Bakterien - Bau & Vermehrung einfach erklärt - Genetik / Zytologie
Summary
TLDRDas Video erklärt die Bedeutung von Bakterien für unser Leben, ihre Rolle bei der Verdauung und dem Immunsystem, sowie ihre Fähigkeit, Krankheiten zu verursachen. Es beleuchtet den Aufbau von Bakterien als Prokaryoten ohne Zellkern und beschreibt ihre Vermehrung durch Zweiteilung. Die unterschiedlichen Wachstumsphasen von Bakterien werden erklärt, sowie die Möglichkeit genetischer Mutationen, die zu verschiedenen Bakterienstämmen führen. Abschließend wird auf das Wachstum von Bakterien in Nährmedien und die gezielte Züchtung durch Mutagene eingegangen. Ein weiteres Video zur Genetik von Bakterien wird empfohlen.
Takeaways
- 🦠 Bakterien leben auf unserer Haut, Schleimhäuten und im Darm und beeinflussen unsere Verdauung, das Immunsystem und sogar die Partnerwahl.
- 🔬 Bakterien gehören zu den ältesten Lebensformen auf der Erde und sind eine von drei Domänen in der biologischen Klassifikation.
- 🧬 Bakterien sind Prokaryoten, besitzen keinen Zellkern, und ihre DNA liegt im Zytoplasma in einem ringförmigen Chromosom vor.
- 🔗 Zusätzlich zur chromosomalen DNA besitzen viele Bakterien Plasmide, die unabhängig repliziert werden.
- 🍽 Bakterien unterstützen viele molekulargenetische Forschungen, da sie sich schnell vermehren, etwa alle 20 Minuten bei optimalen Bedingungen.
- ⚗️ Die Vermehrung von Bakterien erfolgt durch Zweiteilung, wobei sich die Zelle in zwei identische Tochterzellen teilt.
- 📉 Bakterien durchlaufen eine charakteristische Wachstumskurve mit vier Phasen: Lag-Phase, log-Phase, stationäre Phase und Abnahmephase.
- 🔄 Mutationen können spontan oder durch äußere Faktoren wie Strahlung auftreten und führen zu genetischen Veränderungen bei Bakterien.
- 💡 Es gibt Bakterien, die auf spezielle Nährstoffe angewiesen sind (Auxotrophen), und solche, die in Minimalmedien wachsen können (Prototrophe).
- 🧪 Mutationen können durch gezielte Einflüsse wie UV-Strahlung oder Chemikalien im Labor erzeugt werden, um verschiedene Bakterienformen zu studieren.
Q & A
Was sind Bakterien und wo leben sie auf oder in uns?
-Bakterien sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die auf unserer Haut, Schleimhäuten und im Darm leben. Sie unterstützen die Verdauung, das Immunsystem und beeinflussen sogar die Partnerwahl.
Welche Funktionen erfüllen Bakterien in unserem Körper?
-Bakterien helfen bei der Verdauung, stärken unser Immunsystem und können sogar bei der Partnerwahl eine Rolle spielen. Allerdings können sie auch schwerwiegende Krankheiten verursachen.
Zu welcher biologischen Domäne gehören Bakterien und was zeichnet diese aus?
-Bakterien gehören zur Domäne der Prokaryoten. Sie besitzen keinen Zellkern und ihre DNA liegt in einem ringförmigen Chromosom im Zellplasma vor.
Wer hat Bakterien als erstes entdeckt und wie kamen sie zu ihrem Namen?
-Ein niederländischer Naturforscher beobachtete Bakterien zum ersten Mal mit einem selbstgebauten Mikroskop. Aufgrund ihrer Form nannte er sie 'Bakterien', was auf Griechisch 'Stäbchen' bedeutet.
Welche verschiedenen Formen von Bakterien gibt es?
-Bakterien können stäbchenförmig, kugelförmig oder schraubenförmig sein. Einige tragen lange Fäden, sogenannte Pili, an ihrer Oberfläche.
Was ist der grundlegende Aufbau von Bakterien?
-Bakterien sind Prokaryoten ohne Zellkern. Ihre DNA liegt frei im Plasma als ringförmiges Chromosom vor. Sie besitzen auch kleinere Ribosomen (70S) und oft Plasmide, die kleine Ringe extra-chromosomaler DNA darstellen.
Wie vermehren sich Bakterien und welche Phasen des Wachstums gibt es?
-Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung. Es gibt vier Wachstumsphasen: die Lag-Phase, die log-Phase, die stationäre Phase und die Abnahme-Phase.
Was beeinflusst das bakterielle Wachstum in der log-Phase?
-In der log-Phase vermehren sich Bakterien exponentiell, solange genügend Nährstoffe und Platz vorhanden sind. Sobald die Nährstoffe knapp werden, verlangsamt sich das Wachstum.
Was passiert in der stationären Phase des Bakterienwachstums?
-In der stationären Phase ist das Wachstum der Bakterien stagniert, da die Nährstoffe im Medium abnehmen und die Anhäufung giftiger Ausscheidungsprodukte zunimmt.
Wie entstehen genetische Variationen bei Bakterien, obwohl sie sich asexuell vermehren?
-Genetische Variationen entstehen durch Mutationen, die spontan oder durch äußere Faktoren wie Strahlung oder Chemikalien ausgelöst werden können.
Outlines
🔬 Einführung in die Welt der Bakterien
Bakterien sind allgegenwärtig und beeinflussen viele Aspekte unseres Lebens, von der Verdauung bis hin zu unserer Partnerwahl. Sie können sowohl nützlich als auch schädlich sein, indem sie Krankheiten verursachen. Bakterien gehören zu den ältesten Lebensformen und bilden eine der drei biologischen Domänen. Der erste Mensch, der Bakterien unter einem Mikroskop beobachtete, war ein niederländischer Naturforscher, der sie aufgrund ihrer Form 'Bakterien' nannte, was im Griechischen 'Stäbchen' bedeutet. Bakterien kommen in verschiedenen Formen vor, von kugel- bis schraubenförmig, doch ihr grundlegender Aufbau bleibt gleich. Sie sind Prokaryoten, was bedeutet, dass sie keinen Zellkern besitzen. Ihre DNA liegt frei im Zytoplasma und ist in einem ringförmigen Chromosom organisiert. Viele Bakterien enthalten zusätzlich Plasmide, kleine DNA-Ringe, die unabhängig vom Chromosom repliziert werden. Sie vermehren sich schnell und sind deshalb in der molekulargenetischen Forschung von großer Bedeutung, wobei das Darmbakterium E. coli als Modellorganismus bekannt ist.
🧪 Wachstum und Vermehrung von Bakterien
Bakterien können sich rasch durch Zellteilung vermehren. Der Prozess der Zellteilung beginnt mit der Verdopplung des Chromosoms und dem Wachstum der Zellmembran, bevor sich eine neue Zellwand bildet und zwei identische Tochterzellen entstehen. Diese Vermehrung wird als asexuelle Vermehrung bezeichnet. Der Wachstumsprozess von Bakterien wird durch eine charakteristische Wachstumskurve mit vier Phasen dargestellt: die Lag-Phase, die Log-Phase, die stationäre Phase und die Abnahmephase. In der Log-Phase vermehren sich die Bakterien exponentiell, bis das Wachstum stagniert, da die Nährstoffkonzentration sinkt und toxische Ausscheidungen zunehmen. In der Abnahmephase sterben Bakterien aufgrund von Nährstoffmangel und steigender Toxizität ab. Dieser Mechanismus ermöglicht die Vermehrung großer Bakterienpopulationen in kurzer Zeit unter günstigen Bedingungen.
Mindmap
Keywords
💡Bakterien
💡Prokaryoten
💡Plasmide
💡Ribosomen
💡Zellteilung
💡Wachstumskurve
💡Mutation
💡Nährmedium
💡Asexuelle Vermehrung
💡E. coli
Highlights
Bakterien leben auf und in uns und beeinflussen unsere Verdauung, das Immunsystem und sogar die Partnerwahl.
Bakterien können sowohl vorteilhafte als auch schwerwiegende Krankheiten hervorrufen.
Bakterien sind eine der ältesten Lebensformen auf der Erde und gehören zu den drei Domänen der höchsten biologischen Klassifizierung.
Die erste Beobachtung von Bakterien erfolgte durch einen niederländischen Naturforscher mit einem selbstgebauten Mikroskop.
Bakterien existieren in verschiedenen Formen wie Stäbchen, Kugeln und Schrauben und können mit langen Fäden ausgestattet sein.
Bakterien sind Prokaryoten, d.h. sie besitzen keinen Zellkern, ihre DNA liegt frei im Zytoplasma in Form eines ringförmigen Chromosoms vor.
Viele Bakterien besitzen Plasmide, kleine Ringe extrachromosomaler DNA, die unabhängig repliziert werden.
Bakterien haben fadenförmige Fortsätze, sogenannte Pili, die ihnen helfen, sich an Zellen oder Substrate anzuheften.
Wegen ihrer hohen Vermehrungsrate und kurzen Generationszeiten werden Bakterien häufig in der molekulargenetischen Forschung eingesetzt.
Das Darmbakterium E. coli kann sich bei einer Temperatur von 37 Grad Celsius alle 20 Minuten teilen.
Bakterienvermehrung erfolgt durch Zweiteilung, bei der aus einer Elternzelle zwei Tochterzellen entstehen.
Die Vermehrung von Bakterien folgt einer charakteristischen Wachstumskurve mit vier Phasen: Lag-Phase, log-Phase, stationäre Phase und Abnahme-Phase.
Mutationen im Erbgut von Bakterien treten spontan auf oder können durch äußere Faktoren wie Strahlung oder Chemikalien induziert werden.
Bakterien können auf Nährmedien wachsen, die entweder flüssig oder fest sind, und die Anzahl der Bakterien im Medium wird als Bakteriendichte bezeichnet.
Mutationen können Bakterien betreffen, sodass sie lebensnotwendige Substanzen nicht mehr selbst herstellen können und auf angereicherte Nährmedien angewiesen sind.
Transcripts
bakterien leben auf und in uns und haben
daher einen mächtigen einfluss auf unser
leben alles zum aufbau unter vermehrung
von bakterien erfährst in diesem video
also ab geht's
[Musik]
sie leben auf unserer haut unseren
schleimhäuten und in unserem da sie
unterstützen unsere verdauung unser
immunsystem und sogar unsere partnerwahl
und sie können schwerwiegende
krankheiten hervorrufen bakterien
gehören zu den ältesten lebensformen auf
der erde und bilden eine von insgesamt
drei domänen der höchsten
klassifizierungs kategorie in der
biologie ein niederländischer
naturforscher war der erste der die
kleinen lebewesen unter einem
selbstgebauten mikroskop beobachtet
wegen ihrer form taufte er sie auf den
namen bakterien was auf griechisch so
viel wie stäbchen bedeutet doch
bakterien kommen noch in vielen anderen
formen daher zum beispiel als
kugelförmige gucken als schrauben
familie spielen oder ausgestattet mit
langen fäden so genannten heißen
der grundlegende aufbau stimmt jedoch
bei allen bakterien formen überein
schauen wir uns das mal genauer an
bakterien sind pro karierten das heißt
sie besitzen keinen zellkern ihre dna
liegt freien plasma in einem
ringförmigen chromosom vor der ort an
dem sich die dna in der bakterienzelle
befindet wird lukits genannt diese
region ist äquivalent zum kern von
eukaryoten wird jedoch anders als hier
nicht von einer membran begrenzt
außerdem haben bakterien kleinere
ribosomen als eukaryoten nämlich
sogenannte 70s ribosomen und sonst keine
weiteren organellen zusätzlich zu ihrem
ringförmigen chromosomen haben viele
bakterien noch plasmide das sind kleine
ringe extra chromosomale dna die
unabhängig vom chromosom repliziert wird
an ihrer oberfläche tragen viele
bakterien sogenannte p mit diesem
fadenförmigen fortsätzen können sie sich
an andere zellen oder substrate anheften
wegen ihrer hohen vermehrungsrate und
ihrer kurzen generation dauern werden
bakterien häufig in der
molekulargenetischen forschung
eingesetzt
der wohl bekannteste modell organismus
ist das darmbakterium iq bei einer
umgebungstemperatur von 37 grad celsius
teilt sich das bakterium im schnitt alle
20 minuten so dass in einer einzigen
nacht aus einer ausgangszellen eine
kolonie mit zehn hoch 7 bis 10 uhr acht
zellen gezüchtet werden kann
für die zucht benötigt man ein
nährmedium je nach konsistenz
unterscheidet man zwischen
nährflüssigkeit mit gelösten nährstoffe
und mineralien oder fest nährböden hier
wird das hier mitte la gaga mit
nährstoffen und mineralien versetzt und
in eine petrischale gegossen die anzahl
der bakterien im nährmedium wird auch
bakterien tag genannt
wenn man diesen täter über einen
zeitraum von mehreren stunden alle 20
minuten bestimmt ergibt sich eine für
bakterien charakteristische
wachstumskurve mit vier phasen nämlich
der leg phase der lok phase die
stationäre phase und natürlich die
abnahme phase grund für diesen
kurvenverlauf ist der vermehrung
mechanismus von bakterien fortpflanzung
und vermehrung bei bakterien findet
nämlich in der regel durch zweiteilung
stadt zunächst verdoppelt die eltern
zelle hier chromosom
danach wächst eine plasma membran
zwischen chromosom und tochter
chromosomen und drängt die beiden
auseinander
im anschluss wächst die eltern zelle auf
circa das doppelte ihrer ausgangsgröße
heran
dabei stört sich die plasma membran nach
innen ein und zwischen den beiden zellen
bildet sich eine zellwand so dass es
schließlich zur endgültigen trennung
kommt auf diese weise entsteht bei der
ersten zellteilung eine tochterzelle bei
der zweiteilung entstehen vier und bei
der dritten teilung acht zellen und so
weiter wenn dem nährmedium zu beginn der
teilung noch viele nährstoffe enthalten
sind und die bakterien noch reichlich
platz sein können sich die bakterien
zunächst rasch war
nach dem exponentiellen wachstum in der
lok phase stagniert das wachstum jedoch
weil die nährstoffkonzentration im
medium sinkt während bakterien dichte
und die anzahl giftige ausscheidungs
produkte steigt so weit so logisch und
in der abnahme phase können sogar
bakterien sterben was zu einem abfall
der wachstumskurve führt dabei einer
zweiteilung aus einer eltern zelle zwei
identische tochterzellen entstehen
spricht man auch von asexuelle
vermehrung und das sehen wir uns jetzt
näher an
aber nicht alle bakterien in einer
kultur sind die genetisch identische
klone
das liegt daran dass es häufig zu
veränderungen des erbguts sogenannten
mutationen kommt mutationen treten in
der regel spontan und ungerichtete auf
sie können aber auch gezielt durch
äußere faktoren wie strahlung oder
chemikalien induziert werden diese
faktoren nennt man mutter gene manche
mutanten fehlt die fähigkeit
lebensnotwendige substanzen wie
aminosäuren fettsäuren oder vitamine
selbst herzustellen
diese mutanten nennt man auch auf so
prof
damit sie wachsen und sich vermehren
können benötigen sie ein voll medium das
mit ihnen entsprechende substanzen
angereichert ist
im gegensatz dazu wachsen pro toto für
bakterien auch auf minimal medien mit
einer einfachen nährstoffe ausstattung
sie können alle lebenswichtigen
substanzen nämlich selbst herstellen die
wild form von e coli ist proto truppe
mutanten können im labor mithilfe mutter
gegner faktoren wie uv strahlung oder
salpetersäure gezüchtet werden du
solltest also auf jeden fall auch mal
den begriff sexuelle vermehrung gehört
haben um den bau und die vermehrung von
bakterien zu verstehen mehr über die
bakterien genetik erfährst du in diesem
video und natürlich in unserer playlist
also unbedingt mal abchecken abonnieren
und daumen hoch freut uns sehr und bis
zum nächsten video viel erfolg mach's
gut
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