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Tierphysiologie: Vorlesungsfragen

1. Warum können Seevögel Meerwasser trinken und wir Menschen nicht? Welche Mechanismen liegen dem zugrunde? Möwe und Mensch als Osmokonformer oder Osmoregulierer einteilen. • • • • • •

Möwe kann Meerwasser trinken, da sie über spezifische Salzdrüsen verfügen Ausscheidung überschüssiger Na+ und Cl- Ionen stüzt sich dabei auf den Gegenstromaustausch zwischen Blut und Salzdrüsen Salzlösung zum Meerwasser hyperosmotisch, aber kein hyperosmotischer Harn mit Gegenstrom wird Konzentrationsunterschied aufrecht erhalten Mensch: nach trinken 1L Meerwasser brauchen Nieren 1,5L Wasser um Homöostase zu regeln Mensch→ Osmoregulierer , Möwe → Osmoregulierer

2. Warum muss sauerer Nahrungsbrei neutralisiert werden, bevor er in den Darm gelangt? • • •

Darm besitzt keine Nebenzellen, die einen schützenden Schleim produzieren Darmzellwände würden von der Säure aufgelöst werden Darmbakterien für die Resorption würden sterben

3. Chemische Synapse zeichnen und beschriften 4. Sarkomer zeichnen und beschriften

5. Reizzeit-Reizstromkurve (eines Froschnervs) skizzieren und charakteristische Werte bezeichnen 6. Luftstrom Vogellunge zeichnen. Warum ist Gasaustausch so effizient? • •

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Unidirektionaler Luftstrom durch Lunge Kreuzstromausstausch ✗ Parabronchien unidirektional mit Luft durchströmt ✗ Kapillaren verlaufen quer zu Strömungsrichtung vollständiger Gaswechsel erfordert 2 Atemzüge hintere und vordere Luftsäcke als Blasebälge Orte des Gasaustauschs: feine Luftkanäle (Parabronchien) Luft in Lunge bei jedem Atemzug erneuert

•

Volumenveränderung nur in Luftsäcken, nicht in Lunge

7. Erklären sie Topor (in Bezug auf den Winterschlaf) • • • • •

physiologischen Schlafzustand, bei gleichwarmen Tieren Stoffwechsel- und Energieumsatzprozesse werden auf ein Minimum gesenkt Die betroffenen Tiere sind vollkommen inaktiv und verharren in einem Zustand der körperlichen Starre Der Torpor dient den Tieren vor allem dazu, längere Zeiten des Nahrungs- oder Wassermangels zu überstehen Tiere können so einige Tage bis mehrere Wochen ohne Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme überleben

8. Was bewirken Parasympathikus und Sympathikus an glatter Muskulatur und an Herzmuskulatur? •

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Parasympathikus ✗ Herzmuskulatur ➢ Acetylcholin erhöht K+ Ausstrom und erniedrigt Na+ Einstrom ➢ Zelle hyperpolarisiert → für Depolarisation benötigte Zeit steigt und Herzschlagfrequenz sinkt ✗ glatte Muskulatur ➢ Kontraktion glatter Muskulatur, die Harnblase umgibt ➢ Kontaktion in Blutgefäßen der Skelettmuskulatur ➢ erhöhte Aktivität der Verdauungssysteme Sympathikus ✗ Herzmuskulatur ➢ Noradrenalin/Adrenalin → Na+ Einstrom und Ca2+ Einstrom ➢ erhöht Spikefrequenz/Herzschlagfrequenz und Depolarisationsgeschwindigkeit ➢ erhöht Konstruktionskraft und kürzere Kontraktionsdauer ✗ glatte Muskulatur ➢ Erschlaffung glatter Muskulatur des Schließmuskels und Öffnung Harnblasenhals

9. Was ist eine Blutgruppe? Welche kennen Sie? Wie kann man Blutgruppen bestimmen? • • •

Blutgruppen: A,B,AB und 0 Blutgruppe: Einteilung ob bestimmte Antigene im Blutplasma vorhanden sind, individuelle Zusammensetzung der Erythrozyten Oberfläche Blutgruppe bestimmen: Antigen-Antikörper- Reaktion → Blut wird mit Testseren von AntiA, Anti-B und Anti-AB vermischt → Verklumpung zeigt Blutgruppe an

