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Musterlösung Nachschreibetermin, Modulabschlussklausur 20.10.2017 Grundlagen Biologie I Frage 1, Prof. Dr. M. Bähler Eukaryontische Zellen enthalten eine ganze Reihe unterschiedlicher membranumschlossener Organellen. A) Wie können sich diese Organellen vermehren? B) Wie stehen diese Organellen miteinander in Verbindung und tauschen Komponenten aus? C) Wie erklärt sich die Semipermeabilität der Membranen? D) Wie können extrazelluläre Moleküle, die nicht membrandurchlässig sind, eine intrazelluläre Reaktion auslösen? E) Warum kann in unterschiedlichen membranumschlossenen Organellen auch eine unterschiedliche Ionenzusammensetzung vorliegen? Antwort: A) Wachstum und Teilung (2 Punkte) B) Abschnürung (Teilung), Vesikelverkehr, Fusion (2 Punkte) C) In einer Doppelschicht angeordnete hydrophobe Kohlenwasserstoffketten bilden in wässeriger Lösung eine Barriere für darin gelöste hydrophile Stoffe (2 Punkte) D) Durch Bindung an einen Zelloberflächenrezeptor (2 Punkte) E) Membranen enthalten unterschiedliche Carrier- und Kanalproteine (2 Punkte)

Musterlösung Nachschreibetermin, Modulabschlussklausur 20 ... · Pterygota, Insekta, Tracheata, Mandibulata e) Wie nennt man Isolationsmechanismen, die vor der Verschmelzung von

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Musterlösung Nachschreibetermin, Modulabschlussklausur 20.10.2017 Grundlagen Biologie I Frage 1, Prof. Dr. M. Bähler Eukaryontische Zellen enthalten eine ganze Reihe unterschiedlicher membranumschlossener Organellen.

A) Wie können sich diese Organellen vermehren? B) Wie stehen diese Organellen miteinander in Verbindung und tauschen

Komponenten aus? C) Wie erklärt sich die Semipermeabilität der Membranen? D) Wie können extrazelluläre Moleküle, die nicht membrandurchlässig sind, eine

intrazelluläre Reaktion auslösen? E) Warum kann in unterschiedlichen membranumschlossenen Organellen auch

eine unterschiedliche Ionenzusammensetzung vorliegen? Antwort:

A) Wachstum und Teilung (2 Punkte) B) Abschnürung (Teilung), Vesikelverkehr, Fusion (2 Punkte) C) In einer Doppelschicht angeordnete hydrophobe Kohlenwasserstoffketten

bilden in wässeriger Lösung eine Barriere für darin gelöste hydrophile Stoffe (2 Punkte)

D) Durch Bindung an einen Zelloberflächenrezeptor (2 Punkte) E) Membranen enthalten unterschiedliche Carrier- und Kanalproteine (2 Punkte)

Frage 2, Prof. Dr. B. Moerschbacher Folgende Reaktionen laufen in der Glykolyse ab:

G → G6P → F6P → F16P2 → 2 GA3P → 2 1,3BPG → 2 3PG → 2 2PG → 2 PEP → 2 PYR 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Bitte füllen Sie die folgende Tabelle aus:

Reaktion 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ATP-Gewinn x x

ATP-Verbrauch x x

NADH-Gewinn x

NADH-Verbrauch

Reduktion (x) (x)

Oxidation (x) x (x)

Isomerisierung x x

Phosphorylierung x x x

Dephosphorylierung x x

Die Aktivität vieler regulatorischer Enzyme wird durch Phosphorylierung oder Dephosphorylierung reguliert. Welche Rolle spielen für diesen Prozess die Glykolyse und die nachfolgenden Schritte der Atmung?

Für die Phosphorylierung von Proteinen wird ATP als Phosphatgruppendonor benötigt. ATP wird u.a. in der Glykolyse und in der Atmungskette der Mitochondrien gebildet.

