Tutorium Flashcards

1
Q

Was versteht man unter dem explorativen Ansatz in der Naturwissenschaft?

A
  • Daten sammeln und dokumentieren
  • Zentral: Vergleich mit bekannten Strukturen
  • Modell- Erstellung
  • Voraussagen -> Tests

-Erfahrung statt Unfall:
Fund von Beckenknochen -> Voraussage, zu welcher Art er gehört, da bereits viele Beckenknochen untersucht -> Erfahrung durch Forschung

  • Penicillin-Entdeckung: Pilz auf Agar verhindert Bakterienwachstum -> Experimente: weitere Tests
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2
Q

Was ist die Gleitfilamenttheorie und wie lauten ihre wichtigsten Konsequenzen?

A
  • beschreibt Abläufe der Kontraktion von Muskelfasern

Konsequenzen:

  • Minimallänge eines Muskels ergibt sich aus der Länge der hintereinanderliegenden Myosinfilamente
  • Muskeln können sich nur kontrahieren, nicht verlängern: erschlaffter Muskel muss durch Antagonist wieder verlängert werden oder andere mechanische Vorgänge, z.B. Turgor (Spinnen)
  • ohne ATP keine Erschlaffung -> vgl. Totenstarre
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3
Q

Welche mikroskopischen Methoden sind Ihnen bekannt und zu welchen Erkenntnissen führten Sie? Nennen Sie je 3 Beispiele.

A
  • erste Mikroskopie -> Zellen existieren
  • klassische Lichtmikroskopie -> alle Lebewesen bestehen aus Zellen
  • Elektronenmikroskopie -> Ultrastruktur: Proteine, Cytoskelett
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4
Q

Benennen Sie die gekennzeichneten Mikroskopteile.

A
  1. Okular
  2. Tubus
  3. Objekttisch
  4. Grobtrieb und Feintrieb
  5. Objektführung
  6. Beleuchtungsschalter
  7. Fuß
  8. Helligkeitsregler
  9. Leuchtfeldblende
  10. Kondensor
  11. Aperturblende
  12. Objektiv
  13. Objektivrevolver
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5
Q

Nennen Sie die wichtigsten vier Punkte, die Sie beim Anfertigen von wissenschaftlichen Zeichnungen beachten müssen.

A
  1. Sauber arbeiten -> spitzer Bleistift, klare Linien
  2. verfügbaren Platz nutzen
  3. vollständig beschriften, Linien mit Lineal
  4. nur zeichnen, was gesehen und verstanden wird
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6
Q

Jede eukaryotische Zelle besitzt einen Zellkern. Wieso ist er im mikroskopischen Präparat nicht in jeder Zelle zu sehen?

A
  • dreidimensionale Zelle kann geschnitten werden, an Stellen, an denen kein Zellkern vorhanden ist -> abhängig von Zellgröße und Schnittdicke
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7
Q

Definieren Sie den Begriff Ontogenese und nennen Sie ein Beispiel.

A

Unter Ontogenese versteht man die Entwicklung eines einzelnen Organismus.
Z.B. die Entwicklung eines Menschen von der Zygote bis hin zum Tod des Organismus.

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8
Q

Definieren Sie den Begriff Phylogenese. Was versteht man unter einem supraspezifischen Taxon?

A

Die Entwicklung der Gesamtheit aller Lebewesen und ihrer Verwandschaftsgruppen bezeichnet man als Phylogenese. -> Darstellung mit Hilfe eines Stammbaums

Taxon (pl. Taxa) bezeichnet eine systematische (taxonomische) Gruppe, d.h. eine Einheit des biologischen Systems. In der phylogenetischen Systematik werden 2 Taxa unterschieden:

  • Art-Taxon = geschlossene Fortpflanzungsgemeinschaft
  • supraspezifisches Taxon = geschlossene Abstammungsgemeinschaft
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9
Q

Worin unterscheiden sich eukaryotische und prokaryotische Zellen?

