Befruchtung & Embronalentwicklung: (4P)
In welchen Organen bzw. Geweben des Körpers finden die folgenden Prozesse statt? (möglichst genau!)
Gastrulation
Befruchtung
Entstehung der Keimbahn
Meiose II der Oozyte
das Diktyotän
Hatching
Synthese von Östradiol
Bildung von hCG (human Choriongonadotropin)
Gastrulation —> Gebärmutterschleimhaut
Befruchtung —> Eileiter
Entstehung der Keimbahn —> Genitalleiste
Meiose II der Oozyte —> Beginn Eileiter
das Diktyotän —> Eierstöcke
Hatching —> Gebärmutter
Synthese von Östradiol —> Granulosaepithel (Ovarien)
Bildung von hCG (human Choriongonadotropin) —> Syncytiotrophoblast
Zellzyklus und Krebs: (4P)
a) Nennen Sie fünf charakteristische Eigenschaften von Krebszellen!
b) Welche dieser Eigenschaften werden durch einen p53-Funktionsverlust begünstigt?
a)
ungehemmtes Durchlaufen des Zellzyklus
entspr. verstärktes Zellwachstum
Blockieren der Apoptose
Immunevasion
Stimulation der Angiogenese
b) —> begünstigt verstärkte Mutationsrate
==> Zellzyklus kann nicht mehr für Reperatur & Apoptose mutierter Zellen gestoppt werden —> Apoptose wird also umgangen —> ungehemmte Vermehrung mutierter Zellen
Virologie: (2P)
Welche der folgenden Aussagen treffen zu? (Mit richtig oder falsch markieren!)
(Falsche Antworten führen zu Punktabzug, negative Punktzahlen sind nicht möglich.)
Manche akute virale Erkrankungen lassen sich erfolgreich mit Antibiotika behandeln.
Viren mit Membranhülle benötigen die Membran ausschließlich, um mit der Membran einer Zielzelle verschmelzen zu können; die spezifische Erkennung der Zielzelle geschieht über Proteine, die im Proteinkapsid der Virionen verankert sind.
Viren benutzen für die Expression ihrer Gene die Translationsmaschinerie der Wirtszellen.
Virale Genome können als Nukleinsäure doppelsträngige oder auch einzelsträngige DNA oder auch RNA enthalten.
Das einzelsträngige RNA-Genom von Retroviren wird durch eine reverse Transkriptase in DNA umgeschrieben, wobei das Enzym aus dem Virion eines Retrovirus bei der Infektion mit in die Zielzelle übertragen wird.
Rezeptor-vermittelte Endozytose ist ein Mechanismus, über den Viren in ihre Zielzellen gelangen.
Manche akute virale Erkrankungen lassen sich erfolgreich mit Antibiotika behandeln. —> falsch
Viren mit Membranhülle benötigen die Membran ausschließlich, um mit der Membran einer Zielzelle verschmelzen zu können; die spezifische Erkennung der Zielzelle geschieht über Proteine, die im Proteinkapsid der Virionen verankert sind. —> falsch
Viren benutzen für die Expression ihrer Gene die Translationsmaschinerie der Wirtszellen. —> richtig
Virale Genome können als Nukleinsäure doppelsträngige oder auch einzelsträngige DNA oder auch RNA enthalten. —> richtig
Das einzelsträngige RNA-Genom von Retroviren wird durch eine reverse Transkriptase in DNA umgeschrieben, wobei das Enzym aus dem Virion eines Retrovirus bei der Infektion mit in die Zielzelle übertragen wird. —> richtig
Rezeptor-vermittelte Endozytose ist ein Mechanismus, über den Viren in ihre Zielzellen gelangen. —> richtig
Immunologie & Parasitologie:
Welche wesentlichen molekularen Schritte führen zur Vielfalt der Antikörper? (3P)
Level 1 & 2: Combinatorial diversity (Kombinatorik)
mehrere Kopien jeder Art von Gensegmenten und deren zufällige Auswahl während der somatischen Rekombination
verschiedene L- und H-Ketten Kombinationen
=> stochastische Menge mathematisch begründet
Level 3: Junctional diversity
Verlust oder Gewinn von Nukleotiden während Rekombinationsprozess
Level 4: somatische Hypermutation / Class switch
somatische Hypermutation: wenn bei Reparaturmechanismus mit Desaminase falsche Base eingebaut wird
-> Mutation positiv oder negativ
Class switch: Änderung von L-Kette zu H-Kette
Welche grundsätzlichen Mechanismen können Parasiten anwenden, um im Wirt überleben zu können? (3P)
——————————————————————————————-
Erläutern Sie die grundsätzlichen Mechanismen, die Parasiten anwenden können, um im Wirt überleben zu können? (4P)
Modulation —> kontrolliert Immunsystem des Wirt
Sequestration —> versteckt sich vor Immunsystem des Wirt
Antigenic Variation —> Oberflächenantigene immer wieder angepasst ==> Immunsystem ohne passende Angriffstrategie
Endokrinologie des Menschen:
