Biologie I - Prüfungsfragen
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Biologie I - Prüfungsfragen Stoffklassen a) Zu welcher Stoffklasse gehört die dargestellte Sequenz? ...ACCUGACAUCC... b) Von welcher Matrize ausgehend wurde diese Sequenz synthetisiert? c) Wie heisst der Syntheseprozess und das beteiligte Enzym? Biologie I - Prüfungsfragen • Bei der abgebildeten Sequenz handelt es sich um eine Nucleinsäure, also DNA oder mRNA. Da Uracil auschliesslich in RNA vorkommt handelt es sich um eine mRNA Sequenz. • Komplementäre Paare DNA→RNA: A→U, T→A, G→C. Die Matrize lautet demnach ...TGGACTGTAGG... • Transkription → Enzym: RNA–Polymerase Campell 7e - Concept 5.5, s.87 Biologie I - Prüfungsfragen Nachweis von DNA als Erbmaterial Wie führten Hershey und Chase den Nachweis, dass DNA, und nicht Protein, das Erbmaterial ist? Biologie I - Prüfungsfragen 1952, Künstliche Infektion von E. coli mit T2 Virus. Dabei wurden vom Virus 2 Kulturen gezüchtet. Bei der ersten war radioaktiver Schwefel (35S) anwesend, welcher in die Proteine eingebaut wurde (DNA enthält kein S). Bei der zweiten war radioaktiver Phosphor (32P) anwesend welches bei T2 hauptsächlich in die DNA eingebaut wird. Nachdem die beiden Virenpräparate jeweils eine Kultur E. coli infiziert hatten wurden diese mit dem Mixer von den Phagen getrennt. Durch Zentrifugation wurden die infizierten Bakterien von der Lösung separiert. Nun konnte nur bei der Phosphormarkierten Kultur radioaktivität in den Pellets festgestellt werden, demnach wurde nur die DNA vom T2 in die Bakterien eingebaut. Campell 7e - Concept 16.1, s.295 Biologie I - Prüfungsfragen Proteinsynthese Welche Komponenten sind erforderlich für die Synthese eines Proteins? Biologie I - Prüfungsfragen • mRNA. Sie enthält die Information zur Proteinsynthese in Form von Codons (Basen-Triplets). • tRNA. Zuständig für die Übersetzung von mRNA zu Aminosäure. Am einen Ende besitzt sie ein Anticodon mit dem sie an der mRNA andockt, am anderen bringt sie die Aminosäure mit, welche an die Polypeptidkette angehängt wird. • Aminoacyl-tRNA-Syntethase (min. 20). Sie verbindet eine spezifische Aminosäure mit der tRNA. Dafür wird Energie in Form von ATP verbraucht. • Ribosomen. „Vermittlungsstelle“ zwischen mRNA, tRNA und Protein, bestehend aus kleiner und grosser Untereinheit. Enthält drei Andockstellen: A: Aufnahme der tRNA mit Aminosäure, P: Anhängen der Aminosäure an Polypeptidkette, E: Hier verlässt die tRNA das Ribosom. • 20 proteinogene Aminosäuren • ATP • Energie in Form von GTP, Proteinfaktoren für Initiation, Elongation und Termination. Campell 7e - Concept 17.4, s.320 Biologie I - Prüfungsfragen Enzyme In welcher Weise beeinflusst ein Enzym die folgenden Parameter der von ihm katalysierten Reaktion? a) Geschwindigkeit b) Gleichgewicht c) Freie Enthalpie d) Aktivierungsenergie Biologie I - Prüfungsfragen a) Die Reaktionsgeschwindigkeit wird erhöht b) Das Reaktionsgleichgewicht wird nicht verändert. c) Die freie Enthalpie ΔG° wird nicht verändert. d) Die Aktivierungsenergie nimmt ab. Campell 7e - Concept 8.4, s.150 Biologie I - Prüfungsfragen Photosynthese Was sind Struktur und Funktion einer “Antenne“ (light harvesting center) in der Thylakoidmembran? Biologie I - Prüfungsfragen Die „Antennen“ sind Teil der Photoysteme (PSI und PSII) in der Hülle der Thylakoiden. Sie beherbergen eine Vielzahl von Pigment-Molekülen (Chlorophyl a, b sowie Carotinid) welche durch Lichteinfall in einen angeregten Zustand versetzt werden. Da Proteine die Pigmente nahe beieinander halten, kann der energiereiche Zustand von Pigment zu Pigment weitergegeben