1.4) bei zuckerrüben sind triploide exemplare groß und ertragreich, können sich aber nich über den samen vermehren. begründe warum die generative vermehrung nicht möglich ist/ wie kann man mit kreuzungen die triploide sorte erhalten 2.)Viele Frühblüher vermehren sich ungeschlechtlich, Küchenzwiebeln beides... 1Überblick über geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung... 2. Vor- u. Nachteile der beiden Formen 3. Fortpflanz. u. Entw. ist mit Kernteilung verbunden, dh aus maus wird maus, aus hund wird hund, aber alle arten sind verschieden <---interpretiere diese aussage 4. Mit welchem Stadium der Embrynalentwicklung beginnt das Menschsein<<< Überblick über die menschl Entw. 5 Aufg. Ursachen für einen unerfüllten Kinderwunsch und die Hilfe die man bei derartigen situationen erhalten kann! 1. Geben sie einen Überblick über die Schrittfolge der Genübertragung Bei der Genübertragung gibt es 3 bekannte Mechanismen, die dem Genaustausch und somit der Rekombination der Erbinformationen möglich machen. Zum einen gibt es die Transformation. Unter dieser versteht man in der Molekularbiologie die Aufnahme von freier DNA (Deoxyribonucleic acid = engl. für Desoxyribonukleinsäure DNS) bei kapsellosen Bakterien. Diese besitzen Membran-Transportproteine, welche in der Lage sind die DNA von artverwandten Organismen zu erkennen und diese in das innere der Membran zu überführen. Das fremde Gen wird dann in die DNA implementiert. Diesen Vorgang kann man auch in 3 Schritte übersichtsartig kurzfassen: 1. Erkennen der DNA 2. Aufnahme der DNA 3. Implementierung in Zelleigene DNA Diese Methode spielt in der Gentechnik eine große Rolle, da dies ein einfacher und effektiver Weg ist Erbanlagen zu kombinieren. Eine andere Methode ist die Transduktion. Bei diesem Mechanismus übertragen Viren, DNA-Abschnitte auf eine Wirtszelle, sodass diese aufhört ihre eigene DNA zu transkriebieren und translatieren, da für diese Vorgange die Viren DNA genutzt wird. Diesen Vorgang möchte ich in der Folgenden Tabelle Veranschaulichen Adsorption 0 min Injektion Latenzphase 0 min 1 min - Phage heftet sich an spezifischen Wirt - Anheftung mittels Phagenendplatte an Rezeptormolekülen der Wirtszellwand - DNA des Phagen gelang in das Plasma der Wirtszelle - Abbau der Wirts-DNA Reifung 5 min 12 min Morphogenese 15 min Lysis 22 min -Transkription der Phagen-DNA - Replikation der Phagen-DNA - Proteinbiosynthese (Capsid) - Kombination von Capsid und Phagen-DNA - Auflösung der Zellwand - Platzen der Wirtszelle - Freisetzung von ca. 250 neuer Phagen An dieser Übersicht wird deutlich, wie effektiv sich die Viren vermehren können. Es ist fast unvorstellbar, dass sie in der Lage sind in nur 22 min aus einem Virus 250 neue zu produzieren und dass obwohl sie keine Lebewesen sind. Denn Viren sind Partikel die einige Merkmale des Lebens aufweisen, diese aber nur in der Wirtszelle vorkommen. Die dritte Methode ist die Konjugation. Unter Konjugation ist der direkte Transfer genetischen Materials zwischen Bakterien, welche für kurze Zeit Cytoplasmabrücken bilden. Dabei ist eine Zelle DNA-Spender und die andere DNAEmpfänger. Übertragen wird dabei in der Regel ein Plasmidring, es können aber auch Teile des Ringgenoms bzw. das ganze Ringgenom übertragen werden. 1.2 Begründen sie, dass die Genübertragung zwischen unterschiedlichen Lebewesen möglich ist! Das ist möglich, da die universelle Informationssprache in der Natur bei ALLEN Lebewesen gleich ist. Es ist nämlich die DNA. Aus diesem Grund ist es möglich Genabschnitte zu kombinieren um bestimmte Eigenschaften von Organismen auf andere zu Übertragen. In der Gentechnik wird dieses Prinzip schon viele Jahre angewandt. Das wohl bekannteste Beispiel dafür ist die Tomate. Bei der Tomate wurde ein Gen implementiert, welches den Abbau der Mittellamelle (Teil der Zellwand) stoppt, wodurch die Tomate länger fest bleibt und länger Fäulniserregern widerstehen kann. Aber wie bekam man das Gen in die Tomate? Dabei benutzt man einen so genannten Vektor oder Plasmidring. In das Plasmid baut man mit Hilfe von Enzymen einen bestimmten Genabschnitt in den Vektor. Dieser wird mittels Transformation (s.o.) in eine Bakterienzelle eingefügt (oftmals in das Agrobacterium tumafaciens). Dieses schleust den Vektor dann in die Pflanzenzelle und der DNA-Abschnitt wird in die Chromosomen Integriert (Vorgang der dem Crossing-Over stark ähnelt). Diese veränderte Zelle wird dann kultiviert bis eine transgene Pflanze entsteht. In diesem Fall eine nicht so schnell weich werdende Tomate. 