Was ist der fundamentale Unterschied zwischen dem endokrinen und dem neuronalen Signalübertragungssystem? (2P)
endokrin:
über Hormone in Blut
langsamer aber länger anhaltend
braucht best. Rezeptoren in Zielzelle
neuronal:
über Transmittermoleküle entlang Nervenbahnen
entlang vorgegebener Bahnen in Zielzelle ==> schneller
Erläutern Sie das Prinzip der homöostatischen Wirkweise von Hormonen am Beispiel der Regulation des Blutzuckerspiegels beim Menschen! (3P)
Homöostase -> Erhalt eines Gleichgewichts
nach Essen: Blutzuckerspiegel hoch
—> Ausschüttung von Insulin durch β-Zellen des Pankreas
—> verbesserte Glucoseaufnahme in der Leber durch den Einbau von Glucoserezeptoren in der Membran
—> Blutzuckerspiegel sinkt
nach Fasten: Blutzuckerspiegel niedrig
—> Ausschütten von Glucagon durch α- Zellen des Pankreas
—> fördert Abbau von Glykogen zu Glucose in der Leber ==> leichter in Blut aufgenommen
—> Blutzuckerspiegel steigt (auf normales Level)
Der Körper des Menschen:
Drei Zelltypen werden normalerweise im Zusammenhang mit dem Aufbau, Abbau und Erhalt von Knochenmatrix genannt. Wie heißen diese, welche Aufgaben und Besonderheiten haben die Zelltypen jeweils und wie unterscheiden sie sich morphologisch? (6P)
Osteoblast —> Aufbau
einkernige kuboidale Zelle
sezerniert anorg. Stoffe auf Knochensubstanz ==> Knochenaufbau
verlieren Teilungsfähigkeit ==> werden zu Osteocyt
Osteoklast —> Abbau
mehrkernige Riesenzelle (monozytenähnlich)
Auflösen von Knochen bei Umbau, Heilung & Wachstum
Abbau Knochengewebe
Osteocyt —> Erhalt
sternenförmige, einkernige Zelle
in Knochenmatrix verankert
bilden große Oberfläche
Mobilisation & Abfangen von Calcium
Beschreiben Sie den Aufbau eines Lymphknotens! Welche Aufgaben übernehmen diese im Körper des Menschen? (3P)
sind von einer Kapsel umgeben & werden in die Bereiche Cortex (=Rinde), Paracortex (=Übergangszone) & Medulla (=Mark) unterteilt
Im Inneren: in mehrere durch Bindegewebs-Septen (Trabekel) getrennte Bereiche aufgeteilt, die jeweils ein Kernzentrum & einen darum herumlaufenden Lymph-Sinus enthalten.
Filter in Lymphsystem
—> dienen zur Vermehrung & Differenzierung von B-Lymphocyten
—> dienen zur Vermehrung von T-Lymphocyten
—> bringen Zellen des Immunsystems mit Lymphflüssigkeit & darin eventuell enthaltenen Erregern & Antigenen in engen Kontakt
Was ist und wie entsteht ein „Herzinfarkt"? Wie kann man ihn behandeln? (3P)
= länger andauernde Durchblutungsstörung der Herzmuskeln
Herzfaserkranz verschließt & Blut kommt nicht mehr zu Herzmuskelzellen —> sterben ab (wodurch? -0.5P)
Behandlungen:
Lysetherapie (Auflösen Blutgerinsel)
mech. Öffnen der Gefäße & Einsetzen von Stants
Bypässe
(2.5/3P)
Das Gehirn und Kognition:
Sie haben das Gehirn eines Schimpansen und eines Menschen vor sich. Nennen Sie vier Unterschiede, die Ihnen auffallen könnten! Nun sind die beiden Organismen aber unterschiedlich groß und die Gehirne könnten sich im Prinzip allein deswegen unterscheiden. Wie müsste man (unter Zuhilfenahme von Gehirnen weiterer Säugetiere) vorgehen, um zu entscheiden, ob das menschliche Gehirn wirklich außergewöhnlich ist? (6P)
———————————
Beim Vergleich der Gehirne eines Schimpansen und eines Menschen fallen eine Reihe von Unterschieden auf: nennen sie 4
Nun sind Schimpansen aber kleiner als Menschen: Wie müsste man vorgehen, bzw. welche Daten würde man benötigen, um überzeugend nachzuweisen, dass das menschliche Gehirn in einem dieser Unterschiede ‘überproportional’ das Schimpansengehirn übertrifft?
Formulieren Sie eine Vorhersage für den Ausgang ihrer Analyse, wenn tatsächlich das menschliche Gehirn ausergewöhnlich wäre.
Unterschiede (Mensch hat:)
ein größeres Gehirn
mehr Gehirnfurchungen
mehr Synapsen
mehr Gliazellen
Vorgehen:
Daten von z.B. Gehirngröße gegen Körpergröße von verschiedenen näher verwandten Tieren (bsp. verwandte Affenarten) auftragen
-> doppellogarithmische Auftragung gut geeignet
schauen ob der Mensch aus dem Trend, der durch die anderen Arten vorliegt, herausfällt
—————————————
Vorhersage: Mensch liegt mit im Trend der Auftragung
-> nicht überproportional
Wieso ist es bei allen chemischen Synapsen wichtig, dass sich im synaptischen Spalt ein Enzym befindet, das den Transmitter schnell abbaut?
