Altklausurfragen

Question 1

Nennen und beschreiben Sie wichtige Faktoren sowie die Art und Weise, wie diese die Lage und Form der Sauerstoffbindungskurve von Hämoglobin beeinflussen.

Answer 1

pH-Wert: Durch Erniedrigung des pH-Wertes wird die Affinität verringert
→ Bohr-Effekt

Sauerstoffpartialdruck: Erhöhter Partialdruck erhöht die Affinität
→ Kooperativität

Temperatur: Durch Erniedrigung der Temperatur, wird die Affinität erhöht

2,3-Bisphosphoglycerat: 2,3-Bisphosphoglycerat bindet an die T-Form des Hämoglobins und stabilisert diese. Dadurch sinkt die Affinität zu Sauerstoff

Question 2

Male eine typische Kurve von Hämoglobin und Myoglobin und nennen sie die Unterschiede der beiden Proteine.

Answer 2

Aufbau: Hämoglobin ist ein Tetramer, Myoglobin ein Monomer

Bindung an Sauerstoff: Hämoglobin bindet Sauerstoff kooperativ, Myoglobin unabhängig von der Konzentration

Funktionsort: Hämoglobin ist Teil der roten Blutkörperchen, Myoglobin arbeitet in den Muskelzellen

Question 3

Welche Grundformen synaptischer Plastizität kennen Sie? Bei welchen Prozessen ist synaptische Plastizität wichtig?

Answer 3

1. Kurzzeitdynamik:
   - oft präsynaptisch
   - Fazilitierung (residual Ca-Hypothese)
2. Langplastizität:
   - zelluläres Korrelat des Gedächtnis
   - umfangreiches Forschungsgebiet
   - Vielzahl von Mechanismen

Question 4

Beschreiben sie die Öffnungsmechsnismen des NMDA-Kanals und die funktionalen Implikationen dieser Öffnungsmechanismen.

Answer 4

NMDA-Rezeptor ist ein Glutamatrezeptor, welcher über einen doppelten Schließmechanismus geschlossen und geöffnet wird.

• Mg²⁺ verschließt den Kanal, solange die Zelle nicht depolarisiert wird
• Sobald Glutamat bindet depolarisiert die Zelle, Mg²⁺wird raus geworfen
• Nachdem der Kanal geöffnet wurde, können Ionen wie H⁺, K⁺ und Ca²⁺ fließen

Question 5

Skizzieren Sie den anatomischen Aufbau einer inneren Haarsinneszelle.

Answer 5

Question 6

Lungen, Kiemen und Tracheen sind drei der häufigsten Atmungsorgane im Tierreich.
(a) Nennen Sie je eine Tiergruppe, bei der diese Strukturen vorkommen.

Answer 6

a) Lungen: Säugerlunge, Vogellunge
b) Kiemen: Flusskrebse, Fischkiemen
c) Tracheen: Gliederfüßer

Question 7

Beschreiben Sie kurz die Art und Weise der Funktion sowie eine Besonderheit der Lungen

Answer 7

Lungen sind Einstülpungen Körperoberfläche, in denen bidirektional Wasser oder Luft ventilert wird.

• die Luft wird durch die Bronchien und die Trachea zugeführt, sind aber faktisch nicht am Gasaustausch beteiligt.
• sie enden in zahlreichen, miteinander verbundenen, blind endenden Alveolen
• in den Alveolen findet der Gasaustausch statz
• Wasser oder Luft wird bidirektional ventiliert

Question 8

Beschreiben Sie kurz die Art und Weise der Funktion sowie eine Besonderheit der Kiemen.