A

Ribosomen
Prokaryoten 70 S (50 S + 30 S)
Eukaryoten 80 S (60 S + 40 S)

DNA
Prokaryoten ringförmig & Plasmide
Eukaryoten Chromosomen

Kompartimente
Prokaryoten Nein
Eukaryoten Ja

Größe
Prokaryoten 0,1 – 10 um
Eukaryoten 10 – 100 um

Zellkern
Prokaryoten Nukleoid
Eukaryoten Nucleus

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10
Q

Welche Eigenschaften besitzen Lebewesen?

A
  • eigener Stoff und Energiewechsel
  • Reproduktion
  • Wachstum und Differenzierung
  • Reizbarkeit: Informationen aus der Umwelt aufnehmen und darauf reagieren
  • > gemeinsam haben alle Lebewesen: Genealogien (Abstammungsforschung; genetischer Zusammenhang)
  • > Evolution
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11
Q

Was sind Modellorganismen? Welche Eigenschaften müssen sie besitzen? Nennen Sie drei Beispiele und ihre Verwendung.

A

Als Modellorganismus werden sehr gut beschriebene Organismen bezeichnet, die zum grundlegenden Verständnis der zugehörigen Organismengruppe beitragen.
Eigenschaften:
- kostengünstige und unkomplizierte Laborhaltung
- kurze Generationszeit
- gesamtes Genom entschlüsselt
Beispiele:
Homo Sapiens (Mensch): Zelllinien in Kultur
Mus musculus (Maus): als Vertreter der Säugetiere
Xenopus leavis (Krallenfrosch): Embryonalentwicklung gut erforscht, Wirbeltiervertreter

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12
Q

Welchen Lichtsensor kennen Sie bei eukaryotischen Einzellern? Beschreiben Sie kurz dessen Funktion.

A
  • Augenfleck = Stigma
  • z.B. Euglena ernährt sich (teil-)autotroph durch Fotosynthese
  • damit das im Wasser lebende Augentierchen genug Licht zur Fotosynthese zur Verfügung hat, kann es sich mit Hilfe des Stigma im Wasser orientieren und in Richtung optimaler Lichtintensität schwimmen
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13
Q

Wie ist das Epithel definiert? Welche Eigenschaften besitzt es?

A
  • bei Metazoa (= vielzellige Tiere)
  • Grenzschicht nach Außen und Innen
  • Polare Zellen: basale und apikale Seite
  • Basale Seite: Kontakt zu extrazellulärer Matrix (ECM)
  • eng miteinander verbunden über Zell-Zell-Verbindungen
  • z.B. Epidermiszellen, Darmzellen
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14
Q

Wie ist Kollagen aufgebaut? Wo wird es synthetisiert? Was ist der Unterschied zwischen Kollagen in der Basallamina (Typ IV) und anderen Kollagentypen?

A
  • Langes, fibrilläres Protein
  • Kollagenfaser aus dreifach Alpha Helix
  • > Transport der Kollagenmoleküle über Vesikel aus der Zelle raus, wo sie polymerisieren zu Kollagenfasern
  • Besonderheit Kollagen Typ IV in Basallamina:
  • > Quervernetzung der Kollagenfasern, sonst linear und unvernetzt
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15
Q

Was ist die Basallamina? Wo ist die zu finden?

A
  • spezialisierte ECM
  • aus quervernetztem Kollagen Typ IV, Laminin und Proteoglycanen
  • Ort: basale Seite von Epithelien
  • > abgetrennt von Bindegewebe
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16
Q

Welches Protein ist neben Kollagen in der ECM enthalten? Wo kommt es in Säugetieren vor allem vor? Wie unterscheidet es sich von Kollagen?

A
  • Elastin
  • im Gegensatz zu Kollagen quervernetzt + Knäuelstruktur
  • > elastisch: zieht sich nach Zugbelastung wieder gummiartig zusammen
  • v.a. in Bändern und Sehnen
17
Q

Erläutern Sie den Aufbau des Zellkerns und der Zellkernmembran.

