1. Nennen Sie die Unterschiede zwischen Meiose/ Mitose.
Mitose: Eine Teilung (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase). 2 genetisch identische Tochterzellen. Bei der Entwicklung vielzelliger Organsimen, Wachstum oder bei der ungeschlechtlichen Vermehrung. Meiose: Zwei Teilungen (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase; jeweils I und II). Crossing-over zwischen den Nichtschwesterchromatiden homologer Chromosomen. 4 genetisch unterschiedliche haploide Zellen. Bei der Produktion von Keimzellen.
2. Geben Sie einen kurzen Überblick über die Entwicklung des Molchkeimlings.
Molche sind wasserlebende Amphibien. Aus einem im Wasser frei befruchteten Ei entwickelt sich der Molchkeimling (Furchung, Gastrulation usw.) zu einer Larve mit äusseren Kiemen. In der Metamorphose entwickelt sich das adulte Tier.
3. Unterschiede Ei/Spermium: Zusammenhang zwischen Bau und Funktion.
Beide haploide Einzeller. Die kleinen Spermien sind in ein Kopf-, Mittel- und Schwanzstück unterteilt. Im Kopf befindet sich der Zellkern und das Akrosom. Im Mittelstück befinden sich vor allem Mitochondrien für die Energiebereitstellung der Schwanzbewegung. Spermien schwimmen aktiv zur Eizelle. Die Eizelle ist grösser und enthält neben viel Cytoplasma Zellorganellen und eingelagerte Stoffe (Proteine, mRNAs). Kann teilweise von Folikelzellen umgeben sein.
4. Definieren Sie Chromosom. Chromatin, Chromatide, Zentromer.
Chromosom: Zellstruktur bestehend aus einem DNA-Molekül und Proteinen. Chromatin: Langer, fädiger DNA/Protein-Komplex, der die Chromosomen bildet. Chromatid: Ein Teil eines Chromosom. In der Metaphase besteht ein Chromosom aus zwei Chromatiden. Zentromer: Region in einem duplizierten Chromosom, in welcher die zwei Schwesterchromatide durch Proteine verbunden sind.
5. Was passiert während der Gastrulation?
In der Gastrulation beginnen die in der Furchung entstandenen Zellen zu wandern. Es bilden sich die drei Keimblätter: Ektoderm, Mesoderm und Entoderm.
6. Was heisst „haploid“ was „diploid“? Sind Sie auch so etwas?
Haploid ist ein einfacher Chromosomensatz (n). Diploid ein doppelter (2n). Bei diploiden Lebewesen (wie wir) kommt ein Chromosomensatz von der Mutter, einer vom Vater.
7. Wann und wo kann ein Crossing-over stattfinden?
Crossing-over finden während der Anlagerung (Synapsis) der homologen Chromosomen in der Metaphase I der Meiose statt.
8. Was heisst „Interphase“? Wo kommt das vor?
Die Interphase bezeichnet im Zellzyklus die Zeit zwischen zwei mitotischen Teilungen. In der I. „arbeitet“ die Zelle und übernimmt ihre Aufgaben (z.B. Proteinbiosynthese). In der I. werden die Chromosomen verdoppelt.
9. Können aus unbefruchteten Eizellen Lebewesen entstehen? Wenn ja, wie nennt man diesen Vorgang? Können Sie solche Beispiele nennen? Wieso pflanzen sich nicht alle Organismen auf diese Art und Weise fort? (Vor- und Nachteile)
Ja: Parthenogenese/Jungfernzeugung; Aus einer unbefruchteten Eizelle wachsen (meist haploide) Lebewesen, z.B. bei Bienen. Diese Fortpflanzung ist ein Vorteil, wenn kein Sexualpartner verfügbar ist oder wenn rasch eine grosse Population aufgebaut werden will. Nachteilig ist, dass es zu keiner Kombination von zwei Erbgütern kommt.
10. Wie entstehen Zwillinge beim Menschen?
Eineiige Zwillinge entstehen, wenn die Blastula bis zum 16 Zellstadium in zwei Teile getrennt wird. Daraus entwickeln sich zwei genetisch identische Embryonen. Zweieiige Zwillinge entstehend, wenn gleichzeitig zwei Eizellen befruchtet werden. Diese sind einander genetisch nicht ähnlicher als normale Geschwister.
11. Was ist die Befruchtung, was die Besamung?
Besamung: Eindringen des Spermiums in die Eizelle. Befruchtung: Verschmelzen der beiden Zellkerne.
12. Was ist „Knospung”? Nennen Sie Beispiele aus dem Pflanzen-, Tier- und Pilzreich.
Knospung ist eine ungeschlechtliche Vermehrungsweise. Tiere können teils schon beträchtlich entwickelte mehrzellige Zellkomplexe abschnüren (z.B. Süsswasserpolypen). Pflanzen können kleine Pflanzenklone produzieren, die von der Mutter abfallen und unabhängig weiterwachsen (z.B. Kakteen).
13. Was passiert während der Neurulation?
Die Neurulation ist die frühe Organogenese und bezeichnet die Bildung des Neuralrohres aus dem Ektoderm und der Chorda aus dem Mesoderm nach der Gastrulation.
14. Beschreiben Sie die Mitose (genau).
siehe Skript und moodle
15. Beschreiben Sie die Meiose (genau).
16. Was ist ein Zwitter. Geben Sie drei Beispiele aus dem Pflanzen- und Tierreich.
Zwitter sind Organismen, die sowohl die weiblichen wie die männlichen Gonaden (Keimdrüsen) besitzen und beide Keimzellentypen produzieren. Bsp: Regenwurm, Muscheln; viele Pflanzen (einhäusig (Eiche) oder echte Zwitter (Tulpe)).
17. Verläuft die Entwicklung beim Menschen genau gleich wie bei einer Kröte? Welche Unterschiede gibt es?
Die Embryonalentwicklung der Amphibien und Menschen ist ähnlich, wobei Amphibien Eier legen und der Mensch den grössten Teil seiner Entwicklung im Uterus der Mutter macht. Einige Krötenarten produzieren Eier, die an Land gelegt werden. Aus solchen Eiern schlüpfen dann adulte Kröten. Andere legen Eier ins Wasser, aus den Larven schlüpfen (wie beim Frosch). Das Larvenstadium und die anschliessende Metamorphose ist der deutlichste Unterschied zu der Entwicklung eines Menschen.
18. Wie findet ein Spermium zum Ei?
Spermien werden durch die wärmere Temperatur bei der Eizelle im Innern des Körpers und durch chemische Stoffe angelockt.
19. Was passiert während der Furchung?
Als Furchung werden die ersten Zellteilung der befruchteten Eizellen bezeichnet und führt zum Blastula-Stadium.
20. Vergleichen Sie sexuelle und asexuelle Fortpflanzung: Vor- und Nachteile.
Ungeschlechtliche Vermehrung führt zu Klon-Populationen. In günstigen Umweltbedingungen kann dies ein Vorteil sein, schnell ein Habitat zu besiedeln. Zudem muss kein Sexualpartner gefunden werden. Die geschlechtliche Vermehrung produziert im Vergleich viel weniger schnell Nachkommen. Dafür sind die Nachkommen genetisch unterschiedlich und es besteht die Möglichkeit, dass bei ändernden Umweltbedingungen einige Nachkommen vorteilhafte Erbgutkombinationen aufweisen. So können neue Habitate besiedelt werden.
21. Erklären Sie den Weg vom Froschei und -spermium bis zum ausgewachsenen Frosch.
Die vom Weibchen abgelegten Eier werden unmittelbar von einem Männchen besamt (meist im Wasser, bei einigen Arten an Land). Aus dem Ei entwickelt sich nach einigen Tagen eine Larve (Kaulquappe), die über aussenliegende Kiemen atmet und sich im Wasser von Pflanzenteilen ernährt und sich entwickelt (Beine wachsen). Nach ca. 2 Monaten durchläuft die Larve eine hormongesteuerte Metamorphose und entwickelt sich zum Adulttier, das eine neue Lebensweise zeigt. Diese Atmet über die Haut und mit einfachen Lungen.
22. Was ist ein Generationswechsel? Geben Sie je ein Beispiel aus dem Pflanzen-, Tier- oder Pilzreich. Vorteile?
Als Generationswechsel versteht man das Abwechseln von geschlechtlichen und ungeschlechtlichen Fortpflanzungszyklen. Dies kann sich durch diploide und haploide Lebensformen eines Organismus zeigen. Beim Menschen ist die haploide Generation auf eine (Keim-)zelle reduziert. Bei Moosen ist das grüne Moos haploid und bildet kleine diploide Sporophyten, die ungeschlechtlich Sporen produzieren. Einige Quallen produzieren Keimzellen, die nach der Befruchtung über ein Larvenstadium, festsitzende Polypen geben. Diese produzieren ungeschlechtlich wieder freischwimmende Quallen.
23. Klonen von Säugetieren: diskutieren Sie, nehmen Sie Stellung.
Beim Klonen können aus einer Zelle eines Lebewesens der Zellkern entnommen werden und einer entkernten Eizelle eingepflanzt werden. Unter Laborumständen entwickelt sich daraus ein geklontes Tier (z.B. Schaf Dolly). Beim Menschen ist ein solches Verfahren ethisch fragwürdig. Eine mögliche Absicht könnte es sein, den Klon nur dazu zu verwenden, gesundes Gewebe (oder ein ganzes Organ) oder Stammzellen für ein krankes Individuum zu produzieren.
24. Wie kann die Eizelle eine Mehrfachbesamung verhindern? Wieso könnte das wichtig sein?
Der Eintritt eines Spermiums in die Eizelle löst sofort eine Reaktion der Eizelle hervor, in welcher sie die Membranaussenhülle chemisch verändert und so den Eintritt weiterer Spermien blockiert. Würden weitere Spermien in die Eizelle gelangen, würde der Chromosomensatz nicht diploid sondern polyploid, was zu einem Abort führt.
25. Was sagt Ihnen der Begriff „Chimäre“?
Chimäre sind Lebewesen, die aus (genetisch unterschiedlichen) Zellen von verschiedenen Lebewesen aufgebaut sind. Z.B. gibt es chimäre Labormäuse, die durch eine Injektion von Zellen einer Maus-Blastula in eine andere produziert wurden.
26. Was ist der Grund für die sehr zurückhaltende Verschreibung von Medikamenten an Schwangere?
Medikamente sind so gemacht, dass sie von Magen (meistens) einfach in das Blut gelangen. Es ist deshalb anzunehmen, dass viele Medikamente vom Blutkreislauf der Mutter über die Plazenta in den Blutkreislauf des Fötus gelangen. Dieser ist, weil er sich intensiv entwickelt, besonders anfällig gegenüber chemischen Stoffen.
27. Was kann passieren, wenn eine schwangere Frau raucht, trinkt oder Drogen zu sich nimmt?
Über die Plazenta gelangen die schädlichen Substanzen vom Blutkreislauf der Mutter in den Blutkreislauf des Fötusses, der besonders anfällig ist, da er sich in einer intensiven Entwicklungsphase befindet
28. Kennen Sie moderne Reproduktionshilfen/methoden beim Menschen?
Neben der Ultraschalluntersuchung ist die Fruchtwasseruntersuchung (oder die Chorionzottenbiopsie) eine häufige Untersuchungsmethode. Dabei werden Zellen des Fötus auf genetische Defekte untersucht. Bei Unfruchtbarkeit können die Chancen auf eine „natürliche“ Empfängnis durch Hormongabe erhöht werden. Im Labor gibt es die Möglichkeit der In-Vitro-Fertilisation (IVF), bei der isolierte Eizellen mit Spermien in einer Kulturschale vermischt werden. Befruchtete Eizellen werden dann nach den ersten drei Zellteilungen in den Uterus eingepflanzt oder für spätere Zwecke (falls die Einpflanzung fehlschlägt; alles andere (z.B. Züchtung von Stammzellen) ist illegal!) Die IVF ist seit dem Volksbeschluss vom 5.6.16 in der Schweiz gesetzlich erlaubt.
29. Zyklus der Frau: Erklären Sie.
Durch die Freisetzung von FSH (Follikel-stimulierendes Hormon) und LH (Luteinisierendes Hormon) durch den Hypophysenvorderlappen beginnt der weibliche Zyklus. FSH und LH fördern das Follikelwachstum. Die Folikelzellen produzieren darauf Östradiol, welches die FSH und LH Produktion weiter ankurbelt. Wenn das Folikel voll entwickelt ist, platzt es auf, und die Eizelle wird frei (Eisprung). Danach regt das LH das verbleibende Folikel an, sich in den Gelbkörper umzuwandeln, welcher Östradiol und Progesteron produziert. Die beiden Hormone zusammen hemmen den Hypothalamus/Hypophyse FSH zu produzieren. Vor dem Eisprung verdickt sich die Gebärmutterschleimhaut durch den wachsenden Einfluss von Östradiol. Nach dem Eisprung sorgen Progesteron und Östradiol zusammen, dass die Gebärmutterschleimhaut aufrecht erhalten bleibt, die so für die Einnistung des Embryos vorbereitet ist. Wenn der Gelbkörper degeneriert und somit die Konzentrationen von Östradiol und Progesteron sinken, und sich kein Embryo einnistet, wird die Gebärmutterschleimhaut abgebaut; es kommt zur Monatsblutung.
30. Erklären Sie die Transplantationsexperimente an Froscheiern. Schlussfolgerungen?
Bei diesem Versuch wurden Zellkerne unbefruchteter Eizellen zerstört und durch Zellkerne aus Körperzellen von Kaulquappen und Erwachsenen Fröschen ersetzt. Je jünger das Entwicklungsstadium des Spenderorganismus war, desto häufiger entwickelte sich ein Froschembryo aus der Eizelle. Für die Entwicklung eines Embryos spielt also die molekulare Umgebung in der Eizelle und später die Zell-Zell-Umgebung eine Rolle. Die DNA in der Eizelle und in einer Körperzelle enthalten beide die Information für die Embryoentwicklung. Die nötigen Gene müssen aber zum richtigen Zeitpunkt induziert werden. (siehe Cornelsen S. 222)
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