Humanbiologie Altklausuren PDF

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beantwortete Altklausurfragen...

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HUMANBIOLOGIE 1. Welcher Teil des Sehfeldes fehlt, wenn man (Skizze) … a) den linken Sehnnerv durchtrennt

b) den linken Tractus opticus durchtrennt

c) die Sehnervüberkreuzung dorsoventral durchtrennt

2. Spilt – Brain – Versuche a) Welchen Eingriff hat man an sog. Spilt – Brain – Patienten vorgenommen und wozu? Das Split – Brain – Experiment dient dazu, die funktionelle Spezialisierung der beiden Hirnhälften zu untersuchen. Hierbei wird Corpus callosum durchtrennt, welches die beiden Hirnhälften miteinander verbindet. So kann z.B. bei Epilepsie verhindert werden, dass sich die Anfälle von einer Hirnhälfte auf die andere ausbreiten.

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b) Wie kommt es, dass normalerweise ein Split – Brain – Patient völlig normal erscheint? Welchen Kunstgriff muss man in Experimenten anwenden, um dafür zu Sorgen, dass visuelle Information gezielt nur in einer Hirnhälfte ankommt? Zeigt man jedoch einem Split – Brain Patienten im linken Gesichtsfeld, also auf den rechten Netzhauthälften beider Augen ein Objekt, können sie es nicht benennen. Das liegt daran, dass das Sprachzentrum auf der linken Hemisphäre liegt, die Informationen aus dem linken Gesichtsfeld werden jedoch nur an die rechte Hemisphäre geleitet. Aufgrund der Durchtrennung können die beiden Hemisphären nicht miteinander kommunizieren, wodurch die Informationen in der rechten Hemisphäre für die linke nicht verfügbar sind. Die Betroffnen sind aber in der Lage, mit der von der rechten Hemisphäre gesteuerten linken Hand einen gleichartigen Gegenstand zu greifen.  In natürlicher Umgebung zeigen Spilt – Brain Patienten deshalb keine Auffälligkeiten, weil sie durch Bewegung ihres Kopfes, Gegenstände für beide Hemisphären verarbeitbar machen. c) In einem Lehrbuch finden Sie folgende Behauptungen über die Aufgaben der beiden Hirnhälften: Linke Hirnhälfte : Sprechen, Schreiben, Tasten mit der rechten Hand, Sprachverständnis und Rechnen Rechte Hirnhälfte: Wortverständnis, räumliches Erkennen, Tasten mit der linken Hand Was erwarten Sie, wenn ein Spilt – Brain – Patient die folgenden Dias so anschaut, dass sie nur in der linken oder aber nur in der rechten Hirnhälfte repräsentiert sind. Was wird ein Split – Brain – Patient dazu sagen: Bild der Oma im linken Sehfeld : nichts im rechten Sehfeld: Oma Rechenaufgabe im linken Sehfeld : nichts im rechten Sehfeld: Lösung Kompliziertes Wort im linken Sehfeld: nichts im rechten Sehfeld: nichts Symbol Herz im linken Sehfeld : nichts im rechten Sehfeld: Herz 3. Was ist Aplysia und wo lebt sie? Was macht dieses Tierchen zu einem tollen Modellsystem für die Aufklärung zellulärer Prozesse des Lernens? Nennen Sie 3 Gründe! In Aplysia können Habituierung, Sensitivierung und klassische wie operante Konditionierung auf der Ebene einzelner Nervenzellen studiert werden. - Kiemenrückziehreflex - Habituation und zugrunde liegendes neuronales Substrat - Übertragung langfristig durch neue synaptische Verbindung verbessert  Aplysia = Gattung von Meeresschnecken 4. Wir hatten 2 Krankheiten kennen gelernt, die beide mit einem Ungleichgewicht an Dopamin zusammenhängen. Welche? Wo gibt es zuviel und wo zu wenig? 1. Morbus Parkinson: Absterben von dopaminergenen Nervenzellen, also zu wenig Dopamin 2. Schizophrenie : Über- und unteraktive Nervenzellen, also teilweise zu viel und teilweise zu wenig 5. Angenommen Ihr Auftrag wäre es, eine Droge zu entwickeln, die bei beiden Krankheiten gleichzeitig hilft – würden Sie den Auftrag annehmen? Wieso? Nein. Denn wenn die Droge gegen die eine Krankheit wirkt, so verschlimmert sie die andere. Morbus Parkinson z.B. hat zu wenig Dopamin. Führt man nun einem solchen Patienten eine Droge zu, die Dopaminproduktion wieder möglich macht, so steigert sie gleichzeitig die unteraktiven Nervenzellen bei Schizophrenie. Das wäre ja gut, gäbe es bei der Schizophrenie 2