Wie können Sie einem Parkinson-Patienten bzw. einem Schizophrenie-Patienten durch Gabe eines Medikaments helfen, das auf das Dopaminabbauende Enzym im synaptischen Spalt wirkt? (3P)
Parkinson durch Dopamin Defizit —> muss Dopamin langsamer abbauen
Schizophrenie durch Dopamin Überschuss —> muss Dopamin schneller abbauen
(2/3P)
entscheidend, um die Signalübertragung zu terminieren, Überstimulation und Diffusion zu verhindern sowie die zeitliche Präzision neuronaler Prozesse zu gewährleisten
Stellen Sie sich vor, Sie hätten einen Neglect-Patienten vor sich. Wie würde man diese Krankheit erkennen können? Wie kann man zeigen, dass er/sie unterbewusst Informationen aus beiden Raumhälften im Gehirn zur Verfügung hat? (3P)
Sie haben einen Patienten vor sich. Wie können Sie feststellen, dass es sich um einen Neglect-Patient handelt? Wie kann man zeigen, dass er/sie unterbewusst Informationen aus beiden Raumhälften im Gehirn zur Verfügung hat? (3P)
Erkennen:
übersieht Dinge auf kontralateralen Seite
isst nur eine Seite des Tellers leer
rasiert/schminkt sich nur eine Gesichtshälfte
behauptet steif & fest, dass eigene Wahrnehmung vollständig ist
sogar erinnerte Bilder sind betroffen
betrifft meist alle Sinne (ist ‚multimodal‘)
Beweisen: …
Sinne des Menschen:
Ein Hörtest ergibt das unten gezeigte Diagramm. Wie nennt man eine solche Darstellung? Auf was lässt das Ergebnis in diesem Fall schließen und was für Ursachen kommen dafür in Frage? (2P)
= Tonaudiogramm
—> Schallleitungsstörung (da: große Differenz zw. Luftleitung & Knochenleitung)
==> je mehr Luftleitung (x) mit Knochenleitung (<) übereinstimmt, desto “gesünder” ist Gehör
Ursachen:
Mittelohr- / Trommelfellentzündung
falsch geformte(r) Ohrmuschel / Gehörgang (Deformation)
Was versteht man unter der Farbkonstanz des menschlichen Sehens? Was könnte der ökologische Nutzen einer solchen Farbkonstanz sein? (3P)
Farbkonstanz = Fähigkeit die Farbe eines Objekts als konstant wahrzunehmen, selbst wenn sich die Beleuchtungsbedingungen ändern
Ökolog. Nutzen:
Erkennung und Identifikation von Objekten
Nahrungssuche
Kommunikation
Navigation und Orientierung
Nennen Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen Spermatogenese und Oogenese beim Menschen! (4P)
Spermatogenese:
Prinzip: kontinuierliche Neubildung
dauert 64 Tage
Spermatogonien -> Spermatozyten -> Spermatiden -> Spermien
Nachproduktion ab der Pubertät das ganze Leben lang möglich
Oogenese
Prinzip: Aufbrauchen des Vorrats
findet im Embryo zwischen dem 2. und 7. Monat statt -> durch Teilung der Urkeimzellen entstehen Oogonien
Urkeimzellen durchlaufen Meiose I bis Prophase I -> anschließend Diktyotän (lange Pause) bis Pubertät (in dieser Zeit sterben viele Oogonien ab) -> in der Pubertät Weiterentwicklung, keine Nachproduktion von Oogonien -> Vorrat wird aufgebraucht
Skizzieren Sie ein Virion von SARS-CoV-2 mit der Lage der vierten Klassen von Strukturproteinen! Welches dieser Proteine ist für die Erkennung des zellulären Rezeptors auf humanen Zellen verantwortlich und wie heißt dieser Rezeptor? (2P)
ACE2-Rezeptor
das Spike-Protein dient als Rezeptor für Wirtszellen
Definieren Sie den Begriff “Parasit”! (2P)
= ein Organismus, der für eine bestimmte Zeit in/an seinen Wirt lebt, von diesem profitiert & diese Interaktion mit dem Wirt benötigt, um seinen Lebenszyklus zu vollenden
-> Meist wird dem Wirt dabei geschadet
Aus welchen Molekülklassen sind die meisten Hormone abgeleitet? Nennen Sie jeweils ein Beispiel! (3P)
Hydrophile -> Polypeptide (Insulin) & Amine (Adrenalin)
Hydrophobe -> Sterole (Cholesterin)
Zeichnen und beschriften Sie den Längsschnitt durch einen Röhrenknochen! (4P)
Was ist das sogenannte Zwerchfell? Aus was besteht es, wo findet man es und welche Aufgaben hat es? (2P)
Muskel-Sehnen-Platte
trennt Brust und Bauchhöhle
wichtigster Atemmuskel (in Ruhe 60-80% der Inspirationsarbeit)
Verbindung zu 3 Knochen im unteren Brustkorb unter den Rippen/ Lunge
Welche Funktionen hat das menschliche Integument? (2P)
Sinnesorgan (z.B. Fotorezeptor, Riechzellen)
Stoffwechselorgan (Wasser, Fett, Atmung (CO2))
Schutzorgan:
mechanischer Schutz (Fasergeflecht aus Dermis)
Thermoregulation (Schutz vor Hitze und Kälte)
Schutz gegen UV-Strahlung (Melaninpigmentierung)
Schutz gegen Infektionen (trockene und saure Oberfläche)
Barrierefunktion (Unterbindung von Stoffaustausch zwischen Körper und Umwelt verhindert Austrocknung und Eindringen von körperfremden Substanzen)
Wo im Körper findet man die Lymphgefäße? (1P)
assoziiert dort, wo die Blutgefäße verlaufen -> außer ZNS (wie Rückenmark/ Hirn)
Im peripheren vegetativen Nervensystem unterscheidet man normalerweise zwei Nervenzelltypen. Wie nennt man diese und wie sind die miteinander verschaltet? Welche Transmitter werden von welchen Zellen ausgeschüttet? (3P)
postganglionäre Neuronen / präganglionäre Neuronen
präganglionäre Neuronen führen von ZNS (Rückenmark/ Hirn) zu vegetativen Ganglien -> werden dort mit postganglionären Neuronen verschaltet, die zu den Zielorganen führen
Acetylcholin (ACh) an präganglionen Neuronen von Parasympathikus und Sympathikus & an postganglionären Neuronen -> Parasympathikus
Noradrenalin an postganglionären Neuronen -> Sympathikus
Was sind otoakustische Emissionen? Wie entstehen sie und wofür werden sie genutzt? (2P)
Schalwellen, die von äußere HSZ abgegeben werden, um cochleäre Schwingungen zu verstärken -> im Innenohr
zum Hörtest bei Neugeborenen
a) Wofür “interessieren” sich die meisten Zellen im primären Sehcortex? Anders gefragt: welche Art von visuellen Reizen muss man zeigen, damit sie Aktionspotentiale feuern? Was meint man damit, dass sich die Reize zusätzlich auch noch im sogenannten “rezeptiven Feld” des Neurons befinden müssen?
