Biologie / Zelle / Gewebe im menschlichen Körper

Aus wie vielen Zellen besteht der Mensch ungefähr?

Der Mensch besteht aus etwa 10-100 Billionen Zellen

Welche drei Hauptstrukturen hat jede menschliche Zelle, trotz unterschiedlichen Aufbaus?

Jede Zelle hat eine Zellmembran, Zytoplasma und einen Zellkern.

Was ist die Hauptfunktion der Zellmembran (Plasmalemm)?

Sie begrenzt die Zelle und bildet eine Barriere zwischen dem Intra- und Extrazellulärraum.

Woraus setzt sich das Zytoplasma zusammen?

Das Zytoplasma setzt sich aus dem Zytosol und dem Zytoskelett zusammen.

Welche Funktion hat der Zellkern?

Der Zellkern enthält die Erbinformationen (DNA) und steuert die Aktivität der Zelle.

Woraus besteht die Zellmembran hauptsächlich?

Sie besteht aus einer zweilagigen Schicht, der sogenannten Lipiddoppelschicht.

Das _ ist der flüssige Bestandteil des Zytoplasmas und besteht aus Wasser, Proteinen, Fetten und Ionen.

Zytosol

Welche drei Arten von Proteinfasern (Filamenten) bilden das Zytoskelett?

Aktinfilamente, Mikrotubuli und Intermediärfilamente.

Welche Filamente des Zytoskeletts sind ein wichtiger Bestandteil der Muskelzellen?

Die Aktinfilamente.

Welche Funktion haben die Mikrotubuli im Zytoskelett?

Sie dienen als hohle Zylinder, die als Transportschienen für Zellorganellen fungieren.

Welche Aufgabe haben die Intermediärfilamente im Zytoskelett?

Sie bilden das passive Stützgerüst und können in allen Zelltypen vorkommen.

Welche Zellen im menschlichen Körper besitzen keinen Zellkern?

Erythrozyten (rote Blutkörperchen) und Thrombozyten (Blutplättchen).

Welche Struktur im Zellkern besitzt Poren, über die das Kerninnere mit dem Zytosol verbunden ist?

Die Kernmembran, eine Doppelmembran.

Was sind Nukleoli (Kernkörperchen) und was wird in ihnen gebildet?

Nukleoli sind Strukturen im Zellkern, in denen die Untereinheiten der Ribosomen gebildet werden.

Was ist Chromatin?

Chromatin ist der Komplex aus DNA und Proteinen (Histonen und Nicht-Histon-Proteinen), aus dem die Chromosomen bestehen.

Wie viele Chromosomen befinden sich in einer menschlichen Körperzelle?

Insgesamt 46 Chromosomen, angeordnet in 23 Paaren.

Welche Geschlechtschromosomenkombination bestimmt das männliche Geschlecht beim Menschen?

Die Kombination XY.

Welche Aufgabe hat das raue endoplasmatische Retikulum (rER)?

Es ist mit Ribosomen besetzt und für die Synthese von Proteinen (z.B. Membranproteine, sekretorische Proteine) zuständig.

Nennen Sie eine Hauptfunktion des glatten endoplasmatischen Retikulums (sER).

Es ist an Stoffwechselvorgängen wie der Bildung von Hormonen und Lipiden oder der Entgiftung beteiligt.

In Muskelzellen dient das glatte ER als Speicher für _.

Kalzium-Ionen ($Ca^{2+}$)

Was ist die Hauptaufgabe der Ribosomen?

Die Proteinsynthese durch den Prozess der Translation.

Was ist die Funktion des Golgi-Apparats?

Er nimmt Proteine vom rER auf, modifiziert sie chemisch und verpackt sie in Transportvesikel.

Welche Zellorganellen sind für die Verdauung von zelleigenen, nicht mehr benötigten Partikeln zuständig?

Die Lysosomen.

Welche Zellorganelle wird als „Kraftwerk der Zelle“ bezeichnet und warum?

Die Mitochondrien, weil sie die Energie für die Zelle in Form von ATP liefern.