Frage 3, Prof. Dr. B. Moerschbacher Weibliche Borkenkäfer der Art Dendroctonus brevicomis produzieren Frontalin, sobald sie an der Rinde eines geeigneten Wirtsbaums fressen. Frontalin lockt männliche Käfer der gleichen Art an, es wirkt also als ein Pheromon. Frontalin lockt aber auch Räuber z.B. der Art Thanasimus dubius an, es wirkt also auch als Kairomon. Bitte leiten Sie aus der nebenstehenden Strukturformel des Frontalin seine Summenformel ab. C8H14O2 Die Wirkung des Frontalins wird durch Verbenol und Verbenon verstärkt, die während des Fraßvorgangs aus dem Harzinhaltsstoff Pinen entstehen. Bitte vervollständigen Sie das Reaktionsschema: Bitte geben Sie für die drei Moleküle Pinen, Verbenol und Verbenon an, zu welcher Verbindungsklasse sie gehören (z.B. gesättigte Kohlenwasserstoffe, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde,

Ketone, Säuren, Amine, Ester, Kohlenhydrate). Pinen: ungesättigte Kohlenwasserstoffe Verbenol: Alkohole Verbenon: Ketone

Frage 4, Prof. Dr. A. Püschel Um die Funktion der Wachstumsfaktoren Insulin und Igf1 zu untersuchen, haben Sie

Mausmutanten für beide Faktoren hergestellt (Insulin: Ins-/-, Igf1: Igf1-/-). Die

Nullmutanten Ins-/- und Igf1-/- zeigen Defekte in verschiedenen physiologische

Prozessen. Nach Kreuzung von homozygoten Igf1 Nullmutanten mit homozygoten Ins

Nullmutanten untersuchen Sie die Nachkommen dieser Kreuzung. Dabei stellen Sie

fest, dass diese keinen Phenotyp aufweisen.

Beantworten Sie folgende Fragen:

1) Wie können Sie erklären, dass aus der Kreuzung der Ins-/- und Igf1-/- Nullmutanten

Nachkommen mit einem normalen Phenotyp entstehen?

2) Um eine Doppelmutante zu erzeugen, kreuzen Sie Tiere, die heterozygot für beide

Mutationen sind (Ins+/-;Igf1+/-) untereinander.

a) Nach welchen Regeln können Sie den zu erwartenden Anteil homozygoter

Doppelmutanten bestimmen?

b) Mit welcher Häufigkeit treten Nachkommen auf, die homozygot für beide Mutationen

sind?

c) Nachdem Sie die Kreuzung durchgeführt haben, stellen Sie fest, dass unter den

Neugeborenen keine der erwarteten Ins-/-;Igf1-/- Doppelmutanten vorkommen. Wie

können Sie dies erklären?

Antwort:

1) Ein Kreuzungsquadrat zeigt, dass dieses Ergebnis nach den Mendelschen Gesetzen

so zu erwarten und nicht überraschend ist. Die beiden Gene werden unabhängig

voneinander vererbt. Bei der Kreuzung von homozygoten Linien für zwei

unterschiedliche (nicht gekoppelte) Gene sind alle Nachkommen heterozygot.

2a) 1. und 2. Mendelsches Gesetz: Aufspaltung 9:3:3:1.

2b) 1/16

2c) Embryonale Letalität. Die Wachstumsfaktoren sind essentiell für die

Embryonalentwicklung. Mutation eines Faktors kann durch den anderen Faktor

kompensiert werden. Wenn aber beide Faktoren fehlen, sterben die Embryonen.

Grundlagen Biologie II Frage 5, Prof. Dr. N. Sachser Welche Formen des Lernens treten im Tierreich auf? Skizzieren Sie diese kurz. Antwort:

Habituation: Gewöhnung an einen Reiz: Hierbei handelt es sich nicht wie bei anderen

Lernformen um den Erwerb neuer Reaktionsweisen, sondern um den Verlust bereits

vorhandener.

Prägung: Hierunter werden Lernvorgänge verstanden, die durch zwei Merkmale

gekennzeichnet sind: Sie laufen in einer sensiblen Phase ab und führen zu einem sehr

stabilen, mitunter irreversiblen Lernergebnis. Die beiden klassischen Formen der

Prägung sind die Nachlaufprägung junger Nestflüchter und die sexuelle Prägung.

Klassische Konditionierung (Pawlow): Bildung einer Assoziation zwischen einem

natürlichen Reiz („Originalreiz“, unkonditionierter Reiz) und einem künstlichen Signal

(„Signalreiz“, konditionierter Reiz). Die gemeinsame Darbietung führt zur Ausbildung

eines konditionierten Reflexes.

Operante Konditionierung (Skinner): Bildung einer Assoziation zwischen einem

Verhalten und einer Belohnung bzw. Bestrafung. Die operante Konditionierung wird

auch als Lernen durch Versuch und Irrtum bezeichnet.

Lernen durch Einsicht: Lernen durch Einsicht ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Tier

eine neue Situation spontan erfasst, die erforderlichen räumlichen und zeitlichen

Handlungsfolgen vorausvollzieht und sie dann gleich beim ersten Mal in richtiger

Weise durchführt.