b) Woher bekommen sie ihre Eingänge (d.h. wo sitzen die Somata der Nervenzellen, die ihre Axone zum Sehrcortex schicken?) Wie liegen die EIngänge aus dem linken und rechten Auge zueinander?
c) Wo liegen alle Nervenzellen, die sich für dieselbe Kantenortientierung interessieren?
d) Ist die Anordnung im primären Sehkortex fest angeboren, in den ersten Lebenswochen plastisch oder das ganze Leben über immer plastisch? Wie würde es sich auswirken, wenn bei einem neugeborenen Kätzchen das linke Auge für 2 Monate abgedeckt wäre, es danach im ganzen restlichen Leben der Katze aber immer benutzbar und nachweislich völlig funktionsfähig wäre? (7P)
a) für Balken mit unterschiedlicher Orientierung
-> rezeptives Feld = alle Rezeporen, die Informationen an die gleiche Synapse weiterleiten d.h. Synapsen/ Zellen des Sehcortex werden nur aktiv, wenn die Rezeptoren auch den Reiz wahrnehmen
b) im Kniehöcker -> Eingänge rechtes/ linkes Auge sind alternierend
c) liegen in Orientierungssäulen in der 4. Schicht des Sehcortex übereinander
d) Die Anordnung ist in den ersten Lebenswochen noch plastisch
-> wird dann aber durch Sehereignisse festgelegt
-> wenn das linke Auge einer Katze 2 Monate bedeckt wäre, würde sich die Anordnung verschieben & im rechten Auge stärker ausprägen = Okulardominanz -> Eingänge linkes Auge gehen zurück
-> auch durch Öffnen des Auges ist der Zustand nicht mehr zu verändern, da nach 6 Wochen die Anordnung im Sehcortex festgelegt wird & stabil ist
(5.5/7 P)
Welcher Eingriff wurde bei Split-Brain Patienten durchgeführt und wozu? Wieso zeigen Split-Brain Patienten keinerlei Auffälligkeiten im normalen Alltag? Mit welchem Trick kann man zeigen, dass der Eingriff doch erhebliche Auswirkungen haben kann? (3P)
Trennung der 2 Hirnhälften, um eine schlimme Form der Epilepsie zu heilen
beide Hirnhälften agieren (?) getrennt voneinander, doch im Alltag bewegen des Kopfes und nicht fokussieren des Punktes -> linkes & rechtes Sehfeld nehmen beide alle Informationen wahr
wenn die Person (mit einem Split-Brain) sich auf nur einen Punkt auf einem Bildschirm fokussiert -> werden unterschiedliche Emotionen abgebildet & aufgeschrieben mit linker/ rechter Hand welche Emotionen gesehen wurden, denn das linke Sehfeld nimmt Emotionen genauer wahr, da die Verrechnung in der rechten Hirnhälfte stattfindet, da sie für Emotionen zuständig ist
-> das linke Sehfeld bringt Emotionen nicht zum Ausdruck, da das durch Sprache nicht möglich ist -> die linke Hirnhälfte ist für Sprache zuständig
Die fiktive Firma “Pharmadreams” behauptet ein Medikament entwickelt zu haben, das sowohl gegen Parkinson, aks auch gegen Schizophrenie wirkt. Begründen Sie aus biologischer Sicht, ob Sie das für möglich halten, oder nicht! (3P)
Schizophrenie Medikamente blockieren dopaminerge Synapsen, während bei Parkinson dopaminerge Synapsen unterstützt werden
Parkinson hängt mit Degeneration der Dopaminsynapsen zusammen, Schizophrene wohl nicht direkt mit Dopamin
dies scheint auf Ebene dopaminerger Synapsen nicht möglich zu sein, ein Medikament zu entwickeln, das gegen beide Krankheiten hilft
Schildern Sie ganz knapp einen Versuch, aus dem man die Schlussfolgerung gezogen hatte, der Mensch habe keinen freien Willen. (2P)
bei einem Menschen wurde durch den O2- Verbrauch die Hirnaktivität aufgezeichnet
Er sollte sich entscheiden wann & mit welcher Hand er einen Knopf drückt
noch bevor er vorgab sich entschieden zu haben, konnte mit bis zu 60%iger Wahrscheinlichkeit genau bestimmt werden mit welcher Hand und wann er den Knopf drückt
(1.5/2 P)
Befruchtung und Embryonalentwicklung:
Welche Zelltypen in der Spermatogenese entstehten durch Mitose, welche durch Meiose 1 und welche durch die Meiose 2? (3P)
Mitose:
Spermatogonien A & B
Spermatocyte 1
Meiose 1: Spermatocyte 2
Meiose 2: Spermatiden
Genetisch veränderte Mäuse, denen Telomerase in ihren somatischen Zellen fehlt, entwickeln in bestimmten Geweben seltener Krebs als der Wildtyp. Schaltet man jedoch zusätzlich zu Telomerase auch noch p53 aus, so entwickeln die doppelt-mutanten Mäuse mehr Karzinome (die noch dazu CIN zeigen) als die Kontrollgruppe.
Erklären Sie knapp (Zeichnug evtl. hilfreich), wie es sein kann, dass das Abschalten der Telomerase je nach Situation die Krebsentstehung mal verhindert und mal begünstigt.