werden. Sobald das Elektron in den speziell positionierten Chlorophyl a im Reaktionszentrum angeregt wird, wird es vom Primären Elektronen Akzeptor aufgefangen. Das letzte Chlorophyl (und nur dieses!) wird also oxidiert. Die Elektronen werden dabei im PSII von gespaltenem Wasser geliefert. H2O → 2H+ + 2e- + ½O2 Im PSI stammen sie vom PSII. Campell 7e - Concept 10.2, s.189 Biologie I - Prüfungsfragen Proteine a) Aus welchen Bausteinen bestehen Proteine? b) Über welche Bindung sind die Bausteine miteinander verknüpft? (Formel) c) Wie werden die Bausteine zur Knüpfung dieser Bindung aktiviert? d) An welcher zellulären Struktur erfolgt die Bildung dieser Bindung? Biologie I - Prüfungsfragen • Proteine bestehen aus einem oder mehreren Polypeptiden, diese wiederum bestehen aus Aminosäuren. • Peptidbindung. Die Carboxylgruppe der einen Aminosäure bindet sich unter Abspaltung von H2O an die Aminogruppe einer zweiten Aminosäure. Proteine werden vom Aminoende zum Carboxylende hin aufgebaut. • Die Dehydrationsreaktion wird durch ein Enzym katalysiert (ein rRNA-Molekül der grossen Untereinheit von Ribosomen) • Die Aminosäuren werden an den Ribosomen verbunden. Campell 7e - Concept 5.4, s.80 Biologie I - Prüfungsfragen Proteine Geben Sie mindestens 4 Funktionen von Proteinen an, jeweils mit einem konkreten Beispiel. Biologie I - Prüfungsfragen • Enzyme. Beispiel: Verdauungsenzyme katalisieren die Hydrolyse der Nahrungspolymere. • Strukturelle Proteine. Beispiel: Spinnennetze, Puppen von Insektenlarven. • Speicherproteine. Beispiel: Ovalbumin ist das Protein des Eiweiss. Es dient dem heranwachsenden Embryo als Quelle für Aminosäuren. Casein, das Protein der Milch als Hauptquelle von Aminosäuren für heranwachsende Säuger. • Transportproteine. Beispiel: Hemoglobin als Transportmittel für Sauerstoff. • Hormone. Beispiel: Insulin. Es reguliert den Zuckerhaushalt. • Rezeptorproteine. Beispiel: Die Rezeptoren für chemische Signale in Nervenzellen. • Motorische und Kontraktile Proteine. Beispiel: Actin und Myosin welche für die Kontraktion der Muskeln verantwortlich sind. • Antikörper. Sie bekämpfen Bakterien und Viren. Campell 7e - Concept 5.4, s.78 Biologie I - Prüfungsfragen Proteine An welchen Orten in einer Pflanzenzelle können Proteine synthetisiert werden. Sind die jeweiligen Proteinsynthesemaschinerien identisch, oder unterscheiden sie sich? Wenn ja, worin? Biologie I - Prüfungsfragen Die Proteinsynthese findet an Ribosomen statt. Man unterscheidet zwischen freien und gebundenen Ribosomen wobei sich erstere frei im Cytoplasma einer Zelle bewegen und letztere an die Aussenseite des ER, der Kernhülle, von Plastiden oder Mitochondrien gebunden sind. Die beiden Ribosomentypen sind in ihrer Struktur identisch (sie können ihre Funktion sogar wechseln), stellen jedoch unterschiedliche Proteine her. Die Proteine freier Ribosomen sind grösstenteils für Funktionen innerhalb des Cytoplasmas verantwortlich, während gebundene Ribosomen die Proteine des Endomembransystems herstellen und solche welche aus der Zelle sekretiert werden (z.B. Insulin). Campell 7e - Concept 17.4, s.325 Biologie I - Prüfungsfragen Photosynthese a) Welche Organismen betreiben eine oxygene Photosynthese? b) Aus welcher Verbindung wird der Sauerstoff freigesetzt? c) Welche Komponenten muss ein Zell- und Organell-freies System enthalten, das Sauerstoff photosynthetisch freisetzt, und welche Reaktionsbedingungen sind hierzu erforderlich? Biologie I - Prüfungsfragen a) Oxygene Photsynthese = Photosynthese unter Verwendung von H2O als Reduktans H2X. Alle Landpflanzen und Algen sowie Cyanobakterien verwenden diese