Die Anzahl verdoppelt sich dann immer wieder.
In der Natur wächst die Zahl nicht unbegrenzt. Nährstoffe werden knapp, Abfallstoffe sammeln sich an, der Platz reicht nicht, und Fressfeinde oder die Abwehr des Körpers töten Bakterien. In Lebensmitteln bremst man die Vermehrung durch Kühlen (Kühlschrank bei etwa $5\,{}^{\circ}\mathrm{C}$), Erhitzen, Trocknen, Salzen oder Einkochen.
Nenne, wie sich Bakterien vermehren, und erkläre, warum Viren einen Wirt brauchen.
Nenne, wie sich Bakterien vermehren, und erkläre, warum Viren einen Wirt brauchen.
Ein Bakterium teilt sich unter günstigen Bedingungen alle 20 Minuten. Zu Beginn sind es 10 Bakterien. a) Berechne die Anzahl nach 2 Stunden. b) Erkläre, warum das…
Ein Bakterium teilt sich unter günstigen Bedingungen alle 20 Minuten. Zu Beginn sind es 10 Bakterien.
- a) Berechne die Anzahl nach 2 Stunden.
- b) Erkläre, warum das Wachstum in der Natur nicht unbegrenzt anhält.
- c) Beschreibe, wie man die Vermehrung in Lebensmitteln verlangsamen kann.
Vermehrung von Viren
Viren haben keinen Stoffwechsel und können sich nicht allein vermehren. Sie brauchen dafür eine Wirtszelle, die für sie arbeitet. Viren sind sehr wählerisch: Jedes Virus passt nur zu bestimmten Zellen, so wie ein Schlüssel nur zu einem Schloss.
Der Ablauf der Virusvermehrung:
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Anheftung: Das Virus heftet sich an die Oberfläche einer passenden Wirtszelle.
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Eindringen: Das Virus oder sein Erbgut gelangt in die Zelle.
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Vervielfältigung: Die Zelle muss nach dem Bauplan des Virus neue Virusbestandteile herstellen. Das Erbgut wird kopiert, Hüllen werden gebaut.
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Freisetzung: Neue Viren werden zusammengebaut und verlassen die Zelle. Oft geht die Wirtszelle dabei zugrunde.
Ein bekanntes Beispiel sind Bakteriophagen: Viren, die Bakterien befallen und dort vermehrt werden. Auch sie brauchen zum Vermehren eine Wirtszelle.
Beschreibe die Schritte der Virusvermehrung in einer Wirtszelle (Anheftung, Eindringen, Vervielfältigung, Freisetzung) und erkläre, warum Viren nicht als Lebewesen im…
Beschreibe die Schritte der Virusvermehrung in einer Wirtszelle (Anheftung, Eindringen, Vervielfältigung, Freisetzung) und erkläre, warum Viren nicht als Lebewesen im klassischen Sinn gelten. Vergleiche mit der Bakterienvermehrung.
Gegenüberstellung der Vermehrung
Merke dir: Bakterien teilen sich selbst, Viren werden von der Wirtszelle „gebaut“.
Stelle die Vermehrung von Bakterien und Viren in einer Tabelle gegenüber. Berücksichtige Ort, Vorgang und Bedarf an Wirtszellen.
Stelle die Vermehrung von Bakterien und Viren in einer Tabelle gegenüber. Berücksichtige Ort, Vorgang und Bedarf an Wirtszellen.
Antibiotika, Grippe und Masern
Antibiotika greifen an Strukturen oder Vorgängen an, die nur Bakterien haben, zum Beispiel beim Bau der Zellwand. So töten sie Bakterien oder hemmen ihre Vermehrung. Viren haben weder Zellwand noch Stoffwechsel, es gibt dort keinen Angriffspunkt. Darum wirken Antibiotika nicht gegen Viren, auch nicht gegen Erkältung oder Grippe.
Das Kind mit bakterieller Mandelentzündung bekommt deshalb ein Antibiotikum, bei einer Erkältung (Viren) hilft es nicht. Zu häufiger, unnötiger Einsatz fördert außerdem Resistenzen (mehr dazu im Abschnitt zu Antibiotika und Resistenz).
Virusmedikamente sind schwer zu entwickeln, weil Viren sich in den Körperzellen vermehren. Ein Mittel, das das Virus stoppt, könnte auch die eigenen Zellen schädigen. Als Alternative gibt es Impfungen zur Vorbeugung, bei manchen Viren auch spezielle Virostatika. Bei vielen Virusinfektionen werden die Symptome behandelt (Fieber senken, trinken, Ruhe), der Körper wehrt das Virus selbst ab.
Ein Arzt verschreibt bei einer bakteriellen Mandelentzündung ein Antibiotikum, bei einer Erkältung nicht. Erkläre, warum.
Ein Arzt verschreibt bei einer bakteriellen Mandelentzündung ein Antibiotikum, bei einer Erkältung nicht. Erkläre, warum.
Begründe, warum Antibiotika gegen Viren wirkungslos sind, und erkläre, warum es für viele Viruserkrankungen schwierig ist, Medikamente zu entwickeln. Nenne eine…
Begründe, warum Antibiotika gegen Viren wirkungslos sind, und erkläre, warum es für viele Viruserkrankungen schwierig ist, Medikamente zu entwickeln. Nenne eine Alternative zur Behandlung.
Das Grippevirus verändert sich ständig, deshalb wird der Grippeimpfstoff in Deutschland jedes Jahr angepasst. Erkläre diesen Zusammenhang und begründe, warum eine…
Das Grippevirus verändert sich ständig, deshalb wird der Grippeimpfstoff in Deutschland jedes Jahr angepasst. Erkläre diesen Zusammenhang und begründe, warum eine Impfung gegen Masern dagegen meist lebenslang schützt.
Zurück zum Anfang: Lea hat eine bakterielle Infektion, das Antibiotikum zerstört die Bakterien. Ben hat Viren, dagegen wirkt es nicht.
Auf einen Blick
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Bakterien sind einzellige Lebewesen ohne Zellkern mit eigenem Stoffwechsel.
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Viren bestehen nur aus Erbgut und Eiweißhülle, haben keinen Stoffwechsel und gelten nicht als Lebewesen im klassischen Sinn.
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Bakterien vermehren sich selbstständig durch Zweiteilung, bei günstigen Bedingungen verdoppelt sich ihre Zahl in kurzer Zeit.
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Viren vermehren sich nur in Wirtszellen: Anheftung, Eindringen, Vervielfältigung, Freisetzung.
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Antibiotika wirken nur gegen Bakterien, gegen Viren helfen vor allem Impfungen und die Abwehr des Körpers.
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Das Grippevirus verändert sich, deshalb wird der Impfstoff jährlich angepasst. Masernviren verändern sich kaum.