Wie nennt man den ersten Schritt der Proteinsynthese, bei dem im Zellkern ein „Abdruck“ eines Gens in Form von mRNA erstellt wird?

Transkription.

Wo findet die Translation, der zweite Schritt der Proteinsynthese, statt?

Die Translation findet in den Ribosomen statt.

Was versteht man unter Diffusion als passivem Transportprozess?

Die selbstständige Durchmischung von Teilchen entlang eines Konzentrationsgefälles ohne Energieaufwand.

Wie unterscheidet sich die erleichterte Diffusion von der einfachen Diffusion?

Bei der erleichterten Diffusion benötigen Moleküle die Hilfe von Kanal- oder Carrier-Proteinen, um die Membran zu passieren.

Was ist der Hauptunterschied zwischen passivem und aktivem Transport über eine Zellmembran?

Aktiver Transport erfordert Energie (meist in Form von ATP), um Stoffe gegen ihr Konzentrationsgefälle zu bewegen, während passiver Transport keine Energie benötigt.

Wie nennt man den Prozess, bei dem eine Zelle Material durch Einstülpung der Zellmembran aufnimmt?

Endozytose.

Wie nennt man den Prozess, bei dem eine Zelle Stoffe durch Verschmelzen von Vesikeln mit der Zellmembran nach außen abgibt?

Exozytose.

Die Mitose führt zur Bildung von _.

zwei genetisch identischen, diploiden Tochterzellen

Die Meiose führt zur Bildung von _.

vier genetisch unterschiedlichen, haploiden Tochterzellen (Keimzellen)

Begriff: Allel

Eine Variante oder Zustandsform eines Gens, die für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist.

Was bedeutet der Begriff „homozygot“ in der Genetik?

Es bedeutet, dass beide Allele für ein bestimmtes Merkmal genetisch identisch (reinerbig) sind.

Was bedeutet „heterozygot“ in der Genetik?

Es bedeutet, dass sich die beiden Allele für ein bestimmtes Merkmal unterscheiden (mischerbig).

Wie wird das äußere Erscheinungsbild eines Organismus bezeichnet?

Phänotyp.

Was beschreibt der Genotyp?

Die Gesamtheit der genetischen Informationen eines Organismus.

Wie lautet die 1. Mendelsche Regel (Uniformitätsregel)?

Kreuzt man zwei reinerbige Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen der F1-Generation uniform (genotypisch und phänotypisch gleich).

Wie lautet die 2. Mendelsche Regel (Spaltungsregel)?

Kreuzt man die F1-Generation untereinander, spalten sich die Merkmale der F2-Generation in einem bestimmten Zahlenverhältnis auf.

Was besagt die 3. Mendelsche Regel (Unabhängigkeitsregel)?

Bei einem dihybriden Erbgang werden die Allele für verschiedene Merkmale unabhängig voneinander vererbt und neu kombiniert.

Was ist ein Gewebe?

Ein Verband von ortsfesten Zellen mit ähnlicher Funktion und Aufbau, zusammen mit der sie umgebenden Interzellularsubstanz.

Nennen Sie die vier Grundgewebearten des menschlichen Körpers.

Epithelgewebe, Binde- und Stützgewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe.

Wie wird das organspezifische Gewebe, das für die Hauptfunktion des Organs verantwortlich ist, genannt?

Parenchym.

Welches Gewebe bildet das Stützgerüst eines Organs und enthält Blutgefäße und Nerven?

Das Stroma.

Welches Merkmal bezüglich der Blutversorgung ist typisch für Epithelgewebe?

Epithelgewebe besitzt in der Regel keine eigenen Blutgefäße und wird durch Diffusion ernährt.

Wie nennt man Drüsen, die ihr Sekret direkt an eine Oberfläche oder in einen Ausführungsgang abgeben?

Exokrine Drüsen (z.B. Schweißdrüsen).

Wie nennt man Drüsen, die ihre Produkte (Hormone) direkt ins Blut abgeben?

Endokrine Drüsen.

Woraus besteht Bindegewebe hauptsächlich?

Es besteht aus wenigen Zellen und reichlich Interzellularsubstanz (Grundsubstanz und Fasern).