A

Kernmembran = Doppelmembran, die in direktem Kontakt zum ER steht

  • > Innenraum wird als perinuklearer raum bezeichnet
  • > durch viele Kernporen unterbrochen

Im Inneren: Lamine (nukleare Intermediärfilamente) grenzen an Zellkernmembran und stabilisieren diese
-> Enzyme, RNA, DNA mit Histonen und andere Proteine (Polymerasen, Transkriptionsfaktoren)

18
Q

Erläutern Sie den Vorgang der Replikation. Wozu dient dieser Vorgang?

A

Die Replikation dient der Verdopplung der DNA vor einer Zellteilung.

  • Helicase: entwindet die DNA und spaltet H-Brückenbindungen zwischen den Basen auf
    = geöffnete Replikationsgabel
  • Primase: setzt kurze RNA-Primer an der DNA
  • DNA-Polymerase: synthetisiert nur in 5 -> 3 – Richtung, beginnend bei Primern
    -> Phosphodiesterbindungen können nur so gebildet werden
  • DNA-Polymerase: bildet komplementären DNA-Strang an Primer beginnend
    -> durchgängig gebildeter Strang = Leitstrang
    -> Folgestrang kann immer nur stückweise synthetisiert werden: Wird die Replikationsgabel weiter geöffnet, müssen erst neue Primer gebunden werden
    -> kurze DNA-Fragmente mit RNA-Primer-> Okazaki-Fragmente
  • Primer werden durch DNA ersetzt und DNA-Ligase verbindet die Fragmente miteinander zu einem kontinuierlichen Strang
19
Q

Erläutern Sie den Prozess der Transkription in eukaryotischen Zellen. Nennen Sie zwei Beispiele der mRNA-Prozessierung.

A

RNA-Polymerase:

  • entsprechender DNA-Abschnitt wird dekondensiert
  • H-Brückenbindungen zwischen DNA-Strängen werden aufgelöst
  • komplementärer Strang aus RNA-Nukleotiden wird in 5- 3- Richtung synthetisiert
  • RNA-Nukleotide aus: Ribose, Phosphat und den Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil
  • Transkription findet nicht kontinuierlich statt
  • > wird reguliert, da die meisten Gene nur in ganz bestimmten Zellen oder zu bestimmten Zeitpunkten exprimiert werden sollen
  • Wird ein Gen exprimiert, sind jedoch viele RNA-Polymerasen gleichzeitig daran beteiligt und es werden mehrere Transkripte gebildet
  • Wie viele Transkripte entstehen, ist abhängig von der Anzahl der Transkriptionsfaktoren
  • Transkription findet im Zellkern statt
  • > bevor mRNA im Cytoplasma translatiert werden kann, wird sie prozessiert:

Beispiele der mRNA-Prozessierung:

  • Spleißen: Herausschneiden nicht-codierender Abschnitte (Introns)
  • chemische Modifikation bestimmter Basen
20
Q

Beschreiben Sie die Synthese und den Aufbau eines Ribosoms bei Eukaryoten. Wozu dienen Sie?

A
  • aus Proteinen und ribosomaler RNA -> rRNA
  • 2 Untereinheiten (UE): kleine und große
  • Synthese der UE im Nukleolus: ribosomale Proteine aus Cytoplasma und rRNA zu UE
  • > UE durch Kernpore in Cytoplasma, wo sie sich zur Proteinbiosynthese zusammenlagern
  • besitzen Bindungsstellen für mRNA und tRNA, wodurch sie entsprechend der Codierung die Bildung einer Polypeptidkette katalysieren
21
Q

Was versteht man unter der Svedberg-Einheit? Beschreiben Sie den Unterschied von eukaryotischen und prokaryotischen Ribosomen im Hinblick auf die Svedberg- Einheiten. Wo findet man ‚prokaryotische Ribosome‘ in eukaryotischen Zellen?