nicht auch die überaktiven Nervenzellen, die somit noch mehr Dopamin produzieren. Es hätte also neben dem positiven einen negativen Effekt und ist nicht möglich. 6. Kann man Dopamin einfach spritzen? Wieso geht das dann mit L – Dopa? Wie wirkt sich L – Dopa aus?  Dopamin selbst würde gespritzt nichts bringen, da es die Blut – Hirn – Schranke nicht passieren kann und somit nicht ins das ZNS gelangen kann.  L- Dopa steht für Levodopa und ist eine chemische Vorstufe von Dopamin. Diese α – Aminosäure hat die Fähigkeit, die Blut – Hirn – Schranke zu passieren. Nach dem Passieren wird L – Dopa zu Dopamin verstoffwechselt, welches dann die gewünschte pharmakologische Wirkung entfaltet. L – Dopa ist somit ein Prodrug. 7. Wie kam man auf die Idee, dass die beiden Krankheiten etw. mit Dopamin bzw. dem D2 – Rezeptor zu tun haben? Dopaminhypothese: Die beiden Wissenschaftler Snyder und Carlson untersuchten die Auswirkung von Chlorpromazin auf schizophrene Menschen. Sie stellten fest, dass dieser Wirkstoff blockierend für die Signalübertragung in den Synapsen durch Dopamin wirkte. Die schizophrene Psyche besserte sich. So konnten die Positivsymptome verbessert werden. Nicht aber die Negativsymptome. Man fand heraus, dass es bei Schizophrenen in frontalen Bereichen des Gehirns zur Verminderung an Dopamin kommt, in Teilen des limbischen Systems ein Überschuss herrscht.  Bei schizophrenen Patienten wurde in post-mortem-Studien eine vermehrte Anzahl von D2- Rezeptoren gefunden (durch die Einnahme von Neuroleptika). 8. Auf welche Versuche stütze der Psychologe Lashley seine Hypothese, dass alle Hirnbereiche gleichermaßen zum Lernen beitragen können? Welche Versuchstiere verwendete er, welchem Lerntest unterzog er sie, was veränderte er im Gehirn der Tiere und welche Proportionalität fand er?  Er führte Versuche an Ratten durch, denen Teile der Hirnsubstanz entfernt wurden (Ablation), um die Auswirkung auf die Lern – und Gedächtnisfähigkeit zu überprüfen. Er konnte nachweisen, dass Funktionen beschädigter Hirnareale von anderen Bereichen übernommen werden können.  Er führte Versuche am Cortex aus. Der Ort der Läsion hatte auf das Lernen keinen Einfluss, nur der Anteil des zerstörten Areals. => Die Gedächtnisleistung von Ratten im Labyrinth hing in seinen Experimenten in erster Linie von der Größe der Läsion am Hippocampus ab. Er konnte keinen spezifischen Ort feststellen, der zu einer besonderen Beeinträchtigung führte. 9. Würden Sie einem Patienten mit grünem Star zu einem retinalen Implant raten?  Retinal – Implants sind zwar eine Hilfe, dafür muss jedoch der Sehrnerv noch aktiv sein. Beim grünen Star kommt es zu einer Sehnerv – Degeneration aufgrund eines zu großen Augeninnendrucks. Ein Implant würde also keinen Sinn machen. 10. Welchen Rat würden Sie einem Patienten mit Retinitis pigmentosa geben? = Nachtblindheit Hier sind die Photorezeptoren gegeneriert, jedoch der Sehnnerv ist noch intakt. Ein Retinal – Implant würde also Sinn machen.

