Informatie

7.1: Infectieziekteprotocol - Biologie


De verspreiding van een infectieziekte

Een infectieziekte is een ziekte die wordt veroorzaakt door ziektekiemen die van de ene persoon op de andere kunnen worden overgedragen. Wat zijn enkele infectieziekten?

Deze activiteit simuleert de verspreiding van een infectieziekte. Een simulatie is een vereenvoudigde demonstratie van een echt biologisch proces. Onze simulatie laat zien hoe een besmettelijke ziekte zich kan verspreiden van de ene besmette persoon naar andere mensen die op hun beurt anderen besmetten.

Instructies:

1. Je leraar geeft iedereen een beker gevuld met een heldere oplossing. Deze oplossing vertegenwoordigt uw lichaam. Enkel en alleen een persoon in de klas zal een beker hebben die is "besmet”. Het is duidelijk dat je moet niet drinken uit de beker. Bij laboratoriumactiviteiten mag je nooit iets drinken of eten, tenzij je leraar je vertelt dat het veilig is om dat te doen.

2. In dit deel van de activiteit zul je: interactie met twee andere studenten. Om met een andere leerling te communiceren, giet je al je oplossing in de beker van je partner. Laat uw partner vervolgens alle gemengde oplossing teruggieten in uw lege beker. Giet tot slot de helft van de gemengde oplossing terug in de lege beker van uw partner. Wacht op het signaal van je leraar en ga dan naar een ander deel van het klaslokaal en communiceer met een tweede student. Nadat u klaar bent met uw tweede interactie, keert u terug naar uw stoel.

Schat hoeveel mensen je denkt besmet te raken. _________

3. Je leraar komt langs en plaatst een "infectie-indicator" in je kopje. Als u oplossingen heeft uitgewisseld met de oorspronkelijke geïnfecteerde persoon of iemand anders nadat deze geïnfecteerd is geraakt, bent u nu geïnfecteerd en wordt uw oplossing roze. Als u geen oplossing heeft uitgewisseld met iemand die geïnfecteerd was, zal uw oplossing niet verkleuren.

Vervolgens zal je leraar iedereen die besmet is vragen om hun hand op te steken.

Hoeveel mensen waren besmet? _________

4. Je zult nog een reeks interacties doen, opnieuw beginnend met slechts één student Met een besmet beker. Deze keer zal er zijn drie interactierondes. Zorg ervoor dat je voor elke interactie naar een ander deel van de kamer gaat met verschillende studenten.

Schat hoeveel mensen volgens jou besmet zullen raken nadat elke leerling contact heeft gehad met drie andere leerlingen. _________

Nadat de leraar met de indicator is langsgekomen, schrijf je op hoeveel mensen daadwerkelijk besmet waren. _________

5. Nu ga je een grafiek maken van hoe een infectie zich verspreidt om meer en meer mensen te besmetten na elke interactie.

Teken eerst een punt om aan te geven dat één persoon vóór enige interactie was geïnfecteerd.

Hoeveel mensen zouden besmet zijn na slechts één interactie? _________

Voeg dit punt toe aan je grafiek.

Plot vervolgens het aantal mensen dat na twee interacties besmet was (vanaf 3 op pagina 1) en het aantal mensen dat besmet was na drie interacties (van 4 op pagina 1).

Discussievragen

6. Hoeveel mensen ontwikkelden een nieuwe infectie als gevolg van de eerste interactieronde? _____

Hoeveel mensen ontwikkelden een nieuwe infectie als gevolg van de tweede ronde van interacties? _____

Hoeveel mensen ontwikkelden een nieuwe infectie als gevolg van de derde ronde van interacties? _____

Welke interactieronde resulteerde in de grootste toename van het aantal geïnfecteerde mensen?_____

In elke interactieronde kan elke geïnfecteerde persoon één nieuwe persoon besmetten. Daarom zal een interactie die begint met meer geïnfecteerde mensen over het algemeen leiden tot meer nieuwe infecties.

7. Hoeveel mensen denk je dat besmet zouden raken als je klas vier interacties had? _____

Licht je redenering toe.