A
  • Zeiteinheit, die angibt, wie schnell ein Teilchen in einem Dichtegradienten sedimentiert
  • > je größer der Wert, desto größer das untersuchte Molekül (und desto langsamer sedimentiert es)

Eukaryotische Ribosome: 80 S

  • kleine Untereinheit: 40 S
  • große Untereinheit: 60 S

Prokaryotische Ribosome: 70 S

  • kleine Untereinheit: 30 S
  • große Untereinheit: 50 S

-> in Mitochondrien und bei Pflanzen auch in Plastiden

22
Q

Erläutern Sie den Ablauf der Translation in eukaryotischen Zellen. Wo findet dieser Prozess statt?

A
  • letzter Schritt der Proteinbiosynthese im Cytoplasma an den Ribosomen
  • Gliederung in drei Schritte: Initiation, Elongation, Termination

Initiation

  • Erkennung der mRNA-Kappe am 5´-Ende
  • Ribosom wandert in 5´->3´-Richtung bis zum Startcodon AUG
  • Startcodon wird erkannt durch tRNA in der A-Stelle = Erkennungsstelle des Ribosoms

Elongation

  • Ribosom wandert weiter um ein RNA Triplett
  • > vorherige tRNA von A-in die P-Stelle = Bindungsstelle
  • A-Stelle wird durch neue tRNA entsprechend des Triplettcodes der mRNA besetzt
  • Ribosom katalysiert die Bindung der beiden Aminosäuren an den tRNA´s
  • > kostet Energie: GTP -> GDP +P
  • tRNA in P-Stelle liegt unbeladen vor, beide Aminosäuren nun an tRNA in A-Stelle gebunden
  • weiteres Wandern des Ribosoms: unbeladene tRNA gelangt in E-Stelle = Ausgangsstelle, die mit beiden Aminosäuren beladene tRNA gelangt in P-Stelle und A-Stelle ist frei
  • > unbeladene tRNA aus Ribosom, neue tRNA in A-Stelle
  • Vorgänge wiederholen sich bis zur Termination

Termination

  • wenn keine tRNA zu einem Triplett gefunden wird, ist die Translation beendet
  • > Stoppcodon (UAA,UAG,UGA)
  • Ribosom zerfällt in seine UE
  • > mRNA und Polypeptidkette werden freigegeben
23
Q

Was ist die Meiose? Wie viele Zellen entstehen? Wo findet sie statt? Was ist der wesentliche Unterschied zur Mitose?

A
  • Meiose ist eine Kernteilung, bei der die Chromosomenzahl halbiert wird, d.h. aus einer diploiden Zelle werden 4 haploide Zellen
  • Ort: Gonaden (Keimdrüsen) – Eierstöcke und Hoden beim Menschen
  • Unterscheid zur Mitose: homologe Chromosomen werden voneinander getrennt
24
Q

Was charakterisiert ein Gewebe? Was sind Organe?

A

Gewebe bestehen aus Zellen gleichartiger Differenzierung. Organe bestehen aus verschiedenen, funktionell zusammengehörenden Geweben

25
Q

Bilder zuordnen

A

Muskulatur (Pinkes Bild)
Parenchym, da die Zellen keine Polarität aufweisen und von ECM umgeben sind
-> hier im speziellen keine Zellen mehr, sondern Syncytien, d.h. Fasern mit mehreren Kernen

Knorpelgewebe (Lila)
Parenchym, die Zellen weisen keine Polarität auf und sind komplett vom ECM umgeben -> Chondron erkennbar

Knochengewebe (alles Braun)
Parenchym, da die wenigen Zellen unpolar sind und von viel dichtem ECM umgeben

Bindegewebe (weiß/ grau)
Parenchym, da die Zellen komplett von ECM umgeben sind und unpolar-> unstrukturiert & locker

Darmgewebe (Braun/einige Stellen Hellbraun)
Der Darm besteht aus unterschiedlichen Geweben, die als Funktionseinheit zusammenwirken.
Darunter sind sowohl Epithelgewebe, die das Darmlumen zum Körper hin abgrenzen als auch parenchymatische Gewebe

Epidermis
Epithelgewebe, da die Zellen polar sind und als Abgrenzung von der Außenwelt dienen