Frage 6, Prof. Dr. W.-M. Weber Geben Sie eine Definition für den Begriff Biom und nennen Sie 4 Biome. Antwort: Def.: Ein Biom ist ein terrestrischer Großlebensraum, der durch seine klimatischen und geographischen Eigenschaften sowie Organismen mit ähnlichen ökologischen Ansprüchen definiert ist, insbesondere durch seine dominante Vegetation.

Frage 7, Prof. Dr. W.-M. Weber Beschreiben Sie die molekularen Ereignisse bei der Erregungsübertragung von einem Motoneuron auf die Membran einer Skelettmuskelzelle (synaptische Übertragung). Antwort:

Frage 8, Prof. Dr. W.-M. Weber Erklären Sie die Begriffe ‚autotroph‘ und ‚heterotroph‘ und geben Sie für beide mindestens je zwei Beispiele. Antwort: Autotroph: Energieversorgung aus anorganischen Substanzen; Pflanzen, Algen, photosynthetisch aktive Bakterien Heterotroph: Energieversorgung aus organischen Substanzen; Tiere, Pilze, Archaea, photosynthetisch nicht aktive Bakterien Freilandbiologie, zoologischer Teil Frage 9, Dr. H. Kullmann

a) Welche beiden Typen von Elasmoidschuppen unterscheidet man (wiss. Namen)? 2 Punkte Cycloidschuppen und Ctenoidschuppen

b) Wie können Sie ganz einfach bei unseren einheimischen Schlangen zwischen den giftigen Ottern und den ungiftigen Nattern unterscheiden? 2 Punkte

Nattern haben wenige große, Ottern viele kleine Kopfschilde

c) An welchem Merkmal des Gebisses können Sie erkennen, ob ein Säugetierschädel zu einem ausgewachsenen oder einem sehr jungen Tier gehört? 2 Punkte Bei Jungtieren sind noch keine Molaren vorhanden / Ausgewachsene Tiere besitzen Molaren

d) Nennen Sie drei höhere Taxa innerhalb der Arthropoda (wiss. Namen), zu denen die Odonata gehören. 3 Punkte

Pterygota, Insekta, Tracheata, Mandibulata

e) Wie nennt man Isolationsmechanismen, die vor der Verschmelzung von Spermium und Ei wirksam sind? 1 Punkt präzygotisch

Frage 10, PD Dr. K. Tenberge

Bitte beschreiben Sie wesentliche Merkmale der Apiaceae, indem Sie folgende

Teilfragen (möglichst kurz) beantworten:

a) Nennen Sie zwei Vertreter der Apiaceae (aus unterschiedlichen Gattungen mit

botanischem Namen ohne Autor). (1/10)

b) Nennen Sie die Blütenformel der Apiaceae. (2/10)

c) Skizzieren und beschriften Sie ein Blütendiagramm der Apiaceae. (2/10)

d) Benennen und skizzieren Sie die charakteristischen Blütenstände der Apiaceae.

(2/10)

e) Wie erfolgt typischerweise die Bestäubung bei den Apiaceae ? (1/10)

f) Leiten Sie aus dem Blüten- bzw. Blütenstandsbau ein Phänomen oder Prinzip ab,

welches die Bestäubung funktionell unterstützt oder lenkt. (2/10)

Antwort:

a) z.B. Daucus carota, Heracleum sphondylium, Aegopodium podagraria, Anthriscus

sylvestris, Chaerophyllum temulum;

b) r oder z K5r C5 A5 Ḡ(2); (K stark reduziert, Ovar unterständig);

c) Skizze gemäß Vorlesung oder Abbildung nach Stützel, T. 2015. Botanische

Bestimmungsübungen. 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, Abb. 59;

d) Einfache Dolde und zusammengesetzte Dolde (Doppeldolde).

Skizze gemäß Vorlesung, Schmeil-Fitschen, Abb. 28/1, 29/5 oder nach Stützel, T.

2015. Botanische Bestimmungsübungen. 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart,

Abb. 18f, g;

Doldenstrahlen 1. Ordnung, Doldenstrahlen 2. Ordnung, Hülle (Involucrum),

Hüllchen (Involucellum), Blüte, ggf. Döldchen.

e) Meist zoophil;

f) Der Diskus, eine meist flache Drüse welche die beiden Griffel umgibt, sekretiert

Nektar, der für unterschiedlicher Bestäuber frei zugänglich ist;

Der Blütenstand funktioniert meist als Pseudanthium; randständige Blüten sind

ggf. vergrößert und zygomorph, Blüten sind oft extrem proteandrisch;