Hoeveel mensen denk je dat besmet zouden raken als je klas vijf interacties had? _____

Zet deze punten in de grafiek en gebruik het symbool P om aan te geven dat dit voorspelde punten zijn.

8. In onze simulatie verspreidde de infectieziekte zich zeer snel. Binnen enkele minuten waren meerdere mensen besmet. In het echte leven verspreiden infecties zich niet zo snel. Wat zijn enkele redenen dat de verspreiding van infecties in het echte leven langzamer gaat?

Bevolkingsgroei

Er zijn enkele interessante overeenkomsten tussen de verspreiding van infectieziekten in onze simulatie en bevolkingsgroei, b.v. de toename van het aantal bacteriën, planten of dieren in een populatie. Stel bijvoorbeeld dat een enkele bacterie in een bak met bouillon wordt geplaatst die voldoende voedsel heeft voor bacteriegroei, zodat elke 30 minuten elke bacterie zich in twee bacteriën verdeelt. Dit resulteert in een verdubbeling van het aantal bacteriën elke 30 minuten, vergelijkbaar met de verdubbeling van het aantal geïnfecteerde mensen na de eerste en tweede ronde van interacties in de verspreiding van infectieziektesimulatie.

9. Als een enkele bacterie in een bak met bouillon wordt geplaatst en het aantal bacteriën in de populatie verdubbelt elke 30 minuten, hoe lang denk je dat het zou duren voordat er 1000 bacteriën zouden zijn?

10. Om te berekenen hoe lang het werkelijk duurt voordat een enkele bacterie zich vermenigvuldigt om een ​​populatie van 1000 bacteriën te vormen, vult u het aantal bacteriën in de tabel in.

1

Bacterie aan het begin

Bacteriën na 30 minuten

Bacteriën na 1 uur

Bacteriën na 1 uur en 30 minuten

Bacteriën na 2 uur

Bacteriën na 2 uur en 30 minuten

Bacteriën na 3 uur

Bacteriën na 3 uur en 30 minuten

Bacteriën na 4 uur

Bacteriën na 4 uur en 30 minuten

Bacteriën na 5 uur

11. Hoe lang zou het duren voordat de populatie bacteriën is toegenomen van 1 bacterie naar 500 bacteriën?

Hoe lang zou het duren voordat de populatie bacteriën is toegenomen van 500 bacteriën naar 1000 bacteriën?

Merk op dat, wanneer een populatie elke 30 minuten verdubbelt, het aantal bacteriën in de populatie steeds sneller toeneemt naarmate de populatie groter wordt. Dit soort bevolkingsgroei heet exponentiële groei.

12. Om te zien hoe exponentiële groei er in een grafiek uitziet, gebruikt u de gegevens uit de tabel op de vorige pagina om het aantal bacteriën op elk moment in deze grafiek uit te zetten.

13. Waarom wordt de helling van deze exponentiële groeicurve veel steiler in het vierde en vijfde uur van de bevolkingsgroei?

Als de exponentiële groei 10 uur zou doorgaan, zou de oorspronkelijke enkele bacterie toenemen tot een populatie van meer dan een miljoen bacteriën. Dit illustreert hoe exponentiële groei kan resulteren in een zeer snelle toename van de bevolkingsomvang.

14. In de echte wereld kan geen enkele populatie bacteriën of enig ander biologisch organisme voor altijd exponentieel blijven toenemen. Waarom niet?

Alle organismen hebben hulpbronnen zoals water en voedingsstoffen nodig om te groeien en zich voort te planten. De omgeving waar een bevolking groeit, heeft slechts een beperkte hoeveelheid middelen. Naarmate de bevolking groter wordt, zullen er niet genoeg middelen zijn om de aanhoudende snelle groei van de bevolking te ondersteunen. De groeisnelheid van de bevolking zal afnemen en ten slotte zal de bevolking een maximale grootte bereiken die de wordt genoemd draagvermogen van het milieu. Dit soort logistieke groei curve wordt geïllustreerd in de figuur.

15. Welk kenmerk van de logistische groeicurve zou kunnen worden veroorzaakt door toenemende concurrentie om voedsel naarmate de bevolking groter wordt? Gebruik een pijl om deze eigenschap aan te geven.

