Biologie
Prüfung BKFH
Prüfung BKFH
Ateriosklerose
krankhafte Einlagerung von Cholesterin(nestern) und anderen Fetten in die innere Wanschicht von ateriellen Blutgefäßen
- Ursache:
ensteht als Reaktion auf eine Schädigung, der an das Blut angrenzende Schicht der Aterienwand. Die Schädigung können durch mechanische Verletzungen, Bakteriengifte, Viren oder Immunreaktionen ausgelöst werden.
- Risikofaktoren:
- Erhöhter Cholesterinspiegel
- Diabetes mellitus
-hoher Blutdruck
-Nikotin
-langjähriger Stress
- Symptome:
-koronare Herkrankheit: verengte Herzkranzgefäße, Engegefühl im Brustkorb, linkseitige Brustschmerzen - Bluthochdruck-Nierenfunktion ist eingeschränkt - gestörter Blutfluss -> Blutgerinnsel -> Herzinfarkt/ Schlaganfall - periphere aterielle Verschlusskrankheit -> Durchblutungsstörung -> Beinschmerzen/ Impotenz
Hypertonie
Blutdruckwellen sind dauerhaft erhöht
Welche Arten von Hypertonie gibt es?
1) Primäre Hypertonie
- 90% aller Blutdruckfälle
- keine Grunderkrankung
2) Sekundäre Hypertonie
- Bluthochdruck, ist die Folge einer vorherigen Erkrankung
- Nierenkrankheit
-Funktionsstörung der Schilddrüse
Was sind die Ursachen einer Sekundäre Hypertonie?
- Vererngungen an der Nierenaterie
- chronischen Nierenleiden
- Schlafapnoe - Syndrom
- Medikamente
- Störungen des Hormonhaushaltes
Welche Risikofaktoren verstärken das Risiko für eine Hypertonie?
- Übergewicht BMI: >25
- hoher Salzkonsum
- Bewegungsmangel
- hoher Alkoholkonsum
- niedrige Kaliumzufuhr
- Rauchen
- höheres Alter: Männer >55 J. /Frauen > 65 J.
- familiäre Neigung
Welche Symptome weißen auf eine Hypertonie hin?
- Schwindelgefühl
- Kopfschmerzen
- Schlafstörung
- Ohrensausen
- Nervosität
- Kurzatmigkeit
- gerötetes Gesicht
- Übelkeit
- Nasenbluten
- Müdigkeit
- Engegefühl
Welche Folgen hat eine Hypertonie?
- Herzschwäche
- koronare Herzerkrankung
- Herzrythmusstörung
- Schlaganfall
- vaskuläre Demenz
- chronische Nierenschwäche
- Nierenversagen
Herzinfarkt
Blutgefäße des herzmuskels (Herzkransaterie) ist verschlossen. Der Herzmuskel ist von der Sauerstoffversorgung abgeschnitten und kann seine Arbeit nicht mehr verrichten.
Welche Faktoren erhöhen das Risiko auf einen Herzinfarkt?
- Blutgerinnsel
- Ablagerung von Fett und Kalk -> Plaques
- Genetische Veranlagung
- Geschlecht / Hormone
- alter -> höherer Grad an Aterienverkalkung
- Übergewicht
- ungesunde Ernährung -> fettreiche und energiereiche Nahrungsmittel
- Bewegungsmangel
- Rauchen
- Bluthochdruck
- Diabetes mellitus
- erhöhter Cholesterinspiegel
Welche Symptome können auf einen Herzinfarkt hin deuten?
- starke Brustschmerzen (drückend, stechend, brennend) -> vorderer linker Brustbereich/ hinter dem Brustbereich
- Schmerzen im linken Arm; Oberbauch; Rücken; Schulter; Kiefer
- Beklemmungs- oder Engegefühl -> Angstgefühl / Todesangst
- blasse Gesichtsfarbe, kalte Haut
- plötzlich schwere Atemnot; Bewusstlosigkeit oder starkes Schwindelgefühl
- Übelkeit und Erbrechen
Welche Folgen kann ein Herzinfarkt haben?
- Herzrythmusstörung
- Depression
- chronische Herzschwäche
- beeinträchtigte Herzfunktion -> Narbengewebe
- Kammerflimmern
- Tod
Lymphsystem
Bestandteile 10
Lymphsystem
Hormonsystem ( beteiligte Organe)
beteiligte Organe
Genaktivierungs Mechanismus
Hormone
-> Herstellung
-> bei Steroidhormonen
-> wie ein Suchaufruf im Radio wenn man das Nervensystem als Telefonanruf sieht
- Steroidhormone schalten in ihren Zielzellen Gene ein, während die Peptidhormone in ihren Zielzellen Enzyme aktiviert
- benötigt Transportproteine um im Blut transpotiert zu werden (lipophil)
- Transportprotein binden nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an den Membran-Rezeptor
- Steroidhormone werden durch das binden an den Membran-Rezeptor freigesetzt
2nd messenger Mechanismus
-> Aktivierung
-> bei Peptidhormonen und Aminosäurederivate
- hydrophile Peptidhormone binden an spezifische Membranrezeptor
- Enzym Adenylatcyclase wird aktiviert
- Adenosintriphosphat (ATP) wird in cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) umgewandelt
-> Peptidhormon induziert die Zunahme der cAMP-Konzentration -> first massanger
- cAMP aktiviert ein Enzym im Cytoplasma -> führt zu spezifische Reaktion in der Zelle
Mitose Kreislauf
Mitose Phasen
Virus Eigenschaften
- Ohne eigenen Stoffwechsel
- können sich nur in lebenden Zellen vermehren
- befallen je nach Art Menschen, Tiere, Pflanzen oder Bakterien (Bakteriophagen)
Vermehrung Viren
Beispiel Bakterien
T4-Phage Aufbau
Aufbau
HIVirus
Aufbau
Benennen Sie 1 bis 10 und bestimmen sie was das Schaubild darstellt
TIERISCHE ZELLE
1 - Nucleolus
2 - Golgi Apparat
3 - Zellmembran
4- Cytoskelett
5 - Lysosomen
6 - Ribosomen
7 - Raues ER (=Endoplasmatisches Retiklum)
8 - Zellkern
9 - Mitochondrien
10- Cytoplasma
Zellkern
( = Nukleus)
- > größtes Organell der Zelle
Bau: - Kernhülle
↳enthält Kernporen
↳Verbindung zum ER
- Kernplasma
↳ enthält den Nucleolus zur Herstellung von Ribosomen
↳ enthält das Chromatin (DNA + Protein)
=> Steuerzentralle für alle Prozesse der Zelle
Endoplasmatisches Retikulum
Bau:
- netzartiges Hohlraumsystem im Cytoplasma mit Verbindung zum Zellkern
- Bildung von Reaktionsräumen, Abgrenzungen vom Plasma
=> glattes ER
↳ synthese von Lipiden
↳synthese von Geschlechtshormonen (Steroide)
↳Entgiftung und Abbau von Arzneimitteln
=> raues ER
↳ weitertransport von in den Ribosomen hergestellten Proteinen
Ribosomen
Bau:
↳ besteht aus rRNA und Proteine
↳ befinden sich frei im Cytoplasma, sind an das ER gebunden
=> synthese körpereigener Proteine (Proteinbiosynthes) z.B Enzyme
Golgi-Apparat
= Gesamtheit der Dictyosomen
Bau:
↳ besteht aus Dictyosomen (= Membranstapeln), die Vesikel (= Transportblässchen) abschnüren können
=> Produkte des ER´s (z. B. Proteine) werden abgewandelt/ modifiziert, gespeichert, konzentriert und in Vesikel verpackt
Lysosomen
(= Verdauungsvesikel)
↳ enthalten Enzyme die Makromoleküle abbauen -> Verdauungsorganellen
=> Autolyse
↳ programmierter Zelltod; d.h Selbstauflösung der Zelle durch Lysosomen
Was ist das? Bennene und beschrifte
Mitochondrien
1 - Cristae (= Einstülpung)
2 - innere Membran
3 - äußere Membran
4 - 70s Ribosomen
5 - Lipidtropfen
6 - DNA
=> Energiegewinnung (ATP) durch Zellatmung d.h. energiereiche Nährstoffe werden mithilfe des Sauerstoffes abgebaut
! Häufig an Muskel- und Leberzellen -> hoher Energieverbrauch)
Vakuloe
(= Zellsaftraum)
Bau:
↳ von einer Membran, dem Tonoplast umgeben
↳enthält Wasser, gelöste Salze, Zucker, Giftstoffe und Abfälle
=> Regulation des Wasserhaushaltes, sorgt für Stabilität, (der Druck = Turgor) durch Druck
Die Zellmembran (Aufbau)
- Die Phospholipidmoleküle bilden durch ihren hydrophilen Kopf und ihren lipophilen Schwanz eine Lipiddoppelschicht, die zwei wässrige Kompartimente voneinander trennt
- Proteine: In der Membran befinden sich integrale Proteine, z.T mit Kanälchen (= Tunnelproteine oder Carrier) und aufgelagerte, periphere Proteine
- Tierische Zellen besitzen zusätzlich außen Kohlenhydratketten, z. B. zur Zell-Zell-Erkennung oder zu Bindung von Stoffen an der Zellmembran
Zellwand
Bau: Hauptsächlich aus Zellulosefasern und Pektinen (= Polysaccaride)
=> Gerüstfunktion, Stabilität
Bennene den Zelltyp und beschrifte diesen
1 - Chromoplast
2 - Ribosomen
3 - Zellkern
4 - Endoplasmatisches Retikulum
5 - Mitochondrien
6 - Zellwand
7 - Zellmembran
8 - Chloroplast
9 - Nukleolus
10 - Golgi- Apparat
11 - Vakuole
12 - Cytoplasma
Nur in pflanzlichen Zellen enthaltene Organellen
Plastide, Zellwand, Vakuole
Funktion der Zellmembran
a) Abgrenzung der Zelle nach außen, Zusammenhalt der Zelle
b) Zellerkennung, Kommunikation. Verknüpfung der Zellen ( zellverbindende Proteine).
c) Kompartimentierung = Schaffung von Abgegrenzen Reaktionsräumen im inneren der Zelle
d) Stofftransport
- bestimmte Stoffe selektiv durchlassen, andere abhalten (= semipermeabel)
- bestimmte Stoffe aktiv durchpumpen, d.h. einseitig anreichern
e) Empfangen von Informationen ( Hormonsystem, Nervensystem)
Diffusion
=> gleichmäßige Verteilung von Gasen und Flüssigkeiten
- Gibt man Farbstoff (z.B. Kaliumpermanganat) in eine Schüssel mit Wasser, verteilt sich dieser gleichmäßig
↳Die Verteilung erfolgt aufgrund von der Brown´schen Molekularbewegung
-> Die Diffusion tritt überall dort ein, wo zwischen mischbaren Stoffen ein Konzentrartionsgefälle besteht
-> Angestrebt wird immer ein Konzentrationsausgleich
Diffusionsgeschwindigkeit
Abhängig von:
-> Größe und Masse der Teilchen (je kleiner, desto schneller)
-> Höhe des Konzentrationsgefälles (je größer, desto schneller)
-> Temperatur ( je höher, desto schneller)
Osmose
-> Diffusion durch semipermeable Membran
-> Die Zellwand ist vollpermeabel
Passiver Transport
(= ohne Energie)
-> nur entlang eines Konzentrationsgradienten möglich
a) Osmose (-> freie Diffusion) -> semipermeable Membran
- lipophile Stoffe (Teilchen) diffundieren zwischen den sich bewegenden Membranlipide durch
- kleine polare Teilchen (H2O) und unpolare Moleküle (CO2)
b) erleichterte Diffusion
- Mittels Tunnelproteine
↳ Häufig Ionen- bzw. Molekülspezifisch, d.h. nur in Gegenwart dieser Stoffe öffnet sich der Kanal
↳ Es gibt spezielle Kanäle für wasser (Aquaporine)
- Mittels Carrier ( Trägerproteine)
↳ "Drehtürprinzip; Schleuse"
↳spezifisch für bestimmte Stoffe
↳Substrat (= zu transpotierender Stoff) bindet sich an Carrier -> Konformationsänderung
- Substrat wird durch die Membran geschleust und auf der Membran Innenseite wieder abgegeben
Aktiver Transport
(= unter Energieeinfluss)
-> gegen ein Konzentrationsgefälle
a) Primär
- ATP als Energiequelle
↳ z.B. bei Ionenpumpe oder Natrium Kalium Pumpe
- uniport, symport und antiport
- Stoff wird direkt Transpotiert
b) Sekundär
- Protonenpumpe (H+) bauen zunächst unter Energieaufwand ein Ladungsgefälle. Beim Zurückströmen der Protonen kann Sekundär der zutranspotierende Stoff (z.B. Glukose) transpotiert werden.
Transport im Vesikel
-> Endo- und Exocytose
↳ Aufnahme bzw. Abgabe von Stoffen in die Zelle mithilfe von Transportbläschen / -vesikel)
Phagocytose
Substratpartikel wird von der Plasmamembran umschlossen und in ein Vesikel verpackt. An das Vesikel wir ein Lysosom angehängt, welches das Substrat verdaut. Lysosom und Substratpartikel bilden das Verdauungsorganell.
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Lernkarten
dihybrid
Erbgang, in dem zwei Merkmale untersucht werden
P-Generation
Parentalgeneration = Elterngeneration
F1-Generation
1. Filialgeneration = Tochtergeneration -> Kinder
F2-Generation
2. Tochtergeneration -> Enkel
1. Mendelsche Regel
Uniformitätsregel
-> alle Nachkommen sehen gleich aus
2. Mendelsche Regel
-> Spaltungsregel
Bluterbgang
Mutter: AA
Vater BB
-> Alle Kinder AB
Bluterbgang
Mutter: A0
Vater: B0
AB; A0; 00; B0
AB; A; 0; B
Bluterbgang
Mutter: A0
Vater: AB / B0
AA/A0; B0
Das A-B-0-Sytem ist ein
Rhesusu-System-Vererbung
Mutter: Rh+ (Rh+ und Rh+)
Vater: Rh+ (Rh+ und rh-)
-> Alle Kinder Rh+
- Rh+ Rh+
- Rh+ Rh+
- Rh+ rh-
- Rh+ rh-
Rhesus-System-vererbung
Mutter: Rh+ (Rh+ rh-)
Vater: Rh+ (Rh+ rh-)
- Rh+ Rh+
- Rh+ rh-
- rh- Rh+
- rh- rh-
Rhesus-System- Vererbung
Mutter: rh- (rh- rh-)
Vater: Rh+ ( Rh+ rh-)
- rh- ( rh- rh-)
- Rh+ (Rh+ rh-)
Stammbaumanalyse
Symbole
Symbole
Autosomale Erbgänge (Beschriftung)
rot Krank
schwarz gesund
Gonosomale Erbgänge (Beschriftung)
rot Krank
schwarz gesund
Wie muss der Stammbaum aussehen damit der Erbgang dominant ist?
zwei kranke Eltern können ein gesundes Kind bekommen
Wie sieht der Stammbaum aus, wenn der Erbgang rezessiv ist?
gesunde Eltern, können ein krankes Kind bekommen
Wird der Erbvorgang gonosomal oder autosomal vererbt? (dominant)
-> Autosomal kann nich ausgeschlossen werden
- Gonosomal dominant:
Kranker Vater, muss eine kranke Tochter haben
Kranker Sohn muss eine kranke Mutter haben
-> von Mann zu Frau
Ist der Erbgang autosomal oder gonosomal vererbt worden ? (rezessiv)
-> Autosomal kann nie ausgeschlossen werden
- Gonosomal rezessiv
kranke Tochter muss einen kranken Vater haben
kranke Mutter muss einen kranken Sohn haben
-> von Frau zu Mann
Genommutation
verändert die Anzahl der Chromosomen (vermehrt oder vermindert)
1) Polyploide (Chromosomsatz verdreifacht) -> fehlende Ausbildung des Spindelapparats
2) Aneuploidie (Chromosomenpaar vermehrt/vermindert) -> unregelmäßigkeit bei der Zellteilung; fehlerhafte Trennung der Chromosomen
-> Trisomie 21
-> Turnersyndrom
-> Klinefeltsyndrom
Chromosommutation
Strukturelle Veränderung eines Chromosoms
-> erblich
-> Umwelteinflüsse und andere Einflüsse
1) Deletion -> Teilstück geht verloren (Mitte/ Ende)
2) Duplikation -> Abschnitt ist doppelt vorhanden, Abgebrochenses Stück wurde in Schwesterchromatide eingegliedert
3) Inversion -> nach einem Doppelbruch fügt sich das Stück umgekehrt wieder ein
4) Insertion -> ein zusätzliches Teilstück
5) Translokation -> bei einem Bruch gehen die Teilstücke verloren und werden an andere Chromatiden angeheftet
Genmutation
veränderung eines Abschnitts
-> ein Gen verändert (Sichelzellenanemie)
-> eine Base verändert, entfernt oder hinzugefügt
1) Stille Mutation -> meist Dritte Base verändert -> keine Folgen
2) Missense Mutation -> Austausch einer Base -> falsche AS -> Protein nicht funktionsfähig
3) Nonsense Mutation -> austausch einer Base führt zu Stoppcodon -> AS wird beendet
4) Raster Mutation -> Leseraster verschoben -> eine Base entfernt /hinzugefügt
Modifikation
durch Umwelteinflüsse hervorgerufene Veränderung, des Phänotyps, des Erscheinungsbildes eines Lebewesens
-> Gene werden NICHT beeinflust -> nicht vererbbar
Mutagene
Teerstoffe, Antibiotika, UV-Strahlen, Röntgenstrahlen, Säure
Pränataldiagnostik
Pränantaldiagnostik klärt die Frage ob das noch ungeborene Kind an einer genetisch verursachten Krankheit leidet
Karyogramm
- Zweck
- Wege
- Zweck:
Untersuchung eines Embryos auf Chromosomenschäden oder falsche Chromosomenanzahl
Vorhersage des Geschlechts
- Wege
- Amniozentrie (= Fruchtwasseruntersuchung) -> Zelle aus dem Fruchtwasser
- Choriozottenbiopsie -> Zelle aus der Plazenta
- Nabelschnurpunktion -> Zelle aus der Nabelschnur
Humangenetische Beratung wird in anspruch genommen
- Paare, die selbst oder in der Verwandschaft Erbkrankheiten haben
- Eltern (gesund), bereits ein Kind mit Erbkrankheit haben
- Eltern die miteinander Verwandt sind
- Frauen, die Älter 35 Jahre sind
Was ist Gentechnik?
Gezielte veränderung des Erbgutes durch molekulargenetische Methoden
Gentechnik ist möglich da...
Genetik ist möglich, da der genetische Code universell ist d.h. :
- der genetische Code, dient als Bauplan von Organismen zur Replikation
- die Transkription, der genetischen Information zur mRNA dient als Prodktionsanweisung
- die Translation, der mRNA in ein funktionsfähiges Protein
Was ist(macht)Gentechnik?
- Herstellung von Proteinen für medizinische und technische Zwecke
- Herstellung von transgenen Pflanzen und Tieren
- Gendiagnostik
- somatische Gentherapie
Was ist Gentechnik NICHT?
- klassische Züchtungsverfahren
- Extrakoporale Befruchtung
- Übertragung von Embryonen auf Leihmütter
- Zellbiologische Verfahren -> Herstellung von pflanzlichen oder tierischen Hybrieden
- Klonierung von Oganismen
- Embryotransfer bei Nutztieren
Anwendungsgebiete der Gentechnik
1) Biotechnologie
Mikroorganismen werden genetisch so manipuliert, dass sie erwünschte Produkte hergestellt
2) Therapie bei Erbkrankheiten
"Genreperatur" durch Einschleusung eines intakten Gens in erbkranke Zellen, z.B. Viren als "Genfähren"
3) Herstellung neuer Medikamente
4) Pflanzenzüchtung und Tierzüchtung (transgene Lebewesen)
- Transgene Tiere: Tiere mit eigeschleusten artfremden Genen -> Lachs mit Frostschutz
- Transgene Pflanzen: Pflanze mit artfremden Genen -> Gensoja, Genmais
Chancen der Gentechnik
- Heilung von Erbkrankheiten
- Herstellung von Medikamenten
- Höherer Ernteertrag, Welternährung verbessern
- Neue Tiere- und Pflanzenprodukte (z.B. höherer Eiweißgehalt
- Neue Diagnosemethode, Gentests
Risiken der Gentechnik
- Antibiotikaresistenz
- Entstehung neuer Allergien
- Qualzucht bei Tieren
- "Menschenzucht"
- Gentransfer
- vertikaler Gentransfer: Übertragung der Gene an die Nachkommen -> besonders problematisch bei Pflanzen ( Pollenflug)
- horizontaler Gentransfer: Übertragung von Genen außerhallb der geschlechtlichen Fortpflanzung (z.B. Transduktion bei Bakterien) bzw. über Atrgrenzen hinweg. Weitergabe von resistenzgenen an Bakterien im Boden/ Darm
Bennene das abgebildete Schaubild und benenne 1,2,3
1) Selektionmarker I
- zur Erkennung der gentechnischen veränderten Bakterien
- Antibiotikaresistenz oder Farbgebung
- hier wird Fremdgen eingefügt
- wenn an der MCs, das Fremdgen eingebaut wurde, wird Selektionsmarker I unbrauchbar
- zur überprüfung
- Replikationsursprung -> sorgt für Vermehrung
Schneiden eines Plasmidrings
Jedes Restriktionsenzym besitzt eine spezifische Erkennungssequenz, an der die DNA geschnitten wir.
Prozess der Gen einsetzung in ein Plasmidring
Insulinherstellung
Spleißen
1) DNA wird in prä-mRNA umgewandelt
2) der prä-mRNA werden die Introns entfernt -> reife mRNA
3) reife mRNA wird durch reverse Transkriptase in eine intronfreie DNA (cDNA) umgewandelt
-> intronfreie DNA, die das menschliche Insulingen codiert
Wie entsteht die Spannung von -80 mV?
Intrazellulär: hohe Konzentration K+ und A-
Extrazellulär: hohe Konzentration Na+ und Cl-
Die Zellmembran ist selektiv permeabel:
Im Ruhezustand ist sie aufgrund der geöffneten K+-Kanäle für Kalium-Ionen durchlässig, für die Natriumionen hingegen ist sie nur gering und für die Protein-Anionen sogar undurchlässig. An der Membran diffundieren K+-Ionen entlang des Konzentrationsgefälles, durch die geöffneten Ionenkanäle nach außen. Außen entsteht so ein überschuss an positiver Ladung, innen ein Überschuss an negativer Ladung.
-> eine elektrische Spannung tritt auf: -> Ruhepotential ca -70 bis -90 mV