Telomerase verlängert die Telomere
wenn Telomere nicht verlängert werden, verkürzen sie sich bei jeder Zellteilung -> Anzahl der Zellteilungen ist also begrenzt
ab bestimmter Zahl an Teilungen verhindert p53 weitere Zelzyklen
-> unkontrollierbare Zellteilung von Krebszellen nicht mehr möglich
wenn auch p53 ausgeschaltet ist, verhindert das bei zu kurzen Telomeren weitere Zellzyklen nicht
Telomere werden weiter verkürzt wodurch sie irgendwann als Doppelstrangbrücke(=DSB) erkannt und mit anderen DSB falsch verknüpft werden
falsche Verknüpfung führt zu mehr Fehlern + Krebsbildung
(3/4P)
Erläutern Sie Mechanismen des angeborenen Immunsystems zur Erkennung von Pathogen-spezifischen Mustern und deren Effektorfunktionen. (4P)
2 wesentliche Mechanismen:
Komplementsystem (KS)
erkennt initial pathogen Oberflächenmoleküle und bewirkt Kaskade von Proteasen -> deren Abspaltungsprodukte lösen Effektorfunktion aus
Opsonisierungschemotaxis
membrane attack complex (=MAC)
Toll-like-receptor (TLRs)
erkennt ebenso pathogen spezifische Muster
führt zu Signalkaskade im interzellulären Bereich
-> kann Immunantwort beeinflussen
PAMPs = Pathogen-spezifische Muster
von PRR erkannt
sie binden beispielsweise an toll-like-receptors (TLRs) die einen leucinreichen extrazellulären Teil und eine intrazelluläre TIR-Domäne haben
-> löst eine Signaltransduktionskaskade in der Zelle aus
Zelle die PAMPs erkannt hat, sendet Immun-Mediatoren aus die verschiedene Funktioenn haben
bewirken Chemotaxis von Zellen der Immunsysteme zum Ort der PAMPs
stärkere Durchblutung
Gefäßwände werden durchlässiger
-> Immunsystem kann auch in Gewebe (nicht nur im Blut) wirken
(nicht alle Punkte!)
Endokrinologie des Menschen: (3P)
Das neurale und endokrine System können zusammen agieren. Beschreiben sie eine typische neuroendokrine Kaskade.
Beispiel Säuger:
Kind saugt an Brust der Mutter
Reiz wahrgenommen -> neural an Gehin weitergeleitet (an Hypothalamus)
-> bewirkt Ausschüttung von Oxitocin (—> woher?)
-> Hormon bewirkt Kontraktion von Muskeln an den Milchdrüsen
-> mehr Milch wird abgegeben
Hormone an der Hypophyse können auch auf andere Endokrine Drüßen (z.B. Schilddrüse) wirken, die dann weitere Hormone abgeben
Der Körper des Menschen: (3P)
Welche Hormone sind an der Steuerung des Ca2+ -Spiegels des Blutes beteiligt? Nennen Sie drei Hormone inklusive ihrer Bildungsorte und wichitgsten Wirkungen.
Parathyrin
aus Nebenschilddrüse
Mobilisierung von Ca2+ aus dem Knochen
Calcitriol
aus Leber
Aufnahme von Ca2+ und Phosphat im Darm
Calcitonin
aus Schilddrüse
Einbau von Ca2+ in Knochen
Beschriften Sie die folgende Abbildung. Wie nennt man den gezeigten Teil des menschlichen Integuments? (4P)
Vegetative Funktionen des Menschen: (2P)
Zeichnen sie den Verlauf intrazellulärer Ableitungen (Achsen beschriften) einer Zelle aus dem Sinusknoten und eines potenziellen Schrittmachers des menschlichen Herzens.
Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen physikalischer Reizsärke und empfundener Intensität, wie er für die meisten Sinneswahrnehmungen beim Menschen gilt. Was für einen Vorteil hat das? (2P)
E = c * log ( I / Io) [i durch i null]
die empfundene Intensität verhält sich logarithmisch zu der Reizstärke
Vorteil: in dem “wichtigen” Bereich, in dem viele der Reize, die man wahrnimmt liegen, ist eine gute Unterscheidung möglich
-> bei starker Intensität wenigerm diese werden aber trotzdem noch wahrgenommen
Erklären Sie, warum ein plötzlicher lauter Knall für unser Hörsystem besonders gefährlich ist. (2P)
Der Stapediusreflex bewirkt normal durch Veränderung der Lage der Hörknöchelchen, dass zu laute Geräusche keinen Schaden im Innenohr verursachen
ein plötzlich lautes Geräusch gibt den Nerven nicht genug Zeit den Reflex zu bewirke
-> starkes Signal kommt im Innenohr an und lässt Stereovilli abknicken die nicht regeneriert werden können
Was versteht man unter dem ‘rezteptiven Feld’ einer Ganglienzelle und wie kann man es experimentell bestimmen? Bitte erläutern Sie das Vorgehen anhand einer Skizze. (3P)
rezeptives Feld = die Rezeptorzellen die ihre “Info” an die Ganglienzellen weitergeben -> also mit ihr verschaltet sind
experimentell: verschiedene Punkte auf Netzhaut beleuchten & Feuerrate der Ganglienzelle beobachten
-> veränderte Feuerrate heißt die Rezeptorzelle liegt im rezeptiven Feld
Skizze: [Bild??]
Erklären Sie jeweils, was man unter folgenden Konstanzleistungen des menschlichen Sehsinnes versteht: (3P)
Größenkonstanz
Helligkeitskonstanz
Farbkonstanz
Größenkonstanz:
wenn 2 Figuren auf einem gleich großen Bereich der Netzhaut wahrgenommen werden, nicht die Figur, die weiter weg ist größer (gab volle punkzahl but why?)
-> Internet: = Fähigkeit, Objekte unterschiedlicher Entfernung dennoch gleich groß wahrzunehmen
Helligkeitskonstanz:
“Schatten wird rausgerechnet”
gleich helle Fläche wirkt im Schatten heller als im Licht
Farbkonstanz:
“Farbe rausgerechnet”
Beispiel: Banane die mit rotem Licht bestrahlt wird wirkt trotzdem gelb
Das Gehirn und Kognition: (4P)
In einem Artikel wird behauptet, die rechte Hirnhälfte sei für die Wahrnehmung von Emotionen zuständig.