16. Welk deel van de logistieke groeicurve lijkt op exponentiële groei? Omcirkel dit in de figuur.


1 Over infectieziekten

Deze interactieve tijdlijn toont het optreden van een aantal uitbraken, epidemieën en pandemieën in de menselijke geschiedenis. Studenten moeten erkennen dat epidemieën deel uitmaken van het menselijk leven, het resultaat zijn van menselijke activiteit en gevolgen hebben voor de infrastructuur van samenlevingen. Voor elke ziekte wordt informatie gegeven over de biologie van de ziekteverwekker, de ecologische, sociale, culturele en biologische factoren die betrokken zijn bij de verspreiding van de ziekte, en de gevolgen van de ziekte.

Mogelijke manieren om de tijdlijn te gebruiken zijn onder meer:

  • elk voorbeeld klassikaal bespreken en zoeken naar gemeenschappelijke patronen in de factoren
  • een "puzzel"-leerstrategie hebben waarin teams experts worden in elke epidemie of ziekte en vervolgens hun inzichten delen met de klas
  • het hebben van studenten als individuen of in paren bepalen de ecologische, sociale, culturele en biologische factoren die betrokken zijn bij de verspreiding van de ziekte.

Studenten zullen terugkeren naar de tijdlijn in andere modules in deze serie.

Welke epidemieën kent u? Deze interactieve tijdlijn geeft voorbeelden van uitbraken, epidemieën en pandemieën die zich in de loop van de menselijke geschiedenis hebben voorgedaan. Deze gebeurtenissen zijn het gevolg van menselijk handelen en hebben gevolgen voor de infrastructuur van samenlevingen.

Als u over de verschillende ziekten op de tijdlijn leest, moet u beslissen welke uitbraken zijn (het voorkomen van een ziekte in een gemeenschap, in grotere aantallen dan verwacht voor die gemeenschap), epidemieën (het voorkomen van een ziekte afkomstig van een gemeenschappelijke bron in ver grotere overmaat dan normaal zou worden verwacht in een gemeenschap of regio) en pandemieën (een wereldwijde epidemie.)

Merk op dat een wereldwijde epidemie kan zijn begonnen als een uitbraak, escaleerde tot het niveau van een epidemie en zich uiteindelijk verspreidde naar een aantal landen, waarbij grote aantallen van de bevolking in elk land werden getroffen.


Het infectieproces kan worden onderverdeeld in fasen, die elk kunnen worden geblokkeerd door verschillende afweermechanismen. In de eerste fase wordt een nieuwe gastheer blootgesteld aan infectieuze deeltjes die door een geïnfecteerd persoon worden uitgestoten. Het aantal, de route, de wijze van overdracht en de stabiliteit van een infectieus agens buiten de gastheer bepaalt de besmettelijkheid ervan. Sommige pathogenen, zoals miltvuur, worden verspreid door sporen die zeer goed bestand zijn tegen hitte en uitdroging, terwijl andere, zoals het humaan immunodeficiëntievirus (hiv), alleen worden verspreid door de uitwisseling van lichaamsvloeistoffen of weefsels omdat ze niet kunnen overleven als infectieuze agentia buiten het lichaam.

Het eerste contact met een nieuwe gastheer vindt plaats via een epitheeloppervlak. Dit kan de huid zijn of de interne mucosale oppervlakken van de luchtwegen, het maagdarmkanaal en het urogenitale kanaal. Na het maken van contact moet een infectieus agens een infectiehaard vaststellen. Dit houdt in dat u zich aan het epitheeloppervlak hecht en het vervolgens koloniseert of penetreert om zich in de weefsels te repliceren (Fig. 10.2, linkerpanelen). Veel micro-organismen worden in dit stadium afgestoten door aangeboren immuniteit. In hoofdstuk 2 hebben we de aangeboren immuunafweer besproken die wordt gemedieerd door epithelia en fagocyten en complement in de onderliggende weefsels in hoofdstuk 2. Hoofdstuk 2 bespreekt ook hoe NK-cellen worden geactiveerd als reactie op intracellulaire infecties, en hoe een lokale ontstekingsreactie en geïnduceerde cytokinen en chemokinen kunnen brengen meer effectorcellen en moleculen naar de plaats van een infectie en voorkomen verspreiding van ziekteverwekkers in het bloed. Deze aangeboren immuunresponsen gebruiken een verscheidenheid aan kiembaangecodeerde receptoren om onderscheid te maken tussen microbiële en gastheerceloppervlakken, of geïnfecteerde en normale cellen. Ze zijn niet zo effectief als adaptieve immuunresponsen, die het zich kunnen veroorloven om krachtiger te zijn vanwege hun antigeenspecificiteit. Ze kunnen echter voorkomen dat een infectie wordt vastgesteld of, als dat niet lukt, deze in te dammen terwijl zich een adaptieve immuunrespons ontwikkelt.