10. Wenn die Gehörknöchelchen geschädigt sind welche Auswirkungen hat das? • • •

Schall- bzw. Schwingungsübertragung zum Innenohr funktioniert nicht mehr Energie des Schallreizes ginge verloren Impedanzanpassung nicht mehr möglich → Schallenergie an Grenzfläche zu Perithymphe (?) reflektiert

11. Nennen Sie zwei Zellarten des Magens und Ihre Funktion • • •

Nebenzellen → sondern Schleim ab Hauptzelle → synthetisieren Pepsinogene (Vorstufe von Pepsin) Belegzelle → bilden Magensäure (HCl = Salzsäure)

12. Stellen Sie schematisch die Hierarchie der Hormone dar und nennen Sie je ein Beispiel •

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Hierarchie 1. Befehlsinstanz: zentrale (Hypothalamus) 2. Befehlsinstanz: (Hypophyse) 3. Befehlsinstanz: Nebenniere, Ovar, Pankreas, Schilddrüse, Nebenschilddrüse, Hoden Beispiel: ADH

13. Welche N-haltigen Endprodukte gibt es? Nennen Sie zu jedem Endprodukt ein Tier als Beispiel • • •

Ammoniak: Bsp. Die meisten aquatischen Wirbellosen Harnstoff: Bsp. Amphibien, Süßwassermuscheln, Säuger Harnsäure: Bsp. Insekten, Würmer, Vögel

14. Welche thermoregulatorischen Einordnungen von Tieren gibt es? • •

Homoiotherme: Gleichwarm, halten innere Bedingungen konstant Poikilotherme: wechselwarm, passen innere Bedingungen an äußere Gegebenheiten an

15. Definieren Sie absolute Refraktärzeit und beteiligte Substanzen • • •

absolute Refraktärzeit: Zeit in der kein AP ausgelöst werden kann Substanzen: kurzzeitige Inaktivierung des Na+ -Kanäle → keinerlei Erregung der Membran möglich Refraktärzeit: Zeitraum zwischen spitze eines AP und wiederhergestellten Ruhepotential

16. Beschreiben Sie die endokrine und exokrine Funktion des Pankreas und je ein Beispiel was freigesetzt wird • •

Endokrin: Hormone werden direkt ins Blut abgegeben und von Inselzellen sezerniert ,Bsp.: Insulin, Glucagon Exokrin: Actinuszellen szenerieren Verdauungsenzyme, die Zellen des Ausführganges szenerieren NaHCO3 , Bsp.: Trypsin

17. Welche Hauptfunktion hat aufsteigender Ast der Hensleschen Schleife? • • • •

Konzentrierung des Harns mithilfe des Gegenstromprinzips geringe Wasserpermeabilität Na+ und Cl- diffundieren aus permeablen Tubulus in interstitielle Flüssigkeit im dicken Segment aktiver Transport von Na+ und Cl-

18. Nennen Sie 6 Hauptaufgaben der Niere • • • • • •

einen ausgeglichenen Flüssigkeits- und Elektrolythaushalts die Regelung des Blutdrucks die Entgiftung, gemessen an Harnstoff und Kreatinin die Regelung des Säure-Basen-Haushalts die Regelung der Bildung roter Blutkörperchen die Produktion von Hormonen und Enzymen

19. Was passiert bei Belichtung von Sehzellen bis zur Membranpotentialänderung?

20. Was ist Photopigment der Stäbchen? Welche Bestandteile enthält es im unbelichteten Zustand? • •

Rhodopsin ist das Photopigment Bestandteil: 11-cis-Retinal und Opsin

21. Peptidhormone vermitteln Ihre Wirkung generell über eine Bindung an die Zellmembran. An welcher Stelle wirken Steroidhormone und wie ist dies möglich? Ein Beispiel für Peptidhormone nennen. • •

