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;