Afbeelding 10.2

Infecties en de reacties daarop kunnen worden onderverdeeld in een reeks fasen. Deze worden hier geïllustreerd voor een infectieus micro-organisme dat via een epitheel binnenkomt, de meest voorkomende toegangsroute. Het infectieuze organisme moet zich eerst aan het epitheel hechten (meer.)

Alleen wanneer een micro-organisme met succes een infectieplaats in de gastheer heeft vastgesteld, treedt ziekte op en zal er weinig schade worden veroorzaakt, tenzij het middel zich vanaf de oorspronkelijke infectieplaats kan verspreiden of toxines kan afscheiden die zich naar andere delen van het lichaam kunnen verspreiden . Extracellulaire pathogenen verspreiden zich door directe uitbreiding van de infectiehaard via de lymfevaten of de bloedbaan. Gewoonlijk vindt verspreiding door de bloedbaan pas plaats nadat het lymfestelsel is overweldigd door de last van het infectieuze agens. Verplichte intracellulaire pathogenen moeten zich van cel tot cel verspreiden. Ze doen dit ofwel door directe overdracht van de ene cel naar de volgende of door vrijlating in de extracellulaire vloeistof en herinfectie van zowel aangrenzende als verre cellen. Veel voorkomende voedselvergiftigingsorganismen veroorzaken pathologie zonder zich in de weefsels te verspreiden. Ze vestigen een infectieplaats op het epitheeloppervlak in het lumen van de darm en veroorzaken zelf geen directe pathologie, maar ze scheiden toxines af die ofwel schade veroorzaken ter plaatse of na het passeren van de epitheliale barrière en het binnenkomen in de bloedsomloop.

De meeste infectieuze agentia vertonen een significante mate van gastheerspecificiteit en veroorzaken slechts bij één of enkele verwante soorten ziekte. Wat de gastheerspecificiteit voor elk middel bepaalt, is niet bekend, maar de vereiste voor hechting aan een bepaald celoppervlakmolecuul is een kritische factor. Omdat andere interacties met gastheercellen ook vaak nodig zijn om replicatie te ondersteunen, hebben de meeste pathogenen een beperkt gastheerbereik. De moleculaire mechanismen van gastheerspecificiteit omvatten een onderzoeksgebied dat moleculaire pathogenese wordt genoemd en dat buiten het bestek van dit boek valt.

Hoewel de meeste micro-organismen worden afgestoten door de aangeboren afweer van de gastheer, leidt een initiële infectie, eenmaal vastgesteld, over het algemeen tot waarneembare ziekte gevolgd door een effectieve gastheer-adaptieve immuunrespons. Dit wordt geïnitieerd in het lokale lymfoïde weefsel, als reactie op antigenen die worden gepresenteerd door dendritische cellen die worden geactiveerd in de loop van de aangeboren immuunrespons (Fig. 10.2, derde en vierde paneel). Antigeenspecifieke effector-T-cellen en antilichaam-afscheidende B-cellen worden gegenereerd door klonale expansie en differentiatie in de loop van meerdere dagen, gedurende welke tijd de geïnduceerde reacties van aangeboren immuniteit blijven functioneren. Uiteindelijk worden antigeen-specifieke T-cellen en vervolgens antilichamen in het bloed afgegeven en gerekruteerd naar de plaats van infectie (Fig. 10.2, laatste paneel). Een remedie omvat de klaring van extracellulaire infectieuze deeltjes door antilichamen en de klaring van intracellulaire infectieresiduen door de werking van effector-T-cellen.

Na vele soorten infectie is er weinig of geen resterende pathologie na een effectieve primaire respons. In sommige gevallen veroorzaakt de infectie of de reactie erop echter aanzienlijke weefselbeschadiging. In andere gevallen, zoals infectie met cytomegalovirus of Mycobacterium tuberculosis, de infectie wordt ingeperkt maar niet geëlimineerd en kan in een latente vorm aanhouden. Als de adaptieve immuunrespons later wordt verzwakt, zoals bij het verworven immuundeficiëntiesyndroom (AIDS), verschijnen deze ziekten opnieuw als virulente systemische infecties. In het eerste deel van hoofdstuk 11 zullen we ons concentreren op de strategieën die door bepaalde pathogenen worden gebruikt om adaptieve immuniteit te ontwijken of te ondermijnen en daardoor een aanhoudende infectie te veroorzaken.

Naast het opruimen van het infectieuze agens, voorkomt een effectieve adaptieve immuunrespons herinfectie. Voor sommige infectieuze agentia is deze bescherming in wezen absoluut, terwijl voor andere de infectie wordt verminderd of verzwakt bij hernieuwde blootstelling.


Infectieuze en niet-infectieuze ziekten (CIE A-niveau Biologie)

Ik ben een natuurkundeleraar van beroep en het is ook bekend dat ik wiskunde en gymles geef! Hoe vreemd het ook mag lijken, mijn echte liefde is het ontwerpen van bronnen die door andere docenten kunnen worden gebruikt om de ervaring van de studenten te maximaliseren. Ik bedenk voortdurend nieuwe manieren om een ​​leerling bij een onderwerp te betrekken en probeer dat te implementeren in het ontwerp van de lessen.

Deel dit

pptx, 3.11 MB docx, 13.24 KB docx, 18.81 KB docx, 14.44 KB docx, 17.44 KB docx, 12.73 KB docx, 16.11 KB docx, 15.25 KB docx, 14.44 KB

Deze les legt het verschil uit tussen niet-infectieuze en infectieziekten en noemt de ziekteverwekkers die voorbeelden van de laatste veroorzaken. De PowerPoint en bijbehorende werkbladen zijn in de eerste plaats ontworpen om punten 10.1 (a & b) van de CIE A-level Biology-specificatie te behandelen, maar aangezien dit de eerste les in onderwerp 10 is, worden links naar aankomende onderwerpen zoals de immuunrespons en vaccinaties geïntroduceerd .

De les begint met een uitdaging waarbij de leerlingen beschrijvingen moeten gebruiken om CHD, HIV en TB te herkennen als ziekten waarnaar gewoonlijk wordt verwezen met hun afkortingen. Dit leidt tot een beschrijving van de betekenis van ziekte voordat de leerlingen worden uitgedaagd om enige voorkennis van dit onderwerp te gebruiken om te erkennen dat CHD een voorbeeld is van een niet-infectieuze ziekte, terwijl HIV en TB voorbeelden zijn van infectieziekten. Specificatie punt 10.1 (a) stelt dat leerlingen kennis moeten hebben van sikkelcelanemie en longkanker, dus het volgende deel van de les concentreert zich op de belangrijkste details van deze ziekten en bij het overwegen van de eerste is hun kennis van genmutaties, eiwitsynthese en hemoglobine getest.

virussen - HIV/AIDS, griep, mazelen, pokken
bacteriën - tbc, cholera,
protoctista - malaria

De hierboven getoonde infectieziekten worden behandeld in de rest van deze les en de verschillende werkingsmechanismen van deze drie soorten pathogenen worden overal besproken en overwogen. Er wordt bijvoorbeeld tijd genomen om te beschrijven hoe HIV een glycoproteïne gebruikt om zich te hechten aan T-helpercellen, terwijl toxines die door bacteriën worden afgegeven het gastheerweefsel beschadigen en de Plasmodium-parasiet door een vector van de ene gastheer naar de andere wordt overgedragen om malaria te veroorzaken.

