(1) Das Ruhepotential im Tintenfischaxon ist
(a)
ca. -70mV
(b)
ca. 0 mV
(c)
ca. +50mV
a) ca. -70mV
(2) Bei einer Langzeitpotenzierung war es besonders interessant den Effekt zu testen von
TTX
Leptin
NMDA Rezeptor Blockern
c) NMDA Rezeptor Blockern
(3) Connexone spielen eine Rolle bei der…
Verringerung der Oberflächenspannung in den Alveolen
Steuerung der Durchlässigkeit im Sammelrohr
Verbindung zwischen Nervenzellen
c) Verbindung zwischen Nervenzellen
(4) Vier Transmembrandomänen mit je 6 α-helicalen Bereichen kommen vor bei
Tropomysin
Nav Kanälen
Kv Kanälen
b) Nav Kanälen
(5) Ein Q10 Wert von 1 tritt auf
Bei biologischen Uhren
Bei Verbrennung von Glukose
Nach Gabe von Quabain
a) bei biologischen Uhren
(6) Inotrope Rezeptoren sind
Transkriptionsfaktoren
Transmitter-gesteuerte Ionenkanäle
Osmoregulatoren
b) Transmitter-gesteuerte Ionenkanäle
(7) Der Quotient 3/4 taucht auf beim Plot…
log Hirnmasse gegen log Körpermasse
Bindungsaffinität von Hämoglobin
Log(Sauerstoffverbrauch) gegen log(Körpermasse)
c) Log(Sauerstoffverbrauch) gegen log(Körpermasse)
8) Die Dicke der menschlichen Retina ist in etwa…
0,5 Mikrometer
0,5 Millimeter
1 cm
100-200 µm
also b) 0,5 Millimeter?
(9) Wieviel Mol Oxidationswasser werden bei der Verbrennung von 1 Mol Glucose gebildet?
0,6 Mol
1,0 Mol
6 Mol
c) 6 Mol
(10) Bei 0,2 Bar Luftdruck beträgt der Sauerstoff-Partialdruck in etwa…
0,4 Bar
0,21 Bar
0,04 Bar
c) 0,04 bar
11) Der Vorteil des Becherauges im Vergleich zum Grubenauge ist die…
Fähigkeit zum Farbensehen
Höhere Lichtempfindlichkeit
Höhere räumliche Auflösung
b) höhere Lichtempfindlichkeit
(12) Das folgende Tier ist ein Osmokonformer:
Wasserwanze
Grottenolm
Tintenfisch
c) Tintenfisch
(13) Wenn die Q10-Werte unterschiedlicher Reaktionen im Körper nicht identisch sind:
Ist das Tier nicht lebensfähig
Funktioniert die biologische Uhr nicht
Ist der Temperaturbereich eingeschränkt
c) Ist der Temperaturbereich eingeschränkt
(14) Das rezeptive Feld einer Ganglienzelle ist:
der Raumbereich aus dem Licht kommen muss, um die Zelle zu aktivieren
der dendritische Bereich in dem Transmitter an die Rezeptoren der Zelle binden
das Nernstpotential an dem die Na-Kanäle der Zelle öffnen
a) der Raumbereich aus dem Licht kommen muss, um die Zelle zu aktivieren
(15) Koprophagie gibt es bei:
Eisfischen
Kaninchen
Kühen
b) Kaninchen
(16) Wachsverdau gibt es beim:
Honigdachs
Copepoden
Honiganzeiger
c) Honiganzeiger
(17) Inulin ist ein Stoff der nützlich ist für…
Diagnose der Nierenfunktion
Behandlung von Diabetes
Analyse der Funktion von Nervenzellen
a) Diagnose der Nierenfunktion
(18) Der Hauptwasserverlust der Kängururatte ist durch:
Schwitzen
Urinausscheidung
Atmung
c) Atmung
(19) Die Photorezeptoren der Insekten sind vom
ciliären Typ
rhabdomeren Typ
Omnivoren Typ
b) rhabdomeren Typ
(20) Spannungsabhängige Natrium-Kanäle gibt es seit ungefähr
10 Millionen Jahren
800 Millionen Jahren
2,4 Milliarden Jahren
b) 800 Millionen Jahren
(1) Die volumetrische Messung der Atmung im Praktikumsversuch zeigte, dass der Sauerstoff-Verbrauch eines Insekts bei unterschiedlichen Temperaturen gegensätzlich dem Sauerstoff-Verbrauch einer Maus bei unterschiedlichen Temperaturen verhält.
Erläutern Sie kurz anhand der Temperaturen „kalt“ und „warm“, wann der Sauersoff-Verbrauch des Insekts und der Maus „hoch“ bzw. „niedrig“ war.
Erklären Sie diesen Befund und erläutern Sie, weshalb dieser nicht bei beiden Tierarten anhand des Q10-Werts beschrieben werden kann. (3 Punkte)
Insekten:
warm-> O2 Verbrauch hoch
kalt-> O2 Verbrauch niedrig
Maus:
warm und kalt O2 Verbrauch gleich
Maus als Homiothermes Tier reguliert den Temperaturhaushalt von innen.
Bei Heuschrecken als Poikilotherme und Ektotherme Tiere hat die äußere Temperatur einen Einfluss auf den O2-Verbrauch, der kann auch anhand des Q10-Werts bestimmt werden.
(1) Welche Vorteile bietet das Atemmedium Luft gegenüber Wasser. Nennen Sie drei Vorteile! (3 Punkte)
Luft geringere Viskosität als Wasser, ist also leichter zu bewegen. In Luft ist mehr O2 gelöst und Luft hat eine geringere Dichte, es wird also weniger Energie benötigt um Luft durch die Atemorgane zu bewegen
(1) Im Praktikum haben Sie die unterschiedlichen Eigenschaften von oxygeniertem und desoxygeniertem Hämoglobin kennengelernt. Skizzieren Sie den typischen Verlauf der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins in nachfolgendes Diagramm und beschriften Sie die Achsen. Was ist die Ursache für den charakteristischen Verlauf der Bindungskurve? Zeichnen Sie in dasselbe Diagramm auch die Bindungskurve von Myoglobin. Erklären Sie eventuelle Unterschiede vom Hämoglobin und wozu diese nützlich sind! (6 Punkte)
andere x-Achse
Hämoglobin besteht aus 4 Untereinheiten und kann somit 4 O2 reversibel binden (Myoglobin hat nur eine UE) -> deswegen sigmoidaler Verlauf von Hg, da es diesen Kooperativitäseffekt gibt. Dadurch ist Hämoglobin gut zum Transtport von O2 geeigenet, da es in der Lunge zu 100 % gesättigt vorliegen kann und im Gewebe aber dann auch gut O2 abgibt.
Myoglobin hat eine höhere O2-Affinität bei niedrigem PO2, und ist dafür gut zum Speichern von O2 im Muskelgewebe
(1) Bei den im Hochgebirge lebenden Lamas findet man als eine Form der Höhenanpassung eine Linksverschiebung der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins. Erläutern Sie kurz anhand der Sauerstoffbindungskurve die Notwendigkeit dieser speziellen Höhenanpassung und erklären Sie, inwieweit eine Linksverschiebung der Sauerstoffbindungskurve hierbei nützlich sein kann. (3 Punkte)
durch die links Verschiebung gibt es eine erhöht Sauerstoffaffinität-Strategie:
Effizientere Aufnahme von Sauerstoff aus der Umgebung, wichtig da in höherer Höhe ein geringerer PO2 ist, somit schwerer an O2 zu kommen.
Also höhere O2 Affinität bei niedrigerem PO2
(Aber: zur Unterstützung der Sauerstoff-Abgabe am arbeitenden Gewebe sind dann weitere ‚Tricks‘ nötig, zB stärkerer Bohr-Effekt (= stärkere Verringerung der Affinität auf eine gegebene Absenkung des pH-Wertes)
(1) Welche Gleichung beschreibt die Diffusion von Atemgasen über die Oberfläche eines Atemorgans? Welche Größen spielen darin eine Rolle? Wie hängt das pro Zeiteinheit strömende Gasvolumen von ihnen ab? Wieso kann man sagen, dass jedes Atemorgan sich anhand dieser Gleichung diskutieren lässt? (5 Punkte)
„Fick‘sches Diffusionsgesetz“
Gasmenge/Zeit = Diffusionskonstante* Fläche*Partialdruckunterschied / Membrandicke
hohen Gasstrom pro Zeiteinheit, wenn:
Membran dünn (je dicker die Membran, desto weniger wird diffundieren)
Partialdruckunterschied und Fläche groß
Gasaustausch immer passiv durch Diffusion
Deshalb alle physiologische Anpassungen erklärbar anhand der ganz allgemeinen Charakteristika von Diffusionsvorgängen über eine Membran
(1) Skizzieren Sie in dem Polardiagramm unten grob das Gesichtsfeld für das rechte Auge! Kennzeichnen Sie zudem die Bereiche, in denen eine Farbunterscheidung möglich ist! (3 Punkte)
(2) Zeichnen Sie die Fovea centralis in das Polkoordinatensystem ein. Was versteht man darunter und welche physiologischen Eigenschaften zeichnen sie aus? Erklären Sie in diesem Zusammenhang auch, was das für die räumliche Auflösung bedeutet. (3 Punkte)
(3) Zeichnen Sie den blinden Fleck ein. Was versteht man darunter? Welche Eigenschaft der Wirbelretina führt zwangsläufig zu einem blinden Fleck? Wie nennt man diesen Typ von Retina und welche weiteren Nachteile hat er (einer recht)? Gibt es ein Tier mit Linsenauge (welches?), bei dem die Retina anders angeordnet ist und bei dem es keinen blinden Fleck gibt? Wie nennt man diese Anordnung der Retina? (4 Punkte)
(4) Was versteht man unter dem zeitlichen Auflösungsvermögen? Wo im Gesichtsfeld ist das zeitliche Auflösungsvermögen besonders hoch? (3 Punkte)
a) Bild lässt sich nicht einfügen, ist bei AK 2020
Zapfen verantwortlich fürs Farbsehen, nehmen in der Peripherie stark ab -> Farbbereich kleiner als Gesichtsfeld
b) Foeva centralis: Ort des schärfsten Sehen bzw. der höchsten räumlichen Auflösung. Zapfen sind dort 1:1 über Bipolarezellen mit Ganglienzellen verschaltet, Zapfendichte ist in der Foeva centralis am größsten.
c) Flimmerfusion= zeitliche Auflösungsvermögen
es kann nur eine bestimmte Anzahl von Reizen pro Zeiteinheit verarbeitet werden! (Trägheit der Reaktion+ chemische Prozesse: Erregung überdauert den Reiz für gewissen Zeit) wird der Mindestabstand unterschritten erfolgt Verschmelzung zu Dauerreiz
d) Auge mit blinden Fleck = inverses Auge
Auge ohne everses Auge beim Tintenfisch (Cepalophoden)
(1) Skizzieren Sie die Hörschwellenkurven eines gesunden jüngeren Menschen (Vergessen Sie nicht die Achsenbeschriftungen und Einheiten!) (4 Punkte)
(1) Welches Organ verarbeitet die Drehbeschleunigung? Beschreiben Sie grob den Aufbau dieses Organs? Welchen Typ von Sinneszellen findet man in diesem Organ? Zeichnen Sie eine solche Zelle! Wo kommt dieser Typ Sinneszelle sonst in Ihrem Körper vor? (6 Punkte)
Die Drehbeschleunigung wird in den Bogengängen des Vestibularorgan verarbeitet, hier helfen die Haarsinneszellen die Wahrnehmung der Drehbeschleunigung mithilfe der Endolymphe zu verarbeiten.
Haarsinneszellen findet man auch im Corti-Organ
(1) Bennen Sie die mit den Nummern 1 bis 12 beschrifteten Teile der Zeichnung eines Ohres. Zu welchen Abschnitt des Ohres gehört der mit „3“ beschriftete Teil? (7 Punkte)
1 Aussenohr
2 Gehörgang
3 Trommelfell
4 Hammer
5 Amboss
6 Steigbügel
7 ovales Fenster
8 Bogengänge
9 Hörnerv
10 Cochlea
11 Eustachische Röhre
12 Rundes Fenster
Nummer 3 gehört zum Mittelohr
(1) (a) Warum ist die richtige Weiterleitungsgeschwindigkeit des Aktionspotentials innerhalb des Wirbeltierherzens so wichtig? (b) Wie schnell wird das Aktionspotential in etwa im Muskelgewebe der Atrien geleitet? (c) Nennen Sie zwei weitere für die Weiterleitung des Herzmuskelaktionspotentials wichtige Strukturen innerhalb des Herzens und die dazugehörige ungefähre Weiterleitungsgeschwindigkeit. (4 Punkte)
a)
b)
c) Sinusknoten
(1) Zeichnen und beschriften (Achsenbeschriftung und Skalierung nicht vergessen!) Sie ein Ruhe-EKG!
Was ändert sich im EKG, wenn es kurz nach starker körperlicher Belastung aufgezeichnet wird? (4 Punkte)
durch Belastung verändet sich die Periode (sie halbiert sich)
(1) Ist eine Tetanisierung des Wirbeltierherzmuskels möglich? Begründen Sie Ihre Antwort anhand des Herzmuskelzellen-Aktionspotentials! Wie lange dauert ein solches Aktionspotential und welche Kanäle sorgen dafür? (4 Punkte)
nein ist es nicht
bei dem AP des Herzmuskels kommt es zu Plateaus die durch das Öffnen von Ca-Kanälen hervorgerufen wird
2/4
-> Absolute Refraktärzeit verhindert neues Auslösen eines APs
-> Entspannungsphase vor neuer Kontraktion
-> Dauer: 150-400ms
(1) Wie wird bei einer Skelettmuskulatur (a) eines Vertebraten (b) eines Invertebraten sichergestellt, dass das Motorneuron kommende Signal zur Kontraktion alle Abschnitte der Faser fast zeitgleich erreicht? (4 Punkte)
Lösung 1 (Quergestreifte Muskeln der Wirbeltiere)
Jede Faser wird von nur einem Motoneuron innerviert (ein Motoneuron meist mehrere Fasern). Schnelle Ausbreitung der Depolarisation in der Muskelfaser ist wichtig: Faser macht rasch geleitetes Aktionspotential
Lösung 2 (Quergestreifte Muskeln der Insekten)
Muskelfaser macht gar kein Aktionspotential - hinreichend starke Depolarisation kann sich gar nicht weit genug ausbreiten. Macht aber nichts: Synchronizität durch Mehrfachinnervation (Nerv gibt Kommando gleichzeitig auf viele Stellen der Muskelfaser)
(1) Skizzieren Sie den Aufbau einer Muskelspindel! Wozu hat die Muskelspindel kontraktile Elemente? Erläutern Sie wie die Muskelspindel eingesetzt wird, um einen Lage-stabilisierenden Reflex auszulösen. Erläutern Sie grob in Stichworten, wieso bei gewollten Bewegungen dieser Reflex den Muskel nicht sofort wieder in die Ausgangslage zurückbringt! (6 Punkte)
skizze siehe andere AK
Störung (drangehängtes Zusatzgewicht) ändert den Kontraktionszustand des Muskels. Hier: Muskel wird länger.
Brauche ich Kommandos vom Gehirn um das wieder zu korrigieren? Nein, das geht automatisch und zwar so:
Spindelneurone (Ia) feuern mehr, wenn Spindel gedehnt, weniger wenn Spindel gestaucht. Im gezeigten Fall feuern sie infolge der Störung mehr -> Das bewirkt automatisch (wegen der exzitatorischen Synapse), dass auch die a-Motoneurone mehr feuern àMuskel kontrahiert Wie lange geht das? Im Prinzip so lange, bis die Ia Neurone genau so feuern wie vor der Störung
Wie geht es, dass trotzdem der Kontraktionszustand verstellt werden kann?
Trick: Dafür sorgen, dass die Ia-Neurone der Spindel nicht mehr ‚zufrieden‘ sind und das nur dann sind, wenn der umgebende Muskel entweder stärker kontrahiert ist oder schwächer. Aber wie realisiert man das?
Wenn Muskelkontraktion gewollt: Aktiviere g-Motoneurone der Spindel –> Kontraktile Enden kontrahieren, Mitte wird überdehnt àIa Neurone feuren ->aktiviert Muskelkontraktion Wenn Erschlaffung gewünscht: Spindelmitte schlaff werden lassen ->Feuerrate der Ia verringert sich àdamit auch Feuerrate der a-Motoneurone ->Muskel schlaffer
(1) Bei einer Auslösung des Aktionspotentials in der Wirbeltier-Skelettmuskulatur spielen sog. motorische Endplatten eine bedeutende Rolle. Untersuchungen an solchen Endplatten waren entscheidend für die Aufklärung der Prozesse bei der Übertragung von chemischen Synapsen.
(a) Wieviel Zeit vergeht zwischen einem präsynaptischen Aktionspotential und dem PSP?
(b) Was ist das Signal für die Exocytose der Transmittervesikel?
(c) Wie wird dieses Signal durch das Aktionspotential ausgelöst?
(d) Welcher Transmitter wird ausgeschüttet?
(e) Wieso ist es wichtig, dass im synaptischen Spalt die hochwirksame Acetylcholinesterase tätig ist?
(f) An welchen Typ von Rezeptor bindet der Transmitter?
(g) Welcher andere (für den Rezeptor namensgebende) Molekül würde auch an den Rezeptor binden?
(h) Welche Ionen strömen nach Bindung des Transmitters über die Membran?
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