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Biologie: 8. Klasse | Bakterien

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Bakterien

Bau von Bakterien

Bakterien besitzen unterschiedlich große Körper. Sie sind in der Regel zwischen 0,2 µm und 7 µm groß (die Schwefelperle wird bis zu 0,7 mm groß – sie ist damit mit dem bloßen Auge sichtbar).

Bakterienformen

Die Einzeller können auch unterschiedliche Körperformen haben:

Aufbau Spirillen Spirillen sind wendelförmige Bakterien, die relativ groß sind.

Aufbau Spirillen Auch als Kokken bezeichnet man Kugelbakterien, die eine runde bzw. rundliche Form haben.

Aufbau Diplokokken Diplokokken bilden sich, wenn sich Kokken nach der Teilung nicht trennen.

Aufbau Bazillen Bazillen sind stäbchenförmige Bakterien.

Aufbau Kommabakterien Kommabakterien sind gebogene Stäbchenbakterien. Hierzu gehört etwa der Erreger der Cholera.

Der Bau eines Bakteriums unter einem Elektronenmikroskop

Aufbau eines Bakteriums
Aufbau eines Bakteriums

Die unterschiedlichen Bestandteile haben verschiedene Funktionen:

Vermehrung der Bakterien

Wenn die Umgebung feucht, warm ist und viele Nährstoffe enthält, ist sie für die Entwicklung der Bakterien günstig. Sie können sich dabei innerhalb von 20 Minuten durch Zellteilung vermehren.

Die Vermehrung erfolgt dennoch nicht rein exponentiell:

Vermehrung von Bakterien
Vermehrung der Bakterien[1]

Die erste Phase ist die Anlaufphase, in der sich die Bakterien an die neuen Nährstoffe anpassen. Darauf folgt die log-Phase (logarithmische Phase) mit dem stärksten Wachstum. In der Abbremsphase verläuft die Vermehrung langsamer. In der vierten Phase, der Stationären Phase, ist die Teilungsrate gleich der Absterberate und in der fünften Phase sterben mehr Bakterien.

Gründe für diesen Verlauf sind, dass sich in den ersten zwei Phasen die Bakterien zunächst an die neue Umgebung anpassen müssen. In den folgenden Phasen werden die Nährstoffe aufgebraucht, die Bakterien haben nicht mehr genügend Fläche und es kommt zu Vergiftung durch die Ausscheidungsprodukte, die beim Stoffwechsel anfallen.

Ernährungssystem bei Bakterien

Autotrophe Ernährung

Autotrophe Lebewesen sind in der Lage, die benötigten Nährstofe selbst herzustellen. Sie sind also selbsternährend. Erfolgt die Herstellung mithilfe des Sonnenlichts, spricht man von Photoautotrophie. Gewinnt das Lebewesen die Nährstoffe aus anorganischen Verbindungen, sind diese chemoautotroph.

Heterotrophe Ernährung

Im Gegensatz dazu müssen heterotrophe Lebewesen die zum Leben benötigten Nährstoffe über ihre (organische) Nahrung aufnehmen. Dazu gehören Tiere und Pilze. Bakterien können aerob sein: Sie benötigen Sauerstoff, um zu überleben. Dagegen sind anaerobe Bakterien in der Lage, auch ohne Sauerstoff zu leben (z.B. Fäulnisbakterien).

Nutzen der Bakterien für den Menschen

Milchsäurebakterien und Essigsäurebakterien

Milchsäurebakterien sind anaerobe Bakterien. Sie können Traubenzucker in Milchsäure umwandeln und dadurch Energie umsetzen. Dies wird bei Produktion von Käse, Joghurt und von Sauerkraut ausgenutzt. Im menschlichen Körper sind sie auch für die Darm- und Vaginaflora bedeutend.

Essigsäurebakterien wandeln Ethanol (Trinkalkohol) in Essigsäure um. Sie werden – ebenso wie die Milchsäurebakterien – zur Konservierung von Lebensmitteln eingesetzt.

Genmanipulierte Bakterien

Durch die Manipulation (Änderung) des Erbguts eines Bakteriums kann man es dazu bringen, dass beim Stoffwechsel Stoffe entstehen, die dem Menschen einen positiven Nutzen bringen. So werden Bakterien z.B. bei der Medikamentenherstellung eingesetzt.

Reinigung von Gewässern

Bakterien sind in der Lage organische Stoffe, also verstorbene Tiere oder Pflanzen zu zersetzen. Sie erzeugen dabei Kohlenstoffdioxid (CO2) und andere Stoffe. Dies nutzt man unter anderem in Kläranlagen aus.

Bakterien als Krankheitserreger

Viele Krankheiten werden durch Bakterien ausgelöst. Dazu zählen unter anderem Keuchhusten, verschiedene Lebensmittelvergiftungen und auch die Pest. Dagegen helfen zum Beispiel Antibiotika.

Antibiotika

Unter einem Antibiotikum versteht man einen Stoff, der von Mikroorganismen gebildet wird und mit dem man andere Mikroorganismen töten oder deren Verbreitung hemmen kann.

Wirkung Penicillin
Wirkung von Penicillin

Alexander Fleming entdeckte 1928 das Penicillin aus dem Schimmelpilz Penicillium notatum durch Zufall. Er stellte fest, dass sich um dem Schimmelpilz ein bakterienfreier Hof bildete. Daraus schloss er, dass jener eine antibakterielle Wirkung hatte.

Ab 1940 gab es das Penicillin in reiner Form und wurde ab 1944 aufgrund des zweiten Weltkriegs in großen Mengen hergestellt.

Es gibt aber dennoch ein Problem bei der Behandlung mit Antibiotika. Überstehen Bakterien eine Behandlung mit diesen Mitteln, bilden sie Resistenzen und sind immun gegen jene.

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