De bijbehorende werkbladen bevatten een reeks vragen in examenstijl, waaronder een wiskundige berekening, en cijferschema's zijn ingebed in de PowerPoint zodat studenten hun begrip onmiddellijk kunnen beoordelen.

Krijg deze bron als onderdeel van een bundel en bespaar tot 38%

Een bundel is een pakket bronnen dat is gegroepeerd om een ​​bepaald onderwerp of een reeks lessen op één plek te onderwijzen.

Onderwerp 10: Infectieziekten (CIE A-niveau Biologie)

Deze lesbundel bevat 4 lessen, die volledig zijn toegerust en zijn gevuld met een reeks taken om de studenten te betrekken en te motiveren, terwijl de volgende specificatiepunten in onderwerp 10 van de CIE A-level Biology-specificatie worden behandeld: 10.1 [a]: Definieer de term ziekte en leg het verschil uit tussen een infectieziekte en een niet-infectieuze ziekte [b]: Noem de naam en het type veroorzaker van cholera, malaria, tbc, hiv/aids, pokken en mazelen [c]: leg uit hoe cholera , malaria, tbc en hiv worden overgedragen 10.2 [a]: schets hoe penicilline inwerkt op bacteriën en waarom antibiotica geen invloed hebben op virussen [b]: leg in grote lijnen uit hoe bacteriën resistent worden tegen antibiotica met verwijzing naar mutatie en selectie [c]: bespreek de gevolgen van antibioticaresistentie en de stappen die kunnen worden genomen om de impact ervan te verminderen Inbegrepen bij de taken zijn vragen in examenstijl, en de cijferschema's voor elk van deze zijn ingebed in de PowerPoint zodat de studenten hun voortgang

Onderwerpen 10 & 11: Infectieziekte & Immuniteit (CIE A-niveau Biologie)

Deze lesbundel bevat 9 gedetailleerde en boeiende lessen die zijn ontworpen om de volgende inhoud te behandelen in onderwerpen 10 & 11 van de CIE A-level Biology-specificatie: 10.1: Infectieuze ziekten * De betekenis van de term ziekte en het verschil tussen infectieus en niet -infectieziekten * De naam en het type ziekteverwekker die cholera, malaria, tbc, hiv/aids, pokken en mazelen veroorzaakt * uitleggen hoe cholera, malaria, tbc, hiv en mazelen worden overgedragen 10.2: antibiotica * schetsen hoe penicilline inwerkt op bacteriën waarom antibiotica geen invloed hebben op virussen * In kaart brengen hoe bacteriën resistent worden tegen antibiotica aan de hand van mutatie en selectie * Bespreek de gevolgen van antibioticaresistentie en de stappen die genomen kunnen worden om de impact ervan te verminderen 11.1: Het immuunsysteem * Benoem dat fagocyten hun oorsprong hebben in het beenmerg en beschrijf hun werkingsmechanisme * Beschrijf de werkingsmechanismen van B- en T-lymfocyten * De betekenis van de term immuunrespons, met verwijzing op antigenen, zelf en niet-zelf * Leg de rol uit van geheugencellen bij immuniteit op lange termijn * Auto-immuunziekten zoals geïllustreerd door myasthenia gravis 11.2: Antilichamen en vaccinatie * Breng de moleculaire structuur van antilichamen in verband met hun functies * Onderscheid tussen actief en passief, natuurlijk en kunstmatige immuniteit en leg uit hoe vaccinatie ziekte kan beheersen. Elke les PowerPoints gaat vergezeld van werkbladen die samen een breed scala aan taken bevatten die de studenten zullen boeien en motiveren, terwijl ze worden uitgedaagd om zowel het huidige als het eerder behandelde onderwerp te begrijpen onderwerpen. Als u inzicht wilt krijgen in de kwaliteit van de lessen in deze bundel, download dan gratis de lessen over overdracht van infectieziekten en fagocyten en fagocytose zoals deze zijn gedeeld.


Bekijk de video: BSL3: Speciaal lab voor onderzoek met infectieziekten (Januari- 2022).