Answer 8

Kiemen sind Ausstülpungen der Körperoberfläche in denen Wasser (aus energetischen Gründen) unidirektional ventiliert wird, eingehüllt von einer Schutzstruktur

• durch starke Auffaltung wird die Oberfläche der Kiemen vergrößert, um die Austauschfläche möglichst groß zu halte
• Wasser wird durch Bewegungen oder künstlich erzeugter Strom (durch bspw. Scaphognathit) in die Kiemen gedrückt (Druck-Saugpumpe)
• in den Kiemen strömt die Hämolymphe, die über Gasaustausch den Sauerstoff aufnehmen →

Question 9

Beschreiben Sie kurz die Art und Weise der Funktion sowie eine Besonderheit der Tracheen.

Answer 9

• Im Tracheensystem diffundiert Luft durch die Stigmen in die Tracheen und gelangt durch bis zu den Tracheolen.
• In der extrazellulären Flüssigkeit löst sich der Sauerstoff und gelangt diffusiv in die Mitochondrien
• Tracheen sind unidirektional

Question 10

Durch welche Prozesse werden Neurotransmitter nach der Ausschüttung über die
präsynaptische Endigung wieder aus dem synaptischen Spalt entfernt?

Answer 10

1. Diffusion
2. Aufnahme in präsynaptische Zelle über hochspezifische Transportproteine (z.B. Catecholamine)
3. Aufnahme durch Gliazellen (z.B. Serotonin, GABA)
4. Spaltung (Inaktivierung) im synaptischen Spalt (z.B. ACh-Esterase)

Question 11

Was versteht man unter Frequenz-Orts-Transformation in der Cochlea? Warum ist
diese vor allem für Schallfrequenzen über 1000 Hz wichtig?

Answer 11

• Wanderwelle durch das Mittel- und Innenohr
• Druckausgleich durch das runde Fenster
• die Basilarmembran hinter dem runden Fenster reagiert unterschiedlich auf verschiedene Frequenzen
  → vorne: breit und lommelig
  →hinten: schmal und steif
• Problem: Die maximale Frequenz von Aktionspotentialen beträgt etwa 1000 Hz
  → Durch die Frequenz-Orts-Transformation können derartige Frequenzen trotzdem wahrgenommen werden

Question 12

Aus welchen vier hauptsächlichen Gasspezies setzt sich die nicht kontaminierte
trockene Umgebungsluft zusammen? Nennen Sie die Gasspezies (2P), deren chemische
Symbole (2P) sowie den jeweiligen ungefähren Anteil (in %) in der Umgebungsluft
(2P). Ordnen Sie die Gase nach ihrer Häufigkeit absteigend in der Tabelle an.

Answer 12

1. Stickstoff (N₂): 78 %
2. Sauerstoff (O₂): 20,8 %
3. Wasserdampf (H₂0): variabel
4. Kohlendioxid: (CO₂): 0,034 %

Question 13

Erläutern Sie in Stichworten die Typen von Gliazellen.

Answer 13

1. Mikroglia: Phagozyten
2. Makroglia:
   - Astrozyten → Homoisotase: Stoffaustausch, Ionenhaushalt, pH-Wert
   - Oligodendrozyten → zentrale Myelinisierung
   - Schwann’sche Zellen → pheriphere Myeliniserung

Question 14

Erläutern Sie in Stichworten die Funktionen von Gliazellen.

Answer 14

• Stützfunktion
• Beseitigung von Zellen, Reparatur Regeneration von beschädigten Neuronen
• elektrische Isolierung von Axonen (Myelinisierung)
• Homoiostase (pH-Wert, Ionenkonzentration, Transmitteraufnahme, Stoffaustausch)
• Entwicklung (Landmarken für auswachsende Neurone)
• Blut-Hirn-Schranke

Question 15

Wofür sorgt die Blut-Hirn-Schranke?

Answer 15

• Das Hirn benötigt ein konstantes Milieu, in welchem es nicht zu starken Schwankungen des pH-Wertes, der Kalium-Konzentration oder zu Interaktionen mit den falschen Neurotransmitter kommen darf
• Endothelzellen bilden mit ihren Tight Junctions . Durch Zell-Zell-Verbindungen mit den Perizyten und Astrozyten entsteht nun die stark selektive Barriere zwischen den Flüssigkeitsräumen des Blutkreislaufes und dem ZNS

Question 16

Nennen Sie die Unterschiede zwischen einem Ionenkanal und einer Ionenpumpe.