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11. Was versteht man unter der Out of Africa Hypothese (I und II) und wie lautet die Alternativhypothese? Welche ist die wahrscheinlichere und warum?  Als die Out of Africa Hypothese bezeichnet man in der Paläoanthropologie die Annahme, dass die Gattung Homo ihren Ursprung in Afrika hatte und dass sich deren Angehörige von dort über die ganze Welt verbreitet haben. I : Entstehen und Ausbreitung von Homo erectus II: Entstehung und Ausbreitung von Homo sapiens  Die Alternativhypothese ist die Hypothese vom multiregionalen Ursprung des modernen Menschen. Diese Hypothese lag der Annahme zu Grunde, Homo sapiens habe sich in Afrika, Europa, Australien und Asien getrennt voneinander aus einem gemeinsamen Vorfahren der Gattung Homo entwickelt. => Die Out of Africa Hypothese ist wahrscheinlicher, da sie durch zahlreiche Fossilfunde und im Bezug auf Homo sapiens auch durch genetische sowie linguistische Befunde gestützt wird. 12. Nennen Sie 3 Hominiden, die als Ahnen des modernen Menschen betrachtet werden können. Wann und wo haben sie jeweils gelebt? 1. Homo rudolfensis: Kenia, 2,5 – 1,8 Millionen Jahren 2. Homo ergaster : Afrika, 1,9 – 1,4 Millionen Jahren 3. Homo erectus : Afrika, 1,9 Millionen Jahre 13. Welche Funktionen hat das Skelett beim Menschen? 1. Stabilität des Körpers 2. Ansatzstelle und Gegenlager für Muskeln 3. Schutz von inneren Organen vor Verletzungen 4. Mineralspeicher für Calcium und Phosphat 5. Hämatopoese: - Bildung von Blut - Bildung von Zellen des Immunsystems 14. Nennen Sie 3 Hormone, die an der Steuerung des Ca2+ - Spiegels des Blutes beteiligt sind. Beschreiben Sie jeweils kurz eine wichtige Wirkung des Hormons! 1. Parathyrin (Peptidhormon = PTH)  Mobilisierung von Calcium  in Epithelkörperchen und Nebenschilddrüsen 2. Calcitriol  fördert Calcium – und Phosphatresorption im Darmepithel und Niere  in Leber und Niere 3. Calcitonin  fördert Einlagerung von Calcium in die Knochensubstanz  in C – Zellen der Schilddrüse und des Thymus 15. Erklären Sie, warum trotz vieler Nachteile, sexuelle Fortpflanzung so weit verbreitet ist? Welche Nachteile hat sexuelle Fortpflanzung? Vorteile: - Neukombination von Genmaterial - Mutationen sind äußerst selten - Vorteil für Populationen, wenn diese sich möglichst schnell verbreiten 4

- erhöht genetische Flexibilität einer Population Nachteile: - große Kosten - hohe Investition - Zeitaufwändige Partnersuche 16. Welchen Furchungstyp findet man bei Säugetieren? Erklären Sie, warum das so ist! Furchungsteilung bis zur Morula: Holoblastische Furchung Die Zygote durchläuft auf ihrem Weg zum Endometrium 5 Teilungen in 4 Tagen. Es entsteht also nach einer großen Anzahl an Furchungen die Morula. Die bei den Furchungen entstanden Zellen nennt man Blastomeren.  Grund: enorme Geschwindigkeit der Zellteilung durch synchrone Teilung, ständige Veränderung der Kern – Plasma – Relation und verkürzten Zellzyklus (nur S- und M – Phase) 17. Wie und wann wird das Geschlecht beim Menschen ausgebildet? Embryonen produzieren bereits in der 2. Woche diploide Urkeimzellen, die bis zur 5.Woche an den Ort wandern, wo sich die Geschlechtsorgane entwickeln (=Genitalleiste) und teilen sich dabei durch Mitose. Aus ihnen entsteht die Keimbahn. In der 7. Woche kommt es dann zur Geschlechtsausbildung: - männliche Embryonen exprimieren das SRY Gen, das auf dem Y – Chromosom liegt, wodurch die Genitalleiste zum Hoden wird und Testosteron produziert - Ohne das Y – Chromosom wird die Genitalleiste zu den Ovarien (=Eierstöcken) 18. Erklären Sie die Mechanismen, die die große Vielfalt an Antikörpern beim Menschen ermöglichen!

19. Welche Behandlungsmethoden gegen Krebs haben Sie kennen gelernt? Erklären Sie die Methoden kurz und gehen Sie auf Vor- und Nachteile ein!  Chemotherapie und Bestrahlung = ionisierende energiereiche Strahlung: - begrenzter Effektivität - cytotoxische Nebeneffekte - oft zu unspezifisch, denn wirkt nicht nur auf Krebszellen -> es entstehen freie Radikale, die die DNA schädigen (Doppelstrangbrüche) -> oft schlechterer Arrest- und Reparaturmechanismen der Tumorzellen wird ausgenutzt -> Vorteil lokal begrenzter Strahlung  präventive Impfung vor 1. Geschlechtsreife für HPV 5

 Zytostatika: - S-Fluoruracil blockiert die Nucleotidsynthese - Arabinocytosin blockiert die DNA – Replikation - Vincistin und Taxol blockieren die Funktion der Mikrotubuli in der Mitosespindel - Adriamycin blockiert die Transkription und damit die Proteinsynthese - Etoposid verhindert das Entspiralisieren der DNA, was ihre Replikation und Transkription blockiert.

20. Myasthenia gravis und Multiple Sklerose sind zwei Erkrankungen des Nervensystems. Nennen Sie kurz was man über Symptome, Ursachen und Therapiemöglichkeiten dieser beiden Krankheiten weiß! Myasthenia gravis: Symptome: belastungsabhängige Muskelschwäche der Skelettmuskulatur, die typischerweise im Tagesverlauf zunimmt und sich nach Erholungsphasen bessert Ursachen :gestörte Signalübertragung zwischen Muskel und Nerv durch Autoantikörper an der motorischen Endplatte der Skelettmuskulatur Therapie : Entfernung der Thymusdrüse oder Einsatz von Acetylcholinersterasehemmern Multiple Sklerose: Symptome: Sehschärfe schlechter, Augenbewegung gestört Ursachen : Zerstörung der Myelinscheiden Therapie : nicht heilbar, aber um beste Lebensqualität zu erreichen gibt man Glucocorticoide oder andere Stoffe 21. Welche Aussage zur Sehnnervüberkreuzung im menschlichen Gehirn ist richtig? a) Die vom linken Auge kommenden Axone der Ganglienzellen ziehen in die rechte Hirnhälfte. b) Die Axone der Ganglienzelle, die durch Beleuchtung im linken Sehfeld aktiviert werden, ziehen in die rechte Hirnhälfte – gleichgültig ob die Ganglienzellen im rechten oder linken Auge liegen. c) Die Axone der Ganglienzellen bilden an der Überkreuzungsstelle die bekannten Okulardominanzkolumnen aus.  a) und b) 6

22. Bei Langzeitpotenzierung (LTP) wird durch ein verhältnismäßig kurzes Ereignis langfristig die Effizienz der synaptischen Übertragung verstärkt. In welcher Hirnregion wurde LTP entdeckt? Welche Rezeptoren spielen hier eine wichtige Rolle? Entdeckung: Hippocampus Rezeptoren : AMPA und NMDA – Rezeptoren, wobei letzterer normalerweise nicht beiträgt, da nur Mg2+ blockiert 23. Beschreiben Sie kurz einen Lernversuch mit dem Sie im intakten Tier/Mensch plausibel machen können, ob LTP tatsächlich ein wichtiger Mechanismus für das Lernen ist!  Morris water maze: ein einfaches Verfahren, räumliches Lernen zu testen. Hierfür muss es externe Landmarken, einen intakten Hippocampus und funktionsfähige NMDA – Rezeptoren geben.

24. Richtig oder falsch? a) Ganglienzellen, die sich für ähnliche Aspekte der Umwelt interessieren und die auf der Retina benachbart sind, sind mit Zellen verknüpft, die in denselben Hirnbereichen liegen und die auch wieder benachbart sind. b) Im seitlichen Kniehöcker (CGL) gibt es Zellen, die nur dann reagieren, wenn an einer bestimmten Position im Sehfeld ein Balken in einer bestimmten Farbe und Orientierung gezeigt wird. c) Die Zahl der Zellen im Cortex, die vom linken Auge Eingang bekommen, ist größer als normal, wenn während der Ontogenie das rechte Auge zugenäht wird. d) Im visuellen Cortex wird die Helligkeitsverteilung auf der Retina abgebildet.  a), c) und d) 25. Welcher Art gehört der sog. Cro-Magnon-Mensch an? Wann und wo hat er gelebt? = anatomisch moderner Mensch (Homo sapiens) der letzten Kaltzeit  Epoche: Europa vor 40.000 Jahren bis zum Übergang vom Pleistozän zum Holozän vor etwa 12.000 Jahren 26. Beschreiben Sie mit wenigen Sätzen, was man unter einem Bandscheibenvorfall versteht! Wo tritt er gehäuft auf? Eine gesunde Bandscheibe hat einen federnden, gelartigen Kern und einen reißfesten Außenring. Bei einer kaputten Bandscheibe ist der Außenring gerissen, der gelartige Kern tritt aus und klemmt den Spinalnerv ein. 27. Wie heißen die 3 wichtigen Schichten der Haut von außen nach innen? 7

1. Epidermis 2. Cornea 3. Subcutis 28. Welcher Stoffgruppe gehören Wachstumsfaktoren an?  Proteine 29. Was versteht man unter Apoptose? Erläutern Sie mit wenigen Worten die beteiligten Vorgänge! = Form des programmierten Zelltodes, wobei sie von der betroffenen Zelle selbst aktiv durchgeführt wird (Genexpression) und somit Teil des Stoffwechsels der Zelle ist. Es wird kein Zellplasma freigesetzt und somit kommt es auch nicht zu Entzündungsreaktionen.  wird z.B. ausgelöst durch eine Überstimulation mitogener Signaltransduktionswege Vorgänge: 1. Schrumpfung der Zelle 2. Bildung von blasenförmigen Ausbuchten an der Zelloberfläche 3. Schrittweise Kondensation und Degradierung der DNA 4. Abbau der Mitochondrien und Freisetzung von Cytochrom c 5. Fragmentierung in Apoptosekörper 6. Exposition von Phosphatidylserin an der Zelloberfläche, das dann von Rezeptoren der Makrophagen erkannt wird, die dann die Zellfragmente phagocytieren und dabei Cytokine sezernieren 30. Welche 4 Mechanismen sind für die Vielfalt an Antikörpern beim Menschen verantwortlich? 1. Kombinatorische Diversität von 2 Leveln: a) vielfache Kopien von jedem Typ der Gensegemente und deren zufälligen Selektion während der somatischen Rekombination b) unterschiedliche Kombination von L- und H- Ketten 2. Abzweigende Diversität 3. Somatische Hypermutation 31. Wie viele verschiedene Antikörpervarianten kann ein Mensch schätzungsweise generieren? 105, 107, 109 , 1012, 1015 oder 1021?  1012 32. Was passiert mit einer B – Zelle des spezifischen Abwehrsystems des Menschen, nachdem eine aktivierte T – Helferzelle ihr ein zu ihren Antikörpern passendes Antigen präsentiert hat? B – Zellen gehören zu den Leukozyten. Sie sind als einzige in der Lage Antikörper zu bilden und machen zusammen mit den T – Lymphozyten den entscheidenden Teil des adaptiven Immunsystems aus. Während die T – Zellen an der zellvermittelten Immunantwort beteiligt sind, sind die B – Zellen die Träger der humoralen Immunantwort. Wenn sie durch körperfremde Antigene aktiviert werden, können sie sich zu Antikörper – produzierenden Plasmazellen oder Gedächtniszellen differenzieren. D.h. die B – Zelle wandert dann zu den Keimzentren in Lymphknoten oder Milz. Hier kommt es zur Profilation und Differenzierung zu Plasmazellen, die anschließend Antikörper sezernieren. Die Antikörper binden an dasselbe Antigen, wie die B – Zellen (gleiche Spezifität). Außerdem kommt es zu somatischen Hypermutationen. 8

33. Nennen Sie 4 Behandlungsmethoden gegen Krebs! 1. Strahlentherapie 2. Chemotherapie 3. Zytostatika 4. Resektion 34. Zu welcher Virenfamilie gehören HIV? Welche Zellen befallen sie vorwiegend?  Familie: Retroviren und befallen vorwiegend Immunzellen 1. ÜBUNG: Halte – und Bewegungsapparat 1. Aus was für Komponenten besteht der Halte – und Bewegungsapparat des Menschen? 1. Knochen 2. Gelenke 3. Muskeln 4. Sehnen 2. Welche Aufgaben haben Sie jeweils? 1. Knochen: Stabilisierung, Wachstum, Schutz, Mineralspeicher, Ansatzstelle und Gegenlager für Muskeln, Bildung von Blut und von Zellen des Immunsystems 2. Gelenke : Bewegung, Schutz, Verbindung zwischen Knochen 3. Muskeln: Bewegung, Kraftanstrengung 4. Sehnen : verbinden Muskeln mit Knochen 3. Welche Funktionen hat das Skelett beim Menschen? 1. Stabilität des Körpers 2. Ansatzstelle und Gegenlader des Körpers 3. Schutz von inneren Organen 4. Mineralspeicher von Calcium und Phosphat 5. Hämatopoese: - Bildung von Blut - Bildung von Zellen des Immunsystems 4. Nennen Sie 4 Störungen, die beim Knochenwachstum auftreten können. Welche Ursachen haben sie? 1. proportionierter Zwergenwuchs 2. proportionierter Riesenwuchs => Wachstumsstörungen 3. Osteoporose  übermäßig rascher Abbau von Knochensubstanz und somit Abnahme der Knochendichte Calciummangel 4. Akromegalie  unkontrollierte Produktion des Wachstumshormons 5. Wie viele Knochen enthält das Skelett eines Menschen etwa? In welche Typen kann man diese einteilen?  ca. 200 Einteilung in 5 Typen: 9

1. Röhrenknochen 2. Platte Knochen 3. Kurze Knochen 4. Sesambein 5. Irreguläre Knochen 6. Nennen Sie jeweils ein Beispiel für jeden Knochentyp! 1. Röhrenknochen  Femur (Oberschenkelknochen) 2. Platte Knochen  Scapula (Schulterblatt) 3. Kurze Knochen  Handwurzelknochen 4. Sesambein  Kniescheibe 5. Irreguläre Knochen  Wirbel 7. Was sind Foramen, Incisura und Pneumatisierung? Nennen Sie jeweils ein Beispiel! Forman = Durchtrittsöffnung für Nerven oder Blutgefäße Incisura = Einsenkung für Muskeln oder Sehnen Pneumatisierung = luftgefüllte Hohlräume 8. Was ist ein Bandscheibenvorfall? Erklären Sie genauer! Wo bzw. wann tritt er auf? Eine gesunde Bandscheibe hat einen federnden, gelartigen Kern und einen reißfesten Außenring. Bei einer kaputten Bandscheibe ist der Außenring gerissen, der gelartigen Kern tritt aus und klemmt den Spinalnerv ein. 9. Welche Hormone sind an der Steuerung des Ca2+ - Spiegels des Blutes beteiligt? Nennen Sie 3 Hormone inklusive ihrer Bildungsorte und wichtigsten Wirkungen! 1. Parathyrin  Mobilisierung von Calcium in Epithelkörperchen der Nebenschilddrüse 2. Calcitriol  fördert Ca2+ - und Phosphatresorption im Darmepithel und Niere für den Knochenaufbau 3. Calcitonin  fördert Einlagerung von Calcium in die Knochensubstanz (C – Zellen der Schilddrüse und Thymus) 2. ÜBUNG: Haut und Lymphsystem 1. Aus welchen Schichten ist die Haut aufgebaut (mind. 4)? Welche Aufgaben haben sie jeweils? 1. Stratum corneum  wasserabweisende Schutzschicht aus verhornten Korneozyten 2. Stratum basale  hier findet die Zellteilung statt 3. ...