Form der Photosynthese. b) Der Sauerstoff wird aus dem H20 freigesetzt. c) Eine Probe Chlorophyll reicht aus um Sauerstoff durch Photosynthese zu bilden, allerdings wird ein primärer Elektronenakzeptor benötigt, damit die einmal angeregten e- des Chlorophylls an der Rückkehr in den Grundzustand gehindert werden (→ dann Fluoreszenz), im Photosystem I ist der primäre Elektronenakzeptor ein Chlorophyl-a-Molekül. Eine Chlorophyll-a Lösung könnte also eventuell schon genügen. Zuträglich wäre zudem noch eine basische Umgebung, um die Protonen der Wasserspaltung aufzunehmen. Campell 7e - Chapter 10, s.181ff Biologie I - Prüfungsfragen Was ist Stärke und Cellulose gemeinsam, und wie unterscheiden sie sich? Biologie I - Prüfungsfragen Beide Stoffe gehören zur Stoffklasse der Zucker und sind Polymere die aus Glucose-Monomeren (C6H12O6) aufgebaut sind. Der Unterschied liegt in der Ringstruktur der Glucose. Man unterscheidet zwischen α und β Glucose. Stärke Aufgebaut aus α Glucosen (rollen sich spiralförmig auf). Dient als Energiespeicher. (Glucosen werden durch Hydrolyse bei Bedarf abgespalten. Cellulose Aufgebaut aus β Glucosen (gerade ketten, über Wasserstoffbrücken aneinandergelagert). Bildet starke Materialien (z.B. Zellhülle bei Pflanzen). Campell 7e - Concept 5.2, s.71 Biologie I - Prüfungsfragen Welche Probleme ergeben sich bei der DNA Replikation hinsichtlich der Synthese der beiden neuen Stränge der Doppelhelix? Wie wird das Problem gelöst? Biologie I - Prüfungsfragen Bei der Replikation von DNA wird die Doppelhelix an einem von vielen Startpunkten aufgetrennt. Die beiden antiparallelen Stränge dienen dann als Matrix zur fortlaufenden Synthese von zwei neuen Strängen. Das Problem ergibt sich durch die Antiparallelität der Stränge. Ein neuer Strang kann von den Polymerasen nur in 5‘→3‘ Richtung gebildet werden, einer der beiden Stränge müsste bei gegebener Richtung demnach rückwärts aufgebaut werden. Lösung Der „Leading Strand“ wird normal vorwärts aufgebaut. Der „Lagging Strand“ wird segmentweise („Okasaki Fragmente) entgegen der Replikationsrichtung aufgebaut. Die einzelnen Segmente werden später von DNA-Ligase miteinander verbunden. Campell 7e - Concept 16.2, s.302 Biologie I - Prüfungsfragen Wie ist eine Biomembran aufgebaut? Zeichnen Sie ein einfaches Schema und erläutern Sie die chemische Natur der verwendeten Symbole (chem. Strukturen sind nicht erforderlich). Biologie I - Prüfungsfragen Eine Biomembran ist hauptsächlich aus Phospholipiden aufgebaut. Diese besitzen einen hydrophilen Kopf (polar) und einen hydrophoben Schwanz (Acylrest, nicht polar). Dadurch ordnen sie sich zu einem stabilen Bilayer an welche die Umgebung vom Inneren der Zelle trennt. Zwischen den Phospholipiden befinden sich Proteine die verschiedene Funktionen wahrnehmen, sowie Cholesterol, welches die Phospholipidbewegung und damit die Fluidität der Membran reguliert. Campell 7e - Concept 7.1, s.124 Biologie I - Prüfungsfragen Eine Bierhefe oxidiert Glucose in der Glykolyse zu Pyruvat. Was ist das weitere metabolische Schicksal des Pyruvats a) in Abwesenheit b) in Gegenwart von Sauerstoff? Biologie I - Prüfungsfragen a) In Gegenwart von Sauerstoff wird das Pyruvat im Citratzyklus weiter oxidiert. Zuerst wird das Pyruvat in Acetyl-Coenzym A (CoA) konvertiert. Dieses tritt nun in den Citratzyklus ein, bei welchem pro Durchlauf jeweils zwei Kohlenstoffatome aus dem CoA zu CO2 oxidiert werden. Während dem gesamten Prozess wird Energie in Form von 3 NADH, 1 FADH2 und 1 ATP frei. NADH und FADH2 liefern die Energie für die oxidative Phosphorylierung von ADP zu ATP. Ausreichende