Bsp. Peptidhormon: Insulin, Parathormon Steroidhormone: Binden an Zytoplasma oder Zellkern, Induzieren die Synthese neuer Proteine (durch Aktivierung der Gene für Transktiption und Translation)

22. Beim Essen einer Chilischote werden welche Sinneszellen reagieren? • •

Schärfe nicht durch Geschmackssinneszellen, sondern Neurone. Schärfe kein Geschmack sondern „Schmerz“ temperaturgesteuerte Ionenkanäle der sensorischen Schmerzfasern reagieren

23. Welches hoch elastische Protein hält Myosin in Position und sichert Rückkehr eines überdehnten Muskels in den Ausgangszustand? 24. Nennen Sie Hormone, die auf Exkretionsprozesse in Ihrer Niere Einfluss nehmen können. Wo werden Sie gebildet? • • • •

Aldosteron: Kontrolle der NaCl-Resorption am distalen Tubulus, aus äußeren Schichten der Nebennierenrinde Vasopressin: Kontrolle der Wasserresorption am Sammelrohr → von Nervenzellen des Hypothalamus produziert → ins Blut abgegeben Angiotensin: erhöht Blutdruck, indem es Arteriolen verengt, aus Angiotensin I gebildet (Blut) Renin: wenn Blutdruck/Volumen fällt durch und lässt Angiotensin entstehen, aus Niere

25. Wodurch tragen Erythrozyten wesentlich zum CO2 - Transport bei? • • • •

Hämoglobin in Erythrozyten bindet CO2 als Carbaminoverbindung Erythrozyten geringe Diffusionstrecke und gute Verformbarkeit Haldane-Effekt: Abhänigkeit der CO2 –Bindungskapazität vom Otygenierungsgrad des Hämoglobins mehr CO2 kann in Form von Bicarbonat transportiert werden, wegen besseren Pufferkapazität von desoxygenierten Hämoglobin für die bei Bicarbonatbildung anfallenden Protonen

26. Welche Wirkung hat Ca2+ auf die Aktmyosinfilamente? •

Bei ausreichend hoher Ca2+ Konzentration, kann es zur Kontraktion kommen, da ein Myosinkopf ans Aktinmonomer binden kann, weil Tropomyosin Myosinbindungstellen am Aktin frei gibt, wenn Ca2+ an Troponin-C bindet

27. Welche Automatiemechanismen gibt es am Herzen? Nennen Sie beteiligte Strukturen der Erregungsentstehung und Erregungsweiterleitung

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Automatiemechanismen: Schrittmacherzentren → Sinus Knoten(primär), Atrioventrikular Knoten(sekundär), His-Bündel(tertiär) Erregungsentstehung: Sinusknoten, Funny Channels, spannungsgesteuerte Ca2+ -Kanäle, spannungsgesteuerte K+ -Kanäle Erregungsweiterleitung: Sinusknoten, Vorhofmuskelzellen, AV-Knoten, His-Knoten, Tawara-Schenkel, Purkinie-Fasern, Kammermuskelzellen → verbunden über Gap Junctions

28. Definieren Sie Eigenreflex und ein Beispiel nennen. Wo liegt der Unterschied zum Fremdreflex? • • •

Eigenreflex Beispiel: Dehnungsreflexe Eigenreflex Definition: Sensor und Effektor im gleichen Organ Fremdreflex Definition: Sensor und Effektor in unterschiedlichen Organen

29. Nennen Sie alle festen Blutbestandteile (und Untergruppen) und die dazugehörige Funktion. Aus was besteht Blutplasma? • •

Blutplasma: 90% Wasser, Ionen, Spurenelemente und Vitamine, Gase, Blutbestandteile: ✗ Erythrozyten = Transport der Atemgase ✗ Thrombozyten = Blutstillung ✗ Leukozyten = Immunabwehr : Lymphozyten (= Antikörperproduktion), Monozyten (=Antigenpräsentation) und Granulozyten (→ Neutrophile, Esinophile, Basophile)