Schildern Sie, wie sie das mit Hilfe eines Split Brain Patienten überprüfen können.
Machen Sie dabei klar, wie Sie die Information präsentieren und wie der Patient Ihnen seine Wahrnehmung mitteilt.
rechte Hirnhälfte
steuert linke Hand
zuständig für rechte Hälften er Retina (also für linkes Blickfeld)
-> Bilder von verschiedenen Emotionen auf der linken Seite des Blickfelds zeigen
-> Proband soll die Emotionen mit der linken Hand zuordnen (nicht sprechen, weil linke Hirnhälfte für Sprechen zuständig ist)
-> Versuch ist bei Split-Brain-Patienten möglich, da die Verbindung zwischen den Hirnhälfteb getrennt wurde
Zellzyklus und Krebs: (3P)
Wofür steht die Abkürzung MPF?
MPF setzt sich wie zusammen und hat wleche katalytische Aktivität?
Nennen sie zwei Regulationsmechanismen über die MPF aktiviert wird.
= Mitosis-promoting factor
Cdk + Cyclin B
-> katalytische Aktivität: Ser-Thr-Proteinkinase
Regulation
Phosphatase (CdC25) um Inhibition von PO3^2- an Thr15, Tyr15 zu entfernen
Kinase (Wee1) -> Assoziation um regulatorische Einheiten zu phosphorylieren
p53 ist in mehr als 50% aller menschlichen Tumoren mutiert. Gleichzeitige Beteiligung an Apoptose und welchem wichtigen Prozess macht p53 zu dieser “Achillesferse”?
Warum häufen sich bei p53-Verlust sekundär weitere Mutationen?
DNA-damage checkpoint -> Reparatur beu Schäden auf DNA-Ebene
bei vorhandensein von p53 wird ein Zellzyklus-Arrest erreicht und entweder repariert oder Apoptose eingeleitet
bei Verlust häufen sich Schäden (Telomererosion -> Strangbruch -> (NHE3) “Reparatur” (BFB-cycle)
Folge: Dicentrische Chromosomen die in der Anaphase zerrissen werden -> DSB
=> somit häufen sich die DSB
Um die Gefahr einer Coronavirus- oder Influenza-Infektion zu verringern, wird der Bevölkerung zu Recht geraten sich regelmäßig und gründlich die Hände mit Seife zu waschen. Dadurch werden diese Erreger effektiver inaktiviert.
Auch wenn generell bei allen Infektionskrankheiten das Waschen der Hände eine Infektionsgefahr verringert, so ist diese Prozedur bei manchen Viren, die auf dem gleichen Wege übertragen werdern wie die Grippeviren oder Coronaviren, weniger effektiv als z.B. bei Influenza.
Worin könnte das begründet sein?
Beim Coronavirus handelt es sich um einen behüllten Virus.
Hülle dient als Schutz für Virus
Hülle wird zur Andockung an Zellen verwendet
-> Rezeptoren an Hülle leiten Penetration ein
-> Virus in Wirtszelle
Detergenzien (bsp. Seife) zerstören die Hülle (da: lipophil)
-> Virus wird inaktiviert
-> kann nicht mehr in Wirtszelle eindringen
Der Körper des Menschen: (4P)
Was genau ist auf der untenstehenden Abbildung dargestellt? Begründen Sie Ihre Antwort kurz.
Wie nennt man solche Aufnahmen?
Erklären Sie, wie man vorgehen muss, um solche Aufnahmen zu erstellen.
= Skelettzintigrafie
Spritzen durch radioaktives Technetium (TC)
Röntgenaufnahme links
dunkle Stellen zeigen Anreicherung von TC in Epiphysenfuge
Epyphysenfugen noch offen
-> wahrscheinlich junger Mensch
Röntgenaufnahme rechts
gleiches Subjekt aber ein paar Jahre sind vergangen
Epiphysenfugen an den Schultern fast geschlossen -> da Intensität an TC nicht stark ist
an Knien und Fußgelenken zwar noch offen aber im Gegensatz zu Bild links hat dort auch Intensität abgenommen
=> an Epiphysenfugen erfolgt Längenwachstum
In der Haut des Menschen findet man sogenannte Desmosomen.
Was versteht man darunter?
Welche Aufgaben haben sie?
Wo genau findet man sie und mit welchen Strukturen stehen sie in Verbindung?
Desmosomen = Zellverbindungen die Zellen dicht abschließen damit dort kein Stofftransport stattfinden kann
dienen zur Reißfestigkeit und verleihen Zellenverbindungen Stabilität
stehen deshalb mit Tonofilamenten in Verbindung
findet sie im
Stratum spinosum
Stratum germinativum
Stratum basale
findet sie nicht im
Stratum corneum
Stratum granulosum
Kreislauf des Menschen: (3P)
Was ist das Lymphsystem und welche wichtigen Aufgaben hat es?
