Themen des Biounterrichtes werden sein:

• Krankheiten, Krankheitsbekämpfung und Schutzmöglichkeiten 
• Wie funktioniert Vererbung?
• Menschliche Sexualität, Zeugung und Entwicklung eines Kindes
• Wechselwirkung von Umwelt und Mensch: Umweltprobleme

Übertragbare Krankheiten, die sogenannten Infektionskrankheiten, werden durch Krankheitserreger verursacht, die von einem auf den nächsten Organismus übertragen werden. Solche Krankheiten können verursacht werden durch

• Bakterien         ---> wissenschaftliche Fachrichtung Bakteriologie
• Viren                ---> Virologie
• Einzeller / Parasiten          ---> Parasitologie
• Pilze                                  ---> Mykologie
• infektiöse Eiweiße / Proteine (so genannte PRIONEN, die z.B. BSE (Rinderwahnsinn) auslösen)

Bakterien gehören zu den Mikroorganismen und sind einfach gebaute Zellen ohne Zellkern. Sie besiedeln alle Lebensräume auf der Erde, im Wasser (sogar in sehr heißen Quellen!), in der Luft und sogar viele Lebensräume in anderen Lebewesen, z.B. die menschliche Haut, die Schleimhäute (z.B. im Mund-Rachenraum) und in ungeheuer großer Anzahl unseren Darm.  Eine Abbildung eines Bakteriums und vieles Wissenswertes über Bakterien findet man in Biobuch S. 128 ff, sowie hier und hier.

Viren sind keine Lebewesen, denn sie erfüllen nicht die Kriterien für Lebewesen. Zum Beispiel können sich nicht eigenständig vermehren, bestehen nicht aus Zellen und reagieren nicht auf Reize. Sie sind sehr viel kleiner als Bakterien. Viren sind Parasiten für Zellen. Bei Befall kontrollieren sie deren Funktionen und nutzen die zellulären Organellen für ihre eigene Vermehrung, was oft zur Zerstörung der Wirtszelle führt. Viren verursachen viele zum Teil höchst gefährliche Erkrankungen, z.B. AIDS, Gelbsucht (Hepatitis), Frühsommer-Gehirnhautentzündung, Tollwut, Kinderlähmung, Herpes, Ebolafieber, Gelbfieber uvm. Siehe Buch S.124ff

Mehr über Viren bei Planet Wissen.

Zum Schutz vor übertragbaren (infektiösen) Erkrankungen kann man

1) den Kontakt mit Krankheitserregern möglichst vermeiden (Schutzmaske, Moskitonetz, Isolation von Erkrankten, und z.B. beim Geschlechtsverkehr ein Kondom benutzen, um sich vor sexuell übertragbaren Krankheiten zu schützen),

2) sich gegen verschiedene häufig auftretende Infektionskrankheiten impfen lassen(s.u.), oder

3) wie z.B. bei der Malaria mit geeigneten Mitteln eine chemische Vorbeugung (Prophylaxe) gegen die Übertragung und Erkrankung betreiben.

Hier werden die zwei Impfverfahren erörtert: Aktive und passive Immunisierung (IMPFUNG)

Impfungen gelten als eine der bedeutsamsten Errungenschaften der modernen Menschen. Eine gute Übersicht über Impfungen erhält man hier: Impfung

Akteure der körpereigenen Abwehrreaktion sind Fresszellen (Makrophagen), T-Helfer- und T-Killerzellen, sowie B-Zellen und die daraus entstandenen Plasmazellen und B-Gedächniszellen. Mehr über die einzelnen Akteure erfahrt ihr hier.

Informationsfilm über die Immunantwort von Quarks (WDR) im Westernformat.

Linktipps:

•  Interaktive Immunabwehr-Internetseiten bei Planet Schule
• Animationen zur Erklärung der Immunabwehr von Bakterien, Viren, Malariaerregern (Parasiten), Tetanuserregern und Impfung

Was ist HIV? Welche Übertragungswege gibt es? Wie kann ich eine Ansteckung vermeiden? Wie kann ich gesund bleiben / werden, wenn ich HIV-positiv bin?

Überblick zu HIV und AIDS hier im SimpleClub Biologie Film.

Einige wenige von vielen Fragen, die sich stellen, wenn man geschlechtsreif geworden ist. Hier gibt es Antworten: Deutsche AIDS-Hilfe .