30. Der Bohr-Effekt beschreibt (Multiple Choice) •

die Schwächung der O2 - Affinität des Hämoglobin durch sinkenden pH-Wert

31. Was ist der Unterschied zwischen einem Sinnesorgan und einer Rezeptorzelle? (Multiple Choice) •

Sinnesorgane bestehen aus vielen Rezeptorzellen

32. Welche Aussage zur Osmoregulation trifft zu? In Süßwassertieren. (Multiple Choice) •

Bilden die Nieren typischerweise eine große Menge Harn

33. Ionenkonzentration mithilfe von >,

4,4 mmol/L

4-30 mmol/L

<

117 mmol/L

-

Na+ +

K

-

Cl

Ca

2+

34. 4 Transportwege von Signalmolekülen

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Diffusion → parakrine Signaltransduktion Gap Junctions endokrine Signalübermittlung autokrine Signalweiterleitung

35. Unterschied Kiemenhöhle zwischen Knorpelfischen und Knochenfischen • •

Knorpelfische: Kiemenspalten münden frei nach außen und sind von Kiemendeckel geschützt Knochenfisch: Kiemen in Kiemenhöhle durch Kiemendeckel geschützt

36. Atmung beim Vogel beschreiben • •

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Muskeln bewegen verbundene Rippen → Vergrößerung/Verkleinerung der ThorakoAbdominal-Raumes 1 vollständiger Gaswechsel erfordert 2 Atemzüge ✗ 1. Einatmung: Luft strömt in hintere Luftsäcke ✗ 1. Ausatmung: Luft in Lunge gedrückt, unidirektional ✗ 2. Einatmen: Luft aus Lunge in vordere Luftsäcke ✗ 2. Ausatmen: Luft aus vorderen Luftsäcken über Luftröhre nach außen Volumen der Lunge ändert sich nicht Kreuzstromaustausch in Lunge: parabronchien unidirektional mit Luft durchströmt → Kapillaren quer zur Strömungsrichtung

37. Voraussetzung für Hautatmung (Multiple Choice) • • • •

Dünne Epidermis große Oberfläche im Vergleich zu Volumenveränderung dichtes Kapillarnetz unter Haut muss feucht bleiben

38. Nennen bei welchen physiologischen Prozessen ist Kalzium beteiligt? Nennen sie 4! • • • • • •

Erregungsbildung in Schrittmacherzellen Querbrückenzyklus Aktivierung der Gerinnungskaskaden Aktivierung des Komplementsystems Regulation der Exocytose Bestandteil von Signalkaskaden für Sekretion von Hormonen

39. Nennen eines Peptidhormons und deren primären Wirkungsweise erklären •

Insulin ✗ Aktivierung eines Second-Messenger-Systems ✗ senkt Blutzuckerspiegel, indem es Körperzellen dazu anregt Glukose aus Blut aufzunehmen über Einbau von Rezeptoren

40. Motorneuron mit motorischer Endplatte zeichnen und beschriften

41. Aktionspotential zeichnen und beschriften 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

depolarisierendes graduiertes Potential → Na+-Kanäle öffnen K+-Kanäle öffnen Depolarisationsphase des AP Na+-Kanäle schließen Repolarisationsphase des AP K+-Kanäle beginnen zu schließen hyperpolarisierendes Nachpotential

42. Einfluss der Hyperventilation auf den Bohr-Effekt •

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Hyperventilation: über den Bedarf gesteigerte Belüftung der Lunge ✗ Abnahme PCO2 und pH-Anstieg im Blut → Affinitätszunahme → schwierigere Abgabe von O2 in Gewebe steigt CO2-Gehalt in Blut erhöht sich Atemzeitvolumen Atemzeitvolumen wird erhöht, bei zu niedriger Sauerstoffversorgung/pH-Wert