Sauerstoffversorgung vorausgesetzt, gehen aus diesem zweiten Schritt 16 bis 17 weitere ATP hervor. Da Glucose in jeweils zwei Pyruvat gespalten wird und dabei auch 2 ATP frei werden, entstehen also insgesamt 36 - 38 ATP pro Glucose. b) Bei der Glycolyse dient NAD+ als Oxidationsmittel. Es wird dabei zu NADH reduziert. Dies funktioniert auch unter anaeroben Bedingungen, solange genügend NAD+ vorhanden ist. Um NADH zu rezyklieren wird das Pyruvat (oder ein Derivat davon) reduziert wobei aus NADH unter Abspaltung von H+ wieder NAD+ entstehen → Gärung. Insgesamt können auf diese Weise nur 2 ATP pro Glucose gewonnen werden. Campell 7e - Concept 9.2ff, s.165 Biologie I - Prüfungsfragen Geben Sie die Phasen des Zellzyklus einer eukaryotischen Zelle an. Welche wesentlichen Vorgänge laufen in diesen Phasen ab? Wie ändert sich die Konzentration der Cycline während des Zellzyklus? Biologie I - Prüfungsfragen Interphase • G1 (first Gap). Normales Wachstum, Produktion von Organellen und Proteinen (findet in der gesamten Interphase statt). • S (synthesis). In dieser Phase werden die Chromosomen kopiert. • G2 (second Gap). Vorbereitung zur Zellteilung. Mitosephase • Mitose. Hier wird der Zellkern geteilt. Die beiden Kerne erhalten je einen identischen Satz Chromosomen. • Cytokinese. Teilung des Cytoplasmas. Wie der Name schon sagt ändert sich die Konzentration der Cycline zyklisch. Sie bilden damit den Taktgeber des Zellzyklus. Campell 7e - Concept 12.2f, s.221ff Biologie I - Prüfungsfragen Welches sind die Phasen der Mitose in einer tierischen Zelle? Biologie I - Prüfungsfragen In der G2 Phase (vor der Mitose) liegen die duplizierten Chromosomen unkondensiert im Zellkern vor. Ausserhalb des Kerns haben sich zwei Centrosomen mit je zwei Centriolen gebildet. • Prophase. Die kondensierenden Duplikate verbinden sich am Centromer → zwei identische Schwesterchromatiden. Aus den Centrosomen bilden sich mitotische Spindeln. Die Spindeln verlängern sich, wodurch sich die Centrosomen voneinander weg bewegen. • Prometaphase. Die Kernhülle beginnt sich aufzulösen. Die Chromosomen sind nun vollständig kondensiert und an die Stelle der Centromere sind Kinetochoren getreten. An diesen docken die mitotischen Spindeln an. • Metaphase. Die Centrosomen befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Zelle. Dazwischen - auf einer imaginären Ebene und an den Mikrotubuli der Centrosomen befestigt - die Chromosomen. Einige der Microtubuli sind untereinander verbunden, von jeweils gegenüberliegenden Centrosomen. • Anaphase. Die untereinander verbundenen Mikrotubuli verlängern sich, gleichzeitig verkürzen sich die andern. Dadurch werden die Schwesterchromatiden auseinander gezogen, jeweils auf eine Seite der Zelle. • Telophase. Neue Kernhüllen bilden sich, die Kondensation lässt nach. • Cytokinese. Das Cytoplasma der Zelle teilt sich. Campell 7e - Concept 12.2, s.222 Biologie I - Prüfungsfragen a) Zu welcher Stoffklasse gehört die dargestellte Sequenz? Met-Val-Ser-Leu ...... Phe-Asp-His-Ser b) Geben Sie die allgemeine chemische Struktur der Bausteine (Name?) an. Biologie I - Prüfungsfragen a) Es handelt sich um ein Protein. Die Abkürzungen bezeichnen Aminosäuren. b) Aminosäuren bestehen aus einem α-Carbon mit vier verschiedenen Bindungspartnern: eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe, ein Wasserstoffatom und ein mit R bezeichneter variabler Rest (auch „side chain“ genannt). Die Aminosäure ist chiral (ausser bei R=H) c) Die Kette wird über Peptidbindungen zusammengehalten (Bindung zwischen der Carboxylgruppe der ersten und der Aminogruppe der nächsten Aminosäure