Wie schon der deutsche Humorist Heinz Erhardt sehr treffend festgestellt hat, ist die Grundeinheit jedes Lebewesens eine Zelle.

Zellen

Das Leben kommt auf alle Fälle

aus einer Zelle.

Doch manchmal endet´s auch - bei Strolchen! -

in einer solchen.

(zitiert aus "Das große Heinz Erhardt Buch")

Alle Lebewesen bestehen aus mindestens einer Zelle, denn Zellen sind die kleinste Baueinheit des Lebens. Innerhalb einer Zelle finden sich verschiedene Organellen, die vergleichbar mit den Organen unseres Körpers unterschiedliche Aufgaben innerhalb der Zelle übernehmen, z.B. ein Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen ....  Wie eine Zelle aufgebaut ist, kannst du in diesem Film erfahren. Zwischen einer Tier-, Pflanzen- und einer Bakterienzelle gibt es einige Unterschiede (ganz oben auf der verlinkten Seite gibt es dazu einen Film!).

Mendelsche Vererbungsgesetze

Gregor Mendels Erforschung der Gesetze der Vererbung und die Mendel´schen Vererbungsregeln ---> Film Meilensteine der Naturwissenschaften

 Alternativer Film: https://www.youtube.com/watch?v=dZoqJSOkVF0

Beim Beispiel Blutgruppenvererbung kann man seine Vererbungsregeln anwenden. Bei den Blutgruppen des Menschen werden A, B, AB und 0, sowie der Rhesusfaktor-Status unterschieden. Mit den Buchstaben kennzeichnet man spezifische Antigene auf der Oberfläche der roten Blutzellen, den Erythrozyten.

Ein Mensch mit Blutgruppe A hat auf seinen Erythrozyten das A-Antigen. In seinem Blutserum finden sich Antikörper gegen das Antigen B. Erhält er als Empfänger bei einen Unfall Blut der Blutgruppe B, so würden seine anti-B Antikörper an die B-Antigene auf den Erythrozyten des Spenderblutes binden und diese verklumpen. Er darf nur Blut der Blutgruppe A oder aber der Blutgruppe 0 erhalten. Erythrozyten der Blutgruppe 0 tragen weder A- noch B-Antigene und deshalb kann man dieses Blut in alle Empfänger geben.

•  Film zur Blutgruppenverträglichkeit

Die Blutgruppenmerkmale A und B werden dominant vererbt und sind gleich stark, das Merkmal 0 ist rezessiv. Erhält ein Kind vom Vater das Merkmal A und von der Mutter das Merkmal B, so hat es die Blutgruppe AB. A0, AA und BB, B0 ergeben Blutgruppe A bzw. B, da 0 rezessiv ist! Nur wenn ein Kind 00 erhält, hat es die Blutgruppe 0.

Der Rhesusfaktor wird rezessiv vererbt, weshalb Rh+/Rh+ und Rh+/Rh- Rhesusfaktor positiv ergibt und nur Rh-/Rh- zu negativen Rhesusfaktor-Status des Blutes führt.

Duchenne Muskeldystrophie

Film https://www.ardmediathek.de/video/odysso-wissen-im-swr/werden-seltene-erbkrankheiten-heilbar/swr/Y3JpZDovL3N3ci5kZS8yMDk0MDQzNg

Was bedeutet "Gonosomal oder Autosomal" vererbte Erbkrankheit? 

Hämophilie

Bei der auch Bluterkrankheit genannten Erkrankung sind unersetzliche Komponenten des Gerinnungssystems defekt. Dadurch stoppt bei Verletzungen die Blutung nicht. Es droht die Verblutung. Die Krankheit wird  rezessiv über das weibliche Geschlechtschromosom X gonosomal vererbt. Männer erkranken daher sehr viel öfter, da sie nur ein X-Chromosom besitzen und ein defektes Gen nicht kompensieren können. Nur Frauen mit zwei defekten X-Chromosomen erkranken. Frauen mit nur einem defekten Gen sind lediglich potentielle Überträgerinnen der Krankheit an die Folgegeneration.

Rot-Grün-Sehschwäche

Die auch als Rot-Grün-Blindheit bezeichnete Krankheit wird rezessiv über das weibliche Geschlechtschromosom X gonosomal vererbt. Deshalb haben ca. 9 % der Männer (XY) und nur ca. 0,5 % der Frauen (XX) diese Farbsehschwäche. In diesem Beispiel trägt X eine fehlerhafte Erbinformation für die Farbsichtigkeit, X ist das gesunde Chromosom. Frauen mit XX sind Überträgerinnen der Krankheit, die aber selbst nicht erkranken.