43. Elektrische und chemische Synapse. Unterschied erklären. •

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Elektrische Synapse ✗ Neuron-Neuron ✗ Muskelzelle-Muskelzelle ✗ Kanalproteine (Gap Junctions) ➢ direktes überspringen von AP´s ➢ sehr schnelle Transmission → direkte elektrische Kopplung von Zellen ➢ Erregungsübertragung in beide Richtungen ➢ Erregung einer Zelle kann nicht zur Hemmung anderer benutzt werden Chemische Synapse ✗ Neuron-Neuron ✗ Neuron-Muskelzelle ✗ Neurotransmitter ✗ Signalübertragung nur in eine Richtung ✗ AP öffnet Ca2+-Kanäle, die Vesikel zur Exocytose bringen ✗ Hemmung mit Inhibitorisch postsynaptischen Potential

➢ Hyperpolarisation der postsynaptischen Zelle → kein AP 44. Ordnen Sie die Zeiten des Aktionspotentials für die verschiedenen Organ-, Gewebe- und Zellstrukturen zu: Magen-Darm-Trakt, Neuron, Herzmuskel, Skelettmuskulatur, 5ms, 10-200ms, 200-400ms, >1s • • • •

Magen-Darm-Trakt = >1s, wegen glatter Muskulatur Neuron = 5ms Herzmuskel = 200-400ms Skelettmuskulatur = 10-200ms

45. Nennen Sie die 4 Grundprinzipien der Exkretion •

Filtration, Sekretion, Ankonzentrierung, Resorption

46. Erklären Sie, was bei dem Probanden passiert, der viel Wasser trinkt •

Blutplasmavolumen steigt

47. Welche Bestandteile des Blutes kann man mit einer panoptischen Färbung deutlich machen? • • • • • • • • •

Präpolare mit May-Grünwald Lösung filtriert, mit verdünnter Lösung gefärbt und nach Spülung mit Destilliertem Wasser mit Giesma Lösung gegengefärbt rötlich-violett = Zellkerne bläulich = Plasma von Lymphozyten und Monozyten zartrosa = Plasma von Granulozyten rostfarben/ziegelrot = Granula der eosirophilen Granulozyten dunkelviolett = Granula der basophilen Granulozyten rötlich = Granula der neutralen Granulozyten rosa = Erythrozyten bläulich mit zarten rötlichen Granula = Thrombozyten

48. Erstellen Sie einen Regelkreis nach frei gewähltem Beispiel 49. Erläuterung Hormonbildung und Hormonströmung für Melatonin •

•

Hormonbildung ✗ von spezifischen Zellen, die sich in Drüsen befinden in Hypophyse, Zirbeldrüse, Schilddrüse, Nebenniere, Pankreas ✗ charakteristisch für hormonproduzierende Zelle sind Enzyme, die nur in diesen Zellen vorkommen ✗ Cholesterin ist Vorläufersubstanz für alle Steroidhormone, durch enzymatische Reaktionen umgebaut Hormonstörung Melatonin ✗ Melatonin wird bei Dunkelheit ausgeschüttet ➢ zu wenig → Schlafprobleme, Müdigkeit ➢ zu viel → spätes aufwachen → schlaff, antriebslos

50. Nennen Sie zwei ciliäre Photorezeptoren •

Stäbchen, Zapfen

51. Unterschied der Photorezeptoren von tagaktiven und nachtaktiven Tieren • •

Tagaktive Tiere: z.T. reine Zapfenretina Nachtaktive Tiere: fast reine oder völlig reine Stäbchenretina und tapetum lucidum → reflektierende Schicht hinter Netzhaut (einfallendes Licht passiert Netzhaut noch ein zweites Mal)

52. Vertebratenrohr (Multiple Choice) • •

Es kommt während des Hörvorgangs zu einer Ionenkonzentrationsänderung der Perilymphe K+-Einstrom in Haarsinneszellen löst Depolarisation aus

53. Erklärung der klassischen Konditionierung 55. Nennen Sie 4 Transmitter •

Acetylcholin, Noradrenalin, Glutamat, GABA

56. Bestandteile des Blutes • • •

Blutplasma und zelluläre Bestandteile (Blutkörperchen) Blutkörperchen: Erythrozyten, Leukozyten, Thrmbozyten Leukozyten: Monozyten und Granulozyten (neutrophile, basophile, eosinophile)

57. Welche 3 Klassen von Verdauungsenzymen gibt es? • • • •

Proteinspaltende Enzyme: z.B.: Trypsin, Chymotrypsin, Aminopeptidasen Lipidspaltende Enzyme: z.B.: Lipase, Phospholipase A Kohlenhydrathspaltende Enzyme: z.B.: ɑ-Amylase, Maltase Nucleinsäurespaltende Enzyme: z.B.: Ribonuklease, Desoxyribonuklease

58. Erklären was man unter antagonistischen Muskelgruppen versteht und ein Beispiel nennen! • •

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Führen Gegenbewegung aus, da Muskel nur Zugkräfte erzeugen können Kontaktion eines Muskels kann Knochen nur zu sich heranziehen, aber nicht wegschieben, um Knochen in entgegengesetzte Richtung zu bewegen bedient sich Körper antagonistischer Muskelgruppen z.B.: Beugen → Bizeps kontrahiert, Strecken → Trizeps kontrahiert

59. Erklären Sie Querbrückenzyklus 1. Myosinkopf haftet am Aktinfilament → Kopf mittels ATP von Aktinstrang gelöst und Kopf bindet ATP 2. Hydrolyse von ATP zu ADP+P → Hebelarm klappt nach vorne zur nächsten Ansatzstele am Aktinstrang, wenn Ca2+-Konzentration ausreichend hoch gibt Tropomyosin Bindungsstelle für Myosinkopf auf Aktinstrang frei → starke Aktin-Myosin Bindung 3. während Bindung fällt Phosphat ab, es kommt zum Kraftschlag 4. ADP wird abgehängt, dabei gespannte Feder in Ruheposition zurück und verschiebt dabei Aktinstrang → Verkürzung Sarkomer → Rigorkomplex → wenn ATP neu gebunden wird Kopf wieder vom Aktinstrang gelöst

•

Hebelarme arbeiten als Motorproteine → pendeln periodisch hin und her, wobei Hände in jeder Schwingphase Aktinfilament ergreifen und stück bewegen

60. Reizzeit-Reizstrom Diagramm malen und Rheobase und Chronaxie makieren 61. Erkläre negative Rückkopplung •

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negative Rückkopplung beschreibt Regelkreis, bei der die Veränderung einer Variablen eine Wirkung verursacht, welche ursprüngliche Veränderung hemmt oder ihr entgegenwirkt → führt zu Stabilisierung einer Größe in Regelkreisen z.B.: Enzym am Anfang eines Stoffwechselweges gehemmt durch hohe Konzentration des Endprodukts

62. Was beeinflusst die Leitgeschwindigkeit von Neuronen? • •

Nackte Axone , myelinisierte Axone → saltertorische Erregungsleitung schneller Axondurchmesser (größere sind schneller)

63. Vegetatives und autonomes Nervensystem (Multiple Choice) •

autonomes Nervensystem ✗ Untergliederung in symphatisches, parasymphatisches, enterisches ✗ kann nicht direkt willentlich beeinflusst werden ✗ steuert und reguliert biologisch festliegende, automatisch ablaufende innerkörperliche Vorgänge ✗ dient Aufrechterhaltung inneres Gleichgewicht (Homöostase)

64. Unterschied zwischen photoelektrischer Transduktion bei Mikrovilläre und Ciliäre •

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Mikrovilläre ✗ Rhabdomer: bürstenartiger Mikrovillisaum an einer Seite der Photorezeptorzellen, Membran der mikrovilli enthält Rhodopsin = 6-Protein gekoppelter Rezeptor ✗ 11-cis-3-Hydroxyretinal absorbiert Licht und isomerisiert zu all-trans-3-Hydroxyretinal → aktiviertes Opsin aktiviert Gq-Protein ✗ aktiviertes Gq aktiviert PLC und wandelt PIP3 in DAG und IP3 um ✗ DAG aktiviert direkt und indirekt TRP Kationenkanal ✗ Ca2+ und Na+ strömen in Zelle und depolarisieren sie Ciliäre ✗ Belichtung → Konformationsänderung 11-cis-Retinal → lagert über All-trans-Retinal zu Metarho...