Welche drei Faserarten kommen im Binde- und Stützgewebe vor?

Kollagene Fasern, elastische Fasern und retikuläre Fasern.

Welcher Knorpeltyp findet sich an Gelenkflächen und in der Luftröhre?

Hyaliner Knorpel.

Welche Zellen sind für den Aufbau von Knochengewebe verantwortlich?

Osteoblasten.

Welche Zellen sind für den Abbau von Knochengewebe verantwortlich?

Osteoklasten.

Welche Funktion hat braunes Fettgewebe, das vor allem bei Säuglingen vorkommt?

Die Wärmeproduktion (Zitterfreie Thermogenese).

Vergleichen Sie die Steuerung von quergestreifter und glatter Muskulatur.

Quergestreifte Skelettmuskulatur wird willkürlich (somatisches Nervensystem) gesteuert, während glatte Muskulatur unwillkürlich (vegetatives Nervensystem) gesteuert wird.

Welcher Muskeltyp weist Querstreifung und verzweigte Zellen mit zentralen Zellkernen auf?

Die Herzmuskulatur.

Was ist ein Sarkomer?

Das Sarkomer ist die kleinste funktionelle Einheit einer Myofibrille im Muskel, bestehend aus Aktin- und Myosinfilamenten.

Welche zwei Zelltypen sind die Strukturelemente des Nervengewebes?

Neurone (Nervenzellen) und Gliazellen.

Wie nennt man die kurzen, verzweigten Fortsätze eines Neurons, die Informationen aufnehmen?

Dendriten.

Über welchen langen Fortsatz gibt ein Neuron Informationen weiter?

Über das Axon.

Welche Gliazellen bilden die Myelinscheide im zentralen Nervensystem (ZNS)?

Oligodendrozyten.

Welche Gliazellen bilden die Myelinscheide im peripheren Nervensystem (PNS)?

Schwann-Zellen.

Was ist die Folge der Zellatmung?

Die Gewinnung von Energie in Form von ATP aus energiereichen Verbindungen wie Glukose unter Verbrauch von Sauerstoff.

Wo im Zytoplasma findet die Glykolyse statt?

Die Glykolyse findet im Zytosol statt.

Was ist das Endprodukt der Glykolyse?

Aus einem Molekül Glukose entstehen zwei Moleküle Pyruvat.

Was ist die Netto-Energieausbeute der Glykolyse pro Molekül Glukose?

2 ATP und 2 NADH + H+.

Wie wird Pyruvat für den Eintritt in den Citratzyklus vorbereitet?

Es wird durch oxidative Decarboxylierung in Acetyl-CoA umgewandelt, wobei $CO_2$ abgespalten und NADH gebildet wird.

Wo findet der Citratzyklus statt?

Der Citratzyklus findet in der Matrix der Mitochondrien statt.

Welches Molekül startet den Citratzyklus durch Reaktion mit Acetyl-CoA?

Oxalacetat reagiert mit Acetyl-CoA zu Citrat.

Was sind die Hauptprodukte eines Durchlaufs des Citratzyklus (pro Acetyl-CoA)?

3 NADH + H+, 1 FADH2, 1 ATP (bzw. GTP) und 2 $CO_2$.

Wie nennt man den letzten Schritt der Zellatmung, bei dem der Großteil des ATP produziert wird?

Oxidative Phosphorylierung (oder Atmungskette/Endoxidation).

Wo findet die oxidative Phosphorylierung statt?

Sie findet an der inneren Mitochondrienmembran statt.

Welche Rolle spielen NADH und FADH2 in der Atmungskette?

Sie geben ihre energiereichen Elektronen an die Elektronentransportkette ab.

Was ist der finale Elektronenakzeptor in der aeroben Zellatmung?

Sauerstoff ($O2$), der zu Wasser ($H2O$) reduziert wird.

Wie viele Moleküle ATP werden ungefähr aus einem Molekül Glukose während der gesamten Zellatmung gewonnen?

Etwa 34-38 Moleküle ATP.

Was geschieht in der Interphase des Zellzyklus vor der Mitose?

Die DNA wird repliziert, sodass jedes Chromosom aus zwei identischen Schwesterchromatiden besteht.

Was kennzeichnet die Prophase der Mitose?

Die Chromosomen kondensieren und werden sichtbar, die Kernhülle löst sich auf und der Spindelapparat bildet sich.

Was geschieht während der Metaphase der Mitose?

Die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene der Zelle an.

Beschreiben Sie den Vorgang in der Anaphase der Mitose.

Die Schwesterchromatiden werden am Zentromer getrennt und von den Spindelfasern zu den entgegengesetzten Zellpolen gezogen.

Was passiert in der Telophase der Mitose?

Um die beiden Chromosomensätze an den Polen bilden sich neue Kernhüllen, und die Chromosomen dekondensieren.

Was versteht man unter Zytokinese?

Die Teilung des Zytoplasmas, die zur vollständigen Trennung der beiden Tochterzellen führt.

Was ist der entscheidende Unterschied zwischen der Anaphase I der Meiose und der Anaphase der Mitose?

In der Anaphase I werden homologe Chromosomen getrennt, während in der Anaphase der Mitose Schwesterchromatiden getrennt werden.

Was ist Crossing-over und in welcher Phase der Meiose findet es statt?

Der Austausch von genetischem Material zwischen homologen Chromosomen, der in der Prophase I stattfindet.

Was ist Osmose?

Die Diffusion eines Lösungsmittels (meist Wasser) durch eine semipermeable Membran entlang eines Konzentrationsgradienten.

In welche Richtung bewegt sich Wasser bei der Osmose?

Wasser bewegt sich von der Seite mit der geringeren Konzentration an gelösten Teilchen zur Seite mit der höheren Konzentration.

Was versteht man unter dem osmotischen Druck?

Der Druck, der auf der Seite mit der höheren Konzentration gelöster Teilchen entsteht und den Einstrom des Lösungsmittels bewirkt.

Was passiert mit einer tierischen Zelle in einer hypertonischen Lösung?

Sie verliert Wasser und schrumpft, da die Konzentration gelöster Stoffe außerhalb der Zelle höher ist.

Was passiert mit einer tierischen Zelle in einer hypotonischen Lösung?

Sie nimmt Wasser auf und kann platzen (Hämolyse), da die Konzentration gelöster Stoffe innerhalb der Zelle höher ist.

Was beschreibt die Gleitfilamenttheorie der Muskelkontraktion?

Sie beschreibt, wie Aktin- und Myosinfilamente aneinander vorbeigleiten und so das Sarkomer und damit den Muskel verkürzen.

Welches Ion ist der entscheidende Auslöser für die Muskelkontraktion?

Kalziumionen ($Ca^{2+}$).

Was bewirkt die Bindung von Kalzium an Troponin im Muskel?

Sie verursacht eine Konformationsänderung, die das Tropomyosin von den Myosin-Bindestellen auf dem Aktin entfernt.

Welche Rolle spielt ATP im Querbrückenzyklus der Muskelkontraktion?

ATP-Hydrolyse spannt den Myosinkopf vor (Energieladung) und die Bindung eines neuen ATP-Moleküls löst den Myosinkopf vom Aktin.

Was ist die Ursache der Totenstarre (Rigor mortis)?

Nach dem Tod wird kein ATP mehr produziert, sodass sich die Myosinköpfe nicht mehr vom Aktin lösen können und der Muskel starr bleibt.

Was versteht man unter saltatorischer Erregungsleitung?

Die „sprunghafte“ Weiterleitung eines Aktionspotentials entlang eines myelinisierten Axons von einem Ranvier'schen Schnürring zum nächsten.

Warum ist die saltatorische Erregungsleitung schneller als die kontinuierliche?

Weil das Aktionspotential nicht an jeder Stelle des Axons neu gebildet werden muss, sondern die myelinisierten Abschnitte „überspringt“.

Wo findet die kontinuierliche Erregungsleitung statt?

Sie findet in nicht-myelinisierten (marklosen) Axonen statt.