1.3 Erläutere die Entstehung von Kulturpflanzen durch Polyploidisierung anhand von Beispielen. Man sprich von einer Polyploidisierung, wenn bei einer Art die Chromosomen nicht wie normaler Weise doppelt vorkommen, sondern mehrfach vorliegen. Dies passiert in der Regel während der Meiose, da dort dann keine Spindelfaser ausgebildet werden oder die homologen Chromosomenpaare bei der Reduktionsteilung nicht getrennt werden, wodurch ein mehrfaches Vorkommen von Chromosomen in einer Zelle auftritt. Diese nicht erfolgte Trennung kann aus Stoffwechselstörungen, Umwelteinflüssen (Kälte) oder durch den Menschen hinzugefügte Gifte (Colchizin oder 8-Hydroxychinolin) resultieren. Ein gutes Beispiel dafür ist die Apfelzucht. Apfelbauern sind bestrebt möglichst große Äpfel zu produzieren. Also züchten sie besonders die Bäume die auch große Äpfel aufweisen. So kann es passieren, ein Apfelbaum durch Mutation einen tetraploiden Chromosomensatz besitzt. Damit kann die Pflanze etwa doppelt so viele Proteine bilden als ein normaler Apfelbaum. Wenn dieser Baum nun mit anderen gekreuzt wird, entstehen Linien die alle diese Eigenschaften aufweisen. Heutzutage ist diese Methode so weit, dass nahezu jedes Obst oder Gemüse diese Eigenschaft besitzt. 1.4) bei zuckerrüben sind triploide exemplare groß und ertragreich, können sich aber nich über den samen vermehren. begründe warum die generative vermehrung nicht möglich ist/ wie kann man mit kreuzungen die triploide sorte erhalten Die Zuckerrüben können sich nicht über die Samen vermehren, da Samen Gameten sind also Keimzellen. Um Keimzellen zu bilden, muss die Meiose ablaufen. Das Problem dabei ist, dass die Meiose nur richtig ablaufen kann wenn die Chromosomen diploid vorhanden sind und nicht triploid. WIE MAN DIE SORTE ERHALTEN KANN weiß ICH EINFACH NICH SRY! 2. Überblick über geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung ungeschlechtliche Fortpflanzung: Die Grundlage der ungeschlechtlichen Fortpflanzung ist die mitotische Teilung. Das Ergebnis der mitotischen Teilung sind Tochterindividuen mit gleichen genetischen Informationen. Bei Einzellern sind die äquale Zellteilung (Teilung in gleichgroße Tochterzellen), die inäquale Zellteilung (Sprossung bei Hefen und einigen Bakterien) und die multiple Zellteilung (Teilung in viele Tochterzellen) die Arten der ungeschlechtlichen Fortpflanzung. Bei den Vielzellern lüft diese Fortpflanzung anders ab. Eine Art ist die Ausbildung von Ausläufern. Dabeii entstehen unterirdische oder oberirdische Seitensprosse an einer Pflanze, die von der Stängelbasis, der Blattrosette oder vom Wurzelhals ausgehen. Aus diesen Sprossen können sich Wurzeln bzw. Triebe entwickeln. nach bestimmter Zeit sterben die Seitensprosse ab und somit ist eine eigenständige Pflanze entstanden welche das gleiche genetische Material wie die „Mutterpflanze“ besitzt. Eine andere Art ist die Ausbildung von Brutknospen bzw. Brutkörpern. An einigen Pflanzen (z.B. einige Laubmoose) sind Brutknospenbehälter zu entdecken. In ihnen befinden sich zelluläre Ausgliederungen die sich bei Abgabe unter geeigneten Umständen zu neuen Pflanzen entwickeln können, die die gleichen Erbinformationen wie der Mutterorganismus haben. Geschlechtliche Fortpflanzung Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung verschmilzt eine Eizelle mit einer Samenzelle, wodurch das genetische Material beider Elternorganismen miteinander kombiniert werden. In der Regel haben Lebewesen einen diploiden Chromosomensatz. Also dass sie jedes Chromosom doppelt vorliegen haben was als Schutzfunktion bei genetische Fehlern dient. Wenn die Eizelle mit der Samenzelle verschmilzt sprechen wir von der befruchteten Eizelle bzw. Zygote. Diese Zygote weißt nun schon einen diploiden Chromosomensatz auf, da die Samen und Eizellen einen nur haploiden Chromosomensatz aufweisen. Dies ist möglich, weil sie nicht als Ergebnis der Mitose entstanden, sondern als Ergebnis der Meiose. Nach verschmelzung der Gameten (Samen.- und Eizelle) laufen viele mitotische Teilungen ab, bis das Endorganismus entstanden ist. 2. Vor- u. Nachteile der beiden Formen Der Vorteil bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung ist, dass die Organismen keine Energie bei der Sexualpartner suche verbrauchen müssen. Außerdem sind die nachkommen genetisch identisch. Zudem können vorteilhafte Genkombinationen wie bei den Polyploiden erhalten bleiben, da eine Meiose hier nicht möglich ist. Der Nachteil besteht im fehlen der Rekombination der Genen, weil dadurch ein Neuentstehen von Genkombinationen (welche Vorteile bergen könnten) verhindert wird. Da so auch Pflanzenlinien von einer Erbkrankheit betroffen sein könnten. Der Vorteil der geschlechtlichen Fortpflanzung liegt in der Rekombination von Genen, wodurch ein relativer Schutz vor Erbkrankheiten entsteht sowie Genkombinationen die Vorteile für die Organismen darstellen. Die Nachteile der geschlechtlichen Fortpflanzung bestehen darin, dass die Organismen viel Energie für die Suche von Sexualpartner verwenden müssen. Außerdem funktioniert diese Art der Vermehrung nur gut, wenn die Population groß genug ist, da bei einer zu kleinen Population Erbkrankheiten entstehen, die aus der Inzest resultieren. 3. „Fortpflanz. und Entwicklung ist mit Kernteilung verbunden, d.h. aus Maus wird Maus, aus Hund wird Hund, aber alle Arten sind verschieden“ Interpretiere diese aussage! Der erste Teil dieser Aussage stimmt völlig. Denn bei der Fortpflanzung und Entw. muss eine Kernteilung ablaufen, da dort das genet. Material liegt. Jedoch muss nicht aus Maus eine Maus werden und aus Hund ein Hund. Dies wäre nur bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung der Fall, da sich das genet. Material dort in der Regel nur durch Mutation verändert. Bei den Beispielen Hund und Maus enstehen zwar auch nur wieder Generationen gleicher Art jedoch ist ihr Erbmaterial anders als das der Eltern, da es Rekombiniert wurde. Dadurch entstehen eine Vielzahl von Varianten, dass eigentlich die Elterngeneration sehr verschieden von der Folgegeneration ist und wenn man einen Hund mit einem Artähnlichen Tier kreuzt entsteht unter umständen eine neue Art. Dies zeigt deutlich, dass sich die Fortpflanzung nicht nur auf gleiche Arten bezieht, sondern auch zwischen verschieden Arten ablaufen kann. 4. Mit welchem Stadium der Embryonalentwicklung beginnt das Menschsein Überblick über die menschl. Entwicklung. Die menschliche Entwicklung kann man in 3 Schritte einteilen. Erstens in die zellulären Phasen. Diese erstrecken sich bis zum 16. Gestationstag und umfassen die Zygote, Blastula etc. Die zweite Phase bezeichnet man als die embryonale Phase oder Embryogenese, welche den Zeitraum vom 16. bis 60. Gestationstag einnimmt. In dieser Phase fangen die Zellen an sich zu spezifizieren und die Bildung von Extremitäten läuft ebenfalls ab. Die dritte und letzte Phase vor der Geburt ist die fetale Phase oder Fetogenese. Sie umfast den Zeitraum vom 61. Gestationstag bis zur Geburt. ab dem 61. Tag bilden sich die Organe (morphogenese) aus und die Gewebe differenzieren sich weiter. In dieser Phase ist die menschliche Gestalt schon deutlich zu erkennen und die meisten Organe beginnen schon mit ihre eigentlichen Funktion. Ab wann sprechen wir vom menschlichen Leben? Dies ist im eigentlichen Sinne ein religiöses bzw. gesetzliches Problem. Die Christen sprechen vom menschl. Leben ab der Zygote. Dagegen der Staat, welcher die Tötung vom Embryos bis zum 3. Monat der Schwangerschaft erlaubt. Und biologisch gesehen kann man einen Menschen erst als Menschen anerkennen wenn er sich vom Tier abgrenzt. In welcher Phase dies der Fall ist, ist wohl nicht zu beweisen. Demnach sollte dieses Thema wirklich an Bedeutung gewinnen. Für mich ist es menschl. Leben, wenn die menschl. Gestalt schon zu erahnen ist und alle Anlagen (Gehirn, Organe) vorhanden sind! Also zwischen dem 2. bis 4. Monat. 5. Ursachen für einen unerfüllten Kinderwunsch und die Hilfe die man bei derartigen Situationen erhalten kann! Die Ursachen für einen unerfüllten Kinderwunsch sind vielfältig. Zum einen kann es an den Spermien liegen, die Disfunktionen (z.B. in der Vitalität) aufweisen oder in zu geringen Mengen produziert werden bzw. gar nicht produziert werden. Es können auch Antikörper bei der Frau vorhanden sein, die die Spermien aufhalten bzw. zerstören. Oder aufgