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Viren: die Vermehrung von Viren

Viren sind keine Lebewesen, benötigen jedoch eine Wirtszelle, um sich zu vermehren. Ihr einfacher Aufbau umfasst ein Genom umgeben von einem Kapsid. Erfahre den Unterschied zwischen dem lytischen und lysogenen Vermehrungszyklus und entdecke, wie antivirale Medikamente die Virenvermehrung stoppen können. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

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Team Digital
Viren: die Vermehrung von Viren
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse - 11. Klasse

Viren: die Vermehrung von Viren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Viren: die Vermehrung von Viren kannst du es wiederholen und üben.
  • Stelle dar, welche Schritte beim lytischen Zyklus ablaufen.

    Tipps

    Damit die Viren in die menschliche Wirtszelle eindringen können, müssen sie sich an die Oberflächenrezeptoren der Zelle anheften.

    Die Freisetzung der Viren erfolgt erst, wenn die Zelle sehr viele neue Viren erzeugt hat.

    Die Freisetzung des Genoms erfolgt nach dem Eindringen des Virus in die menschliche Wirtszelle.

    Auch wenn die Schritte nach der Freisetzung des Genoms parallel ablaufen, erfolgt der Zusammenbau der ersten Viren erst nach der Vermehrung der ersten Genomteile.

    Lösung

    Der lytische Zyklus beginnt mit der Anheftung des Virus mit seinen Oberflächenproteinen an die Rezeptoren der Wirtszelle.
    Es folgt das Eindringen des Virus in die Wirtszelle und die Freisetzung des Genoms.
    Falls nur das Genom in die Wirtszelle eingeschleust wurde, entfällt die Freisetzung.
    Dann kann die Wirtszelle mit der Vermehrung des Genoms beginnen und somit auch mit dem Bau neuer Virusproteine und dem Zusammenbau der neuen Viren.
    Erst wenn das gesamte Stoffwechselpotenzial der Zelle ausgeschöpft und sie voll mit Viren ist, erfolgt die Freisetzung der Viren.

  • Beschreibe den Ablauf des lytischen Zyklus.

    Tipps

    Setze zuerst einmal die Begriffe ein, bei denen du dir sicher bist, und lasse Lücken frei, bei denen du dir unsicher bist.

    Nutze auch die dargestellten Bilder, wenn du dir bei Einzelheiten eines Schrittes unsicher bist.

    Lösung

    Viren können sich nicht eigenständig vermehren und benötigen dazu andere Zellen, sogenannte Wirtszellen. Um diese zu befallen, muss sich das Virus zuerst anheften. Für diesen Schritt werden äußere Strukturen der Viren, zum Beispiel Spikes, und genau dazu passende Strukturen an der Oberfläche der Wirtszelle benötigt.
    Trifft nun das Virus auf eine passende Zelle, dringt es in diese ein, indem es zum Beispiel von der Membran der Wirtszelle umschlossen und in einem Membranbläschen, Vesikel genannt, aufgenommen wird.
    Danach lösen sich die äußeren Bestandteile des Virus auf und das Erbgut des Virus wird freigesetzt. Es gibt allerdings auch Viren, die eindringen, indem sie mit der Zellmembran verschmelzen, oder Viren, die ausschließlich ihr Erbgut in die Zelle einschleusen. Dieses wird anschließend entweder zum Zellkern der Wirtszelle transportiert oder es verbleibt (zum Beispiel bei RNA-Viren) im Zellplasma.
    In der Wirtszelle übernimmt das Virus durch sein Erbgut nun den Stoffwechsel. Dabei entstehen neue Virenbestandteile, also das virale Erbgut und Hüllproteine.
    Die einzelnen Virusbestandteile verbinden sich und es entstehen neue Viren. Diese so neu geformten Viren sorgen dafür, dass die Wirtszelle zerstört wird und sie auf diese Weise freigesetzt werden. Manche Viren verlassen die Wirtszelle jedoch auch durch Knospung, wodurch die meisten behüllten Viren ihre Membranhülle erhalten.

  • Charakterisiere die wichtigsten Schritte des lysogenen Zyklus.

    Tipps

    Eine der Antwortmöglichkeiten ist nicht korrekt.

    Lösung

    Beim sogenannten lysogenen Zyklus wird das virale Erbgut nach Eintritt in die Wirtszelle in dessen Erbgut eingebaut und die Zelle wird nicht zerstört. Somit wird bei jeder Zellteilung nicht nur das Erbgut der Wirtszelle, sondern auch das eingebaute virale Erbgut vervielfältigt.
    Allerdings kann unter bestimmten Bedingungen das Virus vom lysogenen in den lytischen Vermehrungszyklus übergehen.
    Dies kann zum Beispiel durch Strahlung, Temperaturschocks oder Chemikalien ausgelöst werden.
    Je nach Virusart kann die lysogene Phase unterschiedlich lange dauern.

  • Zeige die Unterschiede und Gemeinsamkeiten vom lysogenen und lytischen Zyklus auf.

    Tipps

    Manche Bausteine scheinen zunächst mit mehreren Antworten zusammenzupassen. Lies dir alle Satzteile genau durch und achte auf kleine Signalwörter wie „nur“.

    Das Erbgut des Virus wird sowohl im lysogenen als auch im lytischen Stoffwechsel vermehrt. Doch nur bei einem der beiden Zyklen findet die Vermehrung aufgrund von Zellteilung statt.

    Lösung

    Der lysogene und lytische Zyklus haben einige Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Die Viren möchten ihr Erbgut vermehren und auf diese Weise früher oder später für eine Erzeugung vieler neuer Viren sorgen, die weitere Wirtszellen befallen können.
    Sowohl beim lytischen als auch beim lysogenen Zyklus muss das Erbgut zuerst in die Wirtszelle eingebracht werden. Doch nur beim lytischen Zyklus beginnt der Stoffwechsel der Wirtszelle sofort nach Eindringen des viralen Erbguts in den Zellkern mit der Virusvermehrung. Und auch wenn das Erbgut in beiden Zyklusarten vervielfältigt wird, wird es nur beim lysogenen Zyklus bei jeder Zellteilung mit vermehrt.
    Durch Umwelteinflüsse wie Temperaturschocks, Strahlung oder Chemikalien kann das Virus vom lysogenen in den lytischen Vermehrungszyklus übergehen. Doch je nach Virusart kann die lysogene Phase unterschiedlich lange dauern.

  • Benenne die möglichen Wege, eine Wirtszelle zu infizieren.

    Tipps

    Eine der Auswahlmöglichkeiten ist falsch.

    Viren infizieren Wirtszellen stets nur durch eine konkrete Interaktion mit den Zellstrukturen.

    Lösung

    Viren haben unterschiedliche Wege, eine Wirtszelle zu infizieren. Sie können dies tun, indem sie an Strukturen der Wirtszelle binden und daraufhin von der Zellmembran umschlossen und in Membranbläschen aufgenommen werden.
    Viren können aber auch in die Wirtszelle eindringen, indem sie direkt mit der Zellmembran verschmelzen.
    Andere Viren heften sich an die Wirtszelle an, bringen aber ausschließlich ihr Erbgut ein.

  • Untersuche, welche Zellen unsere bekanntesten Viren befallen.

    Tipps

    Der Fachbegriff für Leberzellen ist „Hepatozyten“. Moment mal, das klingt doch fast wie ...

    An welchen Körperstellen macht sich ein Ausbruch von Herpes-Viren erkenntlich? Welche Arten von Zellen könnten also betroffen sein?

    Lösung

    Influenza-Viren sind Grippe-Viren und wie im Video bereits erwähnt befallen diese die Zellen der Atemwegsschleimhäute.
    Herpes-Viren verstecken sich im Körper. Doch bei einem Ausbruch erkennst du das oft an kleinen, schmerzhaften Bläschen an der Lippe oder anderen Schleimhäuten. Denn an diesen Haut- und Schleimhautzellen dringen sie hauptsächlich ein.
    HI-Viren greifen die T-Lymphozyten des Immunsystems an.
    Hepatitis-Viren befallen, wie ihr Name vermuten lässt, sogenannte Hepatozyten. Und das sind nichts anderes als Leberzellen.