unter Abspaltung von H2O). Campell 7e - Concept 12.2, s.222 Biologie I - Prüfungsfragen a) Was versteht man unter konservativer und semikonservativer Reduplikation der DNA (Replikation)? (Skizze) b) Wie haben Meselson und Stahl experimentell zwischen diesen beiden Möglichkeiten unterschieden? Biologie I - Prüfungsfragen Bei der Replikation von DNA werden die beiden Stränge der Doppelhelix dupliziert. Nach der Duplikation sind also insgesamt vier Stränge vorhanden. a) Konservatives Modell: Die eine Doppelhelix besteht aus den original Strängen während sich die andere aus den Duplikaten zusammensetzt. Semikonservatives Modell: Die zwei Doppelhelixen setzen enthalten jeweils einen originalen und eine neuen Strang. b) Eine E. coli Kultur wurde in einem Medium mit dem schweren isotop 15N gezüchtet. Danach wurde sie in ein Medium mit dem leichteren 14N transferiert. Neugebildete DNA musste also leichter sein. Durch Zentrifugation wurde nach der Replikation schwere von leichter DNA getrennt. Beim Konservativen Modell hätte am Schluss eine bestimmte Menge DNA gefunden werden müssen die ausschliesslich 15N enthält. Dies war nicht der Fall. Campell 7e - Concept 16.2, s.300 Biologie I - Prüfungsfragen a) Weshalb ist ATP eine „energiereiche“ Verbindung? b) Geben Sie ein Beispiel für einen biochemischen Prozess, in dem ATP Arbeit leistet. Biologie I - Prüfungsfragen a) Die energiereiche Bindung ist die Anhydridbindung zwischen der zweiten (β) und der letzen (γ) Phosphatgruppe vom Adenosin aus gesehen. Da sich die negativ geladenen O- abstossen wird bei der Spaltung zu Adenosin-Diphosphat Energie frei. b) ATP ist die primäre Energiequelle für eine Vielzahl von Prozessen innerhalb der Zelle. Beispiele für den Verbrauch von ATP sind die Proteinsynthese, der Calvinzyklus, Nervenprozesse etc. etc. Campell 7e - Concept 16.2, s.300 Biologie I - Prüfungsfragen Weshalb ist diese Gleichung für die Photosynthese einer Pflanze nicht korrekt? Wie muss die Gleichung korrekt lauten? 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 Biologie I - Prüfungsfragen Bei der abgebildeten Formel handelt es sich um eine gekürzte Form. Es konnte nachgewiesen werden, dass der Sauerstoff ausschliesslich aus H2O entsteht. Demnach müssen für die korrekte Darstellung 6 zusätzliche H2O als Edukte und als Produkte geschrieben werden. Also 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Campell 7e - Concept 16.2, s.300 Biologie I - Prüfungsfragen Zeichnen Sie das Schema a) eines Mitochondriums b) eines Chloroplasten, und geben Sie an, an welchen Strukturen in den Organellen nach welchem allgemeinen Prinzip, ATP produziert wird. Biologie I - Prüfungsfragen Zusätzlich zur Doppelmembran enthalten Mitochondrien und Chloroplasten Ribosomen und eigene DNA. Die Gewinnung von ATP ist auf beiden Seiten im Wesentlichen gleich: Chemiosmose. Energiereiche Elektronen pumpen H+-Ionen in ein saures Milieu. Von dort aus gelangen sie über eine Art molekularer Motor (ATP Synthase) zurück ins weniger saure Milieu. Der Motor bewirkt eine Konformationsänderung im ADP wodurch eine weitere Phosphatgruppe andocken kann → Es entsteht ATP. Unterschiedlich ist die Gewinnung der energiereichen e-: Bei Mitochondrien stammen sie aus oxidierten Kohlenstoffmolekülen, also Nahrung. Bei Chloroplasten kommt die Energie aus dem Licht welches Pigmente anregt. Das aufgefangene Elektron des Chlorophylls wird dann durch Spaltung von Wasser wieder nachgeliefert. Campell 7e - Concept 10.2, s.192 Biologie I - Prüfungsfragen Welche Bindungen, und zwischen welchen Partnern, sind bei der Ausbildung der Tertiärstruktur eines Proteins beteiligt? Biologie I - Prüfungsfragen Die Tertiärstruktur kommt durch Bindungen zwischen den Side Chains, also den R-Gruppen der Aminosäuren zustande. Mögliche Bindungen sind • Wasserstoffbrücken • Ionische Bindungen • Hydrophobe Interaktion (Hydrophobe Teile Gruppieren sich beim Kontakt mit Wasser) • Kovalente Bindungen (Disulfidbrücken) Campell 7e - Concept 5.4, s.82 Biologie I - Prüfungsfragen Weshalb spricht man von einem „Flüssig-Mosaik“ Modell der Biomembranen? Biologie I - Prüfungsfragen Bei der Biomembran handelt es sich um eine flüssige Struktur da die Einzelteile der Doppelschicht (Phospholipide) nicht durch explizite Kräfte zusammengehalten werden. Sie werden vielmehr von Aussen in diese Position gedrängt, da sich ihre hydrophoben Teile nach innen und ihre hydrophylen Teile nach aussen - zum Wasser hin - wenden. Die Vielzahl von Proteinen und Cholesterolmolekülen die an die Doppelschicht angebunden oder in sie eingebettet sind, bilden das Mosaik. Campell 7e - Concept 7.1, s.124 Biologie I - Prüfungsfragen Welche Bedeutung haben Zellwand und Zellmembran bei der Osmose in Pflanzenzellen? Biologie I - Prüfungsfragen Die Zellmembran bildet ist die semipermeable Membran die die Osmose ermöglicht. Die Zellwand dagegen ist völlig permeabel aber viel stabiler als die Membran. Die Ausdehnung der Zelle durch die Aufnahme von Wasser bei der Osmose wird also durch die Zellwand begrenzt. Durch die so entstehende Spannung zwischen Wand und Membran können Pflanzen ihre Form erhalten. Campell 7e - Concept 7.3, s.132 Biologie I - Prüfungsfragen Bei der völligen Veratmung von Glucose werden ca. 38 ATP gewonnen. Wo in der Eukaryontenzelle, und durch welchen Mechanismus, wird die Hauptmenge des ATP gewonnen? Biologie I - Prüfungsfragen Die Hauptanteil an ATP wird bei der oxidativen Phosphorylation an der inneren Membran der Mitochondrien gewonnen. Die energiereichen Elektronen von NADH und FADH2 aus der Vorstufe (Citrit-Zyklus) pumpen H+Ionen in den Zwischenraum zwischen innerer und äusserer Membran. Dadurch entsteht ein Gradient in der H+ Konzentration gegenüber dem Innenraum. Die H+-Ionen diffundieren durch die ATPSynthease wieder nach aussen und treiben dadurch dessen Rotor an. (Es handelt sich bei der ATPSynhease um eine Art molekularen Motor). Die Rotation bewirkt eine Konfirmationsänderung von ADP wodurch eine anorganische Phosphorgruppe andocken kann → Es entsteht ATP. Campell 7e - Concept 9.4, s.173 Biologie I - Prüfungsfragen Wie erhalten Sie ein Aktionsspektrum der Photosynthese, und welche Schlussfolgerungen können Sie daraus ableiten? Biologie I - Prüfungsfragen Die Photosynthese generiert O2. Wenn man den Ausstoss von O2 bei Bestrahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen misst, enthält man das Aktionsspektrum. Dieses ähnelt dem Absorbtionsspektrum von Chlorophyll a, ist aber nicht identisch. Der Grund dafür ist, dass in den Photosystemen noch weitere Pigmente wie Chlorophyll b und Carotin. Campell 7e - Concept 10.2, s.187 Biologie I - Prüfungsfragen Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen? Biologie I - Prüfungsfragen Eine pflanzliche Zelle enthält Plastiden (z.B. Chloroplasten) und eine dicke, von Kanälen (Plasmodesmata) perforierte Zellwand. Ausserdem verfügen viele pflanzliche Zellen über eine grosse Zentrale Vakuole. Campell 7e - Concept 6.2, s.100 Biologie I - Prüfungsfragen Was versteht man jeweils unter der Primär- , Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur eines Proteins? Biologie I - Prüfungsfragen • Primäre Struktur: Die Sequenz aus Aminosäuren, verbunden über Peptidbindungen zwischen Aminogruppe und Carboxylgruppe. • Sekundäre Struktur: Helix (α) oder gefälteltes Blatt (β). Kommt durch Wasserstoffbrücken zwischen den Elementen des Polypeptid-Rückgrads zustande. • Tertiäre Struktur: Ist der sekundären Struktur überlagert. Kommt durch Ionenbindungen, kovalente (S-S) Bindungen, Wasserstoffbrücken und hydrophobe Interaktion zustande. • Quartäre Struktur: Mehrere Polypeptidstrukturen können sich zu einer Quartärstruktur zusammenfügen. Hämoglobin z.B. setzt sich aus vier Polypeptidketten zusammen. Campell 7e - Concept 5.4, s.82 Biologie I - Prüfungsfragen Was versteht man unter der Totipotenz einer Zelle? Geben Sie Beobachtugen/Experimente an, die die Totipotenz tierischer und pflanzlicher Zellen beweisen. Biologie I - Prüfungsfragen Eine totipotente Zelle ist eine somatische (nicht reproduktive) Zelle, welche die Fähigkeit hat, einen vollständigen Organismus auszubilden. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Zelle bereits differenziert ist (also aus einem ausgewachsenen Organismus stammt). Experimente Pflanzliche Zellen Die meisten Pflanzenzellen sind totipotent. Man kann z.B. einzelne Fragmente von einer Karotte in eine Nährlösung geben und erhält damit neue Pflanzen. Tierische Zellen Beim Klonschaf Dolly wurde eine somatische Zelle aus dem Euter, der Kern extrahiert und in die Eizelle eines weiblichen Schafs eingepflanzt. Das Experiment gelang, jedoch alterte das geklonte Schaf viel schneller als normal. Generell ist die Erfolgsquote beim klonen von Tieren sehr niedrig, was darauf schliessen lässt, dass die Differenzierung tierischer Zellen nicht vollständig reversibel ist. Campell 7e - Concept 12.2, s.415 Biologie I - Prüfungsfragen Was versteht man unter dem Endomembransystem einer Zelle? Welche Organelle gehören dazu, und welche nicht? Biologie I - Prüfungsfragen Das Endomembransystem übernimmt verschiedene wichtige Funktionen innerhalb der Zelle, wie z.B. die Synthese und den Transport von Proteinen, Stoffwechselfunktionen, Entgiftung, etc. Die Bestandteile dieses Systems hängen entweder direkt physisch zusammen, oder gehen auseinander hervor. Zum Endomembransystem gehören • das Endoplasmatische Retikulum (smooth und rough ER) • die Vesikel zum und vom Golgi-Apparatus • die Kernhülle Campell 7e - Concept 6.4, s.108 Biologie I Chromosomen Was ist der Unterschied zwischen Schwesterchromatiden, homologen Chromosomen und einem Chromosomensatz? Biologie I - Prüfungsfragen • Schwesterchromatiden: zwei identische Chromatiden die durch Replikation während der Mitose entstehen. • Homologe Chromosomen: Sie sind identisch bezüglich Länge, Centromerposition und Färbungsmuster. Bei einem Homologen Chromosomenpaar stammt das eine aus dem Chromosomensatz der Mutter und das andere aus jenem des Vaters. • Chromosomensatz: Die von der Mutter oder vom Vater vererbten Chromosomen. Beim Menschen (insgesamt 2n = 46 Chromosomen) findet man in somatischen Zellen also zwei Sätze à n = 23 Chromosomen. Campell 7e - Concept 13.2, s.241 Biologie I Chromosomen Sind alle menschlichen Chromosomen als homologes Paar vorhanden? Biologie I - Prüfungsfragen Nein. Homologe Paare findet man nur in den somatischen Zellen. Sie besitzen zwei Chromosomensätze, sind also diploid. Die Gameten enthalten dagegen nur einen Satz, also n=23 Chromosomen, und sind damit haploid. Auch in den somatischen Zellen sind nur die sogenannten Autosomen homolog vorhanden. Die Geschlechtschromosomen sind anders verteilt. Während Frauen zwei homologe X Chromosomen besitzen, haben Männer ein X und ein Y. Bei X und Y sind nur Teilbereiche homolog. Campell 7e - Concept 13.2, s.241