Drainage-System des Körpers
Transport von Wasser
Transport von Stoffwechselprodukten und Nährstoffen
Filterfunktion
Teil des Immunsystems
Prägung von T-Zellen aus prä-T-Zellen
T-Zellen reifen und “lernen”
T-Zellen detektieren von MHC markierte Fremdpeptide und sorgen für beispielsweise Phagocytose
Was ist ein CKI? Welche Klassen und Vertreter von CKIs haben Sie kennengelernt und wie unterscheiden sie sich in ihrer Wirkweise? (4P)
CKI = Stöchiometrischer Inhibitor
Klassen:
Cip/Kip Familie:
Bindet an Cyclin-Cdk-Komplexe & benötigt Cyclin zur Bindung
fügt sich in den katalytischen Spalt ein & ahmt ATP nach
Vertreter: Kip1-Cdk2-cyclin A
p16^(INK4) Familie:
verhindert indirekt die Bindung von Cyclin, indem es Konformationsänderungen an der Cyclin-Bindungsstelle induziert
verzerrt den katalytischen Spalt & stört dadurch die ATP-Bindung
Vertreter: INK4a-Cdk6
Nennen Sie sechs charakteristische Eigenschaften von Viren! (3P)
replizieren nur innerhalb lebender Zellen
stellen ein infektiöses Agens dar
sind meist sehr klein (30-300 nm Durchmesser) —> im Lichtmikroskop nicht sichtbar
werden durch Synthese & Zusammenbau vermehrt, nicht durch Teilung
können sich rasch wechselnden Umweltbedingungen anpassen (hohe Mutationsrate)
übertragen ihr Genom während der Infektion
Hormone können, je nach Zielzelle, unterschiedliche Auswirkungen haben. Warum ist das so? (3P)
Das gleiche Hormon kann untersch. Wirkungen auf Zielzellen haben, die …
… unterschiedliche Rezeptoren für das Hormon haben
… unterschiedliche Signaltransduktionswege haben
Bsp.: Epinephrin (Adrenalin) kann Durchblutung der großen Skelettmuskeln erhöhen, jedoch Durchblutung des Verdauungstrakts verringern & außerdem den Glykogenabbau stimulieren (macht dem Körper Zucker verfügbar)
Welche Eigenschaften kennzeichnen ein hochentwickeltes Immunsystem (z.B. beim Menschen)? (4P)
Selektivität
Vermeidung von „Horror Autotoxicus“ (Selbst-/Nicht-Selbst-Diskriminierung)
Autoimmunerkrankungen, die mit einem Versagen der Selbst-/Nicht-Selbsterkennung einhergehen
Spezifität
Immunantwort nur gegen Krankheitserreger
Unmittelbarkeit (Geschwindigkeit)
Verhindern, dass sich Infektionserreger im Körper ausbreiten
Erinnerung / Gedächtnis
Fähigkeit, bei wiederkehrenden Infektionen eine effizientere Immunantwort auszulösen (sofern die erste überlebt wird)
Erklären Sie genauer, was man unter dem Stapedius-Reflex versteht! Welche Komponenten sind an ihm beteiligt und welchen Zweck erfüllt er? (3P)
wenn nicht -> starkes Signal kommt im Innenohr an & lässt Stereovilli abknicken, die nicht regeneriert werden können
beteiligte Komponenten:
Nervus cochlearis (Hörnerv) —> Nervus stapedius (Steigbügelnerv) —> Musculus stapedius (Steigbügelmuskel)
[Hörnerv —> Steigbügel]
Benennen Sie vier Gelenkformen, die man beim Menschen finden kann! (2P)
Kugelgelenk (z.B. Hüftgelenk)
Eigelenk (z.B. Kopfgelenk)
Sattelgelenk (z.B. Daumenwurzelgelenk)
Gleitgelenk (z.B. Wirbel)
Scharniergelenk (z.B. Fingergelenke)
Zapfengelenk (z.B. Radioulnargelenk)
Was versteht man im Zusammenhang mit dem menschlichen Sehen unter Größenkonstanz? Was muss dazu verrechnet werden und wozu ist Größesnkonstanz nützlich? (3P)
wenn 2 Figuren auf einem gleich großen Bereich der Netzhaut wahrgenommen werden; nicht die Figur, die weiter weg ist, größer
[Internet: = Fähigkeit, Objekte unterschiedlicher Entfernung dennoch gleich groß wahrzunehmen]
Verrechnung von:
Retinale Abbildungsgröße (Netzhautbild)
Tiefeninformationen (Entfernung des Objekts)
Erfahrungswissen
wichtig für stabile Wahrnehmung der Umwelt & eine effektive Interaktion mit dieser
Befruchtung & Embronalentwicklung:
Was sind Polkörper und wann entstehen sie? (2P)
Polkörper = kleine haploide Zellen, die während Meiose der Oogenese entstehen
[haben haploiden (reduplizierten) Chromosomensatz (1n, 2C)]
entstehen während Oogenese in Meiose I (1. Polkörper) & Meiose II (2. Polkörper)
LH-Gipfel lässt primäre Oozyte die Meiose I vollenden —> 1. Polkörper
Beschreiben Sie den Aufbau einer Blastozyste! (2P)
Embryoblast (innere Zellmasse, ICM) = Ansammlung von (2-4) Zellen im Inneren der Blastozyste —> Embryonalen Stammzellen
Zona Pellucida = Hülle aus Glykoproteinen
Trophoblast = äußere Zellschicht der Blastozyste
Blastozystenhöhle = flüssigkeitsgefüllter Hohlraum im Inneren der Blastozyste
Virologie:
HIV-Invektionen können mit Medikamenten gut in Schach gehalten werden. Dabei wird häufig ein Wirkstoffcocktail eingesetzt, der verschiedene Phasen des retroviralen Lebenszyklus hemmt. Ein wichtiger Bestandteil sind Hemmstoffe der reversen Transkriptase, einem Enzym, das für das Umschreiben des viralen RNA-Genoms in CDNA essentiell ist. SARS-CoV-2 hat ebenfalls RNA als Genom. Treffen Sie eine Aussage, ob Hemmstoffe der reversen Transkriptase auch bei einer Coronavirus-Infektion helfen können und begründen Sie Ihre Antwort. (3P)
Hemmstoffe der reversen Transkriptase sind bei einer Coronavirus-Infektion nicht wirksam, da die beiden Viren (HIV & SARS-CoV-2) unterschiedl. Mechanismen für Replikation ihres RNA-Genoms verwenden
HIV ist ein Retrovirus —> Enzym (RT) essentiell, da es virales RNA-Genom in cDNA umschreibt
SARS-CoV-2 ein positives Einzelstrang-RNA-Virus (+ssRNA) ist —> nutzt keine reverse Transkriptase (RT)
—> verwendet für Replikation seines Genoms die virale RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp) —> synthetisiert eine cRNA-Kopie des viralen Genoms
==> Behandlung erfordert spezifische Inhibitoren der RNA-abhängigen RNA-Polymerase oder anderer virus-spezifischer Enzyme
a) APC steht für ____________; hierbei handelt es sich um _______________, welche die späten mitotischen Ereignisse steuert.