Link: So würde ein Rot-Grün-Blinder ein von dir gewähltes Bild sehen.

Weitere interessante Links zum Thema Auge.

Chorea Huntington

Die auch Veitstanz genannten Chorea Huntington-Erkrankung wird dominant vererbt. Die an dieser Nervenkrankheit erkrankten zeigen unkontrollierte, überschießende Bewegungen, torkelnden Gang und mitunter Grimassen schneiden. Männer und Frauen sind gleichermaßen betroffen, denn die Krankheit wird durch ein geschädigtes Körperchromosom 4 (ist also autosomal vererbt) verursacht. Ein durch eine Mutation defektes Eiweiß zerstört Nervenzellen. Dadurch verliert die/der Betroffene zunehmend die Kontrolle über ihren/seinen Bewegungsapparat.

Mukoviszidose / Cystische Fibrose (CF)

Die cystische Fibrose ist eine rezessive Erbkrankheit, die über ein Körperchromosom (also autosomal) weitergegeben wird. Daher sind Männer und Frauen gleich oft betroffen. Man erkrankt daher nur wenn man zwei defekte Chromosomen hat. Durch zähen Schleim in der Lunge, Bauchspeicheldrüse, Leber oder Dünndarm wird die Organfunktion beeinträchtigt. Bei der CF der Lunge werden die Bronchien der Lunge verstopft und durch häufige Entzündungen geht die Lungenfunktion nach und nach verloren.

Zur Speicherung von Erbinformation benutzt die Natur ein Makromolekül, die DNA. Ihr Aufbau, ihre Struktur und der Vervielfältigungsmechanismus wurde vor allem durch die Arbeit der späteren Nobelpreisträger Francis Crick und James Watson aufgeklärt. Allerdings hätten diese beiden ihre Pionierarbeit nicht ohne die wertvolle Vorarbeit anderer, z.B. Erwin Chargaff, Maurice Wilkins und vor allem Rosalind Franklin, bewältigt. Watson, Crick und Wilkins erhielten für ihre Arbeit den Nobelpreis für Medizin. Rosalind Franklin war bereits verstorben und konnte daher nicht mehr mit dem Nobelpreis ausgezeichnet werden.

Der erste Film zeigt die phänomenale Arbeit zur Entschlüsselung dieser ursprünglich sehr rätselhaften Vorgänge, der zweite die Vorgänge bei der Verdopplung auf der molekularen Ebene:

• Meilensteine der Naturwissenschaften: Watson, Crick und die DNA

• Verdopplung der DNA - so funktioniert es!
  

Die Zellteilung: Mitose

Bei jeder Teilung einer Körperzelle müssen beide Tochterzellen die vollständige Erbinformation erhalten. Daher werden vor der Zellteilung alle 46 Chromatinfäden kopiert / verdoppelt. Für die darauf folgende Zellteilung werden die Chromatinfäden in eine verdichtete Transportform, die Chromosomen, umgewandelt. Der ganze Vorgang der Zellteilung einer Körperzelle mit 46 Chromosomen, die Mitose, ist hier im Film dargestellt.

 

Meiose

Bei der Meiose werden aus einer Zelle durch eine besondere Art der Zellteilung Keimzellen, Samenzellen beim Mann, und die Eizellen bei der Frau. Dabei wird der Chromsomensatz auf die Hälfte reduziert: die Keimzellen sind nämlich im Gegensatz zu den normalen (diploiden) Körperzellen haploid und enthalten nur 23 Chromosomen, statt 23 homologe Chromsomenpaare = 46 Chromsomen. Die unterschiedlichen Phasen der Meiose sind hier dargestellt. 

Man kann die Vorgänge auch mit Pfeifenreiniger-Modellen der Chromosomen nachspielen, siehe Film

Klonieren: PCR zum Amplifizieren der DNA

Film zum Klonieren aus der Serie Total Phänomenal

• Zwillinge, Drillinge ... sind natürliche Klone
• Wie geht man beim Klonieren vor?
• Was ist der Unterschied zwischen der therapeutischen und der reproduktiven Klonierung?
• Reproduktives Klonieren von Menschen ist in Deutschland und den meisten Ländern der Welt strikt verboten !!