Answer 16

1. Ionenkanal
   ​- ermöglicht Transport durch eine Membran ohne Energieaufwand (Uniporter, Symporter, Antiporter)
   - die Ionen wandern entlang ihres chemischen oder elektrischen Gradienten
2. Ionenpumpe
   - Ionen werden unter Energieaufwand (Licht, Hydrolyse von ATP) entgegen ihres Gradienten transportiert (Na⁺-K⁺- Pumpe)

Question 17

Vergleichen Sie elektrische und chemische Synapsen.

Answer 17

Question 18

Erläutern Sie die Funktion und Eigenschaften der Na+/K+-Pumpe.

Answer 18

• Ionenpumpe in der Zellmembran und sorgt für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials
• Es rutschen immer wieder Na⁺-Ionen durch die Membran und sorgen für eine positivere Ladung im Inneren
• Um dies zu verhindern, pumpt die Na⁺K⁺-Pumpe kontinuierlich 3 Na⁺-Ionen gegen 2 K⁺-Ionen aus der Zelle raus ⇒ Verlust einer positiven Ladung pro Durchlauf
• Die Ionenpumpe verbraucht ein ATP für diesen Prozess

Question 19

Auf welche Weise kommt das Ruhepotenzial zustande?

Answer 19

Wenn die Zelle nicht gereizt ist und es nicht zur Depolarisierung kommt, besteht ein sog. Ruhepotential in der Zelle. In diesem Zustand sind die Ionenkanäle der meisten Ionen verschlossen, bis auf die Kaliumkanäle. Diese lassen ihre Ionen zunächst entlang ihres Konzentrationsgradienten fließen (innen nach außen). Dadurch wird das Innere der Zelle immer negativer, welches den elektrischen Gradienten aktiviert. Diese beiden Kräfte arbeiten solange gegeneinander an, bis sich ein Gleichgewichtspotential eingestellt hat. Je nach Zelltyp liegt dieses bei -50 mV bis -100 mV.

Question 20

Beschreiben Sie mit Hilfe einer Skizze und stichpunktartig den Aufbau und Funktion einer Vogellunge.

Answer 20

• keine Volumenänderung de Brustkorbes, im Gegensatz zu Säugern und Reptilien
• durch das Kreuzstromprinzip besonders leistungsfähig
  1. Luft durch den Hauptbronchus in den ersten Luftsack
  2. durch den 1. Luftsack in die Parabronchien gedrückt
  3. von den Parabronchien in den 2. Luftsack, von welchem es wieder über den Hauptbronchus ausgeatmet wird.

Question 21

Was ist axonaler Vesikeltransport? Welche Unterschiede gibt es zwischen anterograden und retrograden Transport?

Answer 21

Transport von Substanzen im Axon einer Nervenzelle

• anterograder Transport: Membranmaterial vom Zellkörper zur Synapse; Granula oder Vesikel werden das Transportprotein Kinesin geheftet
• retrograder Tranport: Membranmaterial von der Synapse zurück zum Soma; langsamerer Prozess, Vesikel werden an das Transportprotein Dynesin geheftet.

Question 22

Nennen Sie die Bestandteile des Zytoskeletts und ihre jeweiligen Funktion.

Answer 22

… ein aus Proteinen aufgebautes Netzwerk im Cytoplasma eukaryotischer Zellen

1. Mikrofilament: doppelsträngiges Filament
   aus: Actin-monomeren globuläres Protein Beweglichkeit
2. Neurofilament: intermediäres Filament
   aus: heterogenen Proteinen (5 Typen) Stützfunktion
   3.