b) Benennen Sie zwei APC-Substrate, die Sie in der Vorlesung kennengelernt haben! Was ist ihre jeweilige biologische Funktion?
APC steht für Anaphase-Promoting Complex; hierbei handelt es sich um eine E3 (Ubiquitin Ligase), welche die späten mitotischen Ereignisse steuert.
Securin & Cyclin B1
Beschreiben Sie die immunologischen Vorgänge, die während einer Entzündung ablaufen! (3P)
Akute Phase: Erkennung pathogenassoziierter Muster (PAMPs) durch Mustererkennungsrezeptoren (PRRs)
Freisetzung von Immunmediatoren (Zytokine, Chemokine) führt zu einer Gefäßerweiterung (Hitze, Rötung, Schwellung) & weitere Invasion weißer Blutkörperchen (z.B. Makrophagen, dendritische Zellen, Neutrophile, Leukozyten) über Chemotaxis
Entfernung des Krankheitserregers durch Phagozytose oder chemische Schäden
Erklären Sie genauer, was man unter einem Bandscheibenvorfall versteht, wo und weshalb es meist dazu kommt und wozu er führen kann! (4P)
Bandscheiben bestehen aus zwei Teilen: äußerer Anulus fibrosus (Faserring) & innerer Nucleus pulposus (Gallertkern)
—> beim Bandscheibenvorfall reißt der Anulus fibrosus & der Nucleus pulposus wird teilweise herausgedrückt
am häufigsten bei den Lendenwirbeln 1.4 & 1.5 —> tragen das meiste Körpergewicht & sind besonders beweglich, was zu einer höheren Belastung führt
Vegetative Funktionen des Menschen:
Wie kann das ZNS Einfluss auf die Verteilung des Blutes im Körper nehmen? (2P)
Reizung des Parasympathikus
—> Abnahme der Herzfrequenz
—> Abnahme der Vorhofskontraktionskraft
Reizung des Sympathikus
—> Zunahme der Herzfrequenz
—> Zunahme der Kontraktionskraft
Zeichnen und beschriften Sie einen Querschnitt dur ein menschliches Ohr mit seinen drei Abschnitten, in die es nurmalerweise unterteilt wird. Wie heißen diese Abschnitte? (4P)
Nennen Sie zwei Konstanzleistungen der menschlichen Wahrnehmung (z.B. welche die wir beim Thema ‘Sehen’ besprochen haben)! Welche Illusionen konnten wir auf diese Konstanzleistungen zurückführen und worin liegt jeweils der ökologische Nutzen der Konstanzleistung? (4P)
Das Gehirn und Kognition: (6P)
Welcher Eingriff wurde bei Split-Brain Patienten durchgeführt und weshalb?
Wieso zeigen Split-Brain Patienten keinerlei Auffälligkeiten im normalen Alltag?
Welchen Trick muss man bei den Split-Brain Versuchen anwenden, um zu zeigen, dass unsere beiden Hirnhälften nicht symmetrisch bei allen Aufgaben beteiligt sind?
Wie sind linke und rechte Retina mit der linken und rechten Hirnhälfte verbunden und wieso ist das für die Analyse der Split-Brain-Experimente von Bedeutung?
Wieso ist es wichtig zu bedenken, ob die Versuchspersonen verbal oder durch Anzeigen mit der linken oder mit der rechten Hand mitteilen, was sie wahrnimmt?
Trennung des Balken (Verbindung der 2 Hirnhälften), um extrem schwere Formen der Epilepsie zu mildern
im Alltag fixiert man nie nur einen Punkt, dadurch gibt es im Alltag keine feste Zuordnung von Objekten in ein linkes oder rechtes Sehfeld
können ihre Augen & natürlich ihren Kopf & sich selbst bewegen
Patient muss einen Punkt fixieren —> Einteilung des Sehfeldes in eine linke Zone & eine rechte Zone —> so gelangen Informationen nicht in beide Hemisphären
—> Präsentierung von Reizen nur in einer Zone
==> Stimulus in linken Zone wird nur von rechten Hirnhälfte verarbeitet
==> Stimulus in rechten Zone wird nur von linken Hirnhälfte verarbeitet
linkes Sehfeld (NICHT linkes Auge) mit rechter Hirnhälfte verbunden & rechtes Sehfeld (NICHT rechtes Auge) mit linker Hirnhälfte verbunden
—> ermöglicht es, gezielt Reize an eine spezifische Hemisphäre zu senden, was essenziell ist, um Hemisphärenspezialisierungen zu untersuchen
Mitteilen:
Verbal: Sprache ist in linken Hemisphäre (Hirnhälfte) lokalisiert
linke Hand: von rechten Hemisphäre gesteuert
rechte Hand: von linken Hemisphäre gesteuert
—> wenn Reiz nur in rechte Hemisphäre projiziert wird, kann Patient die Information möglicherw. mit linken Hand anzeigen, aber nicht verbal beschreiben ==> zeigt, dass rechte Hemisphäre zwar Information verarbeitet, aber nicht mit sprachdominantem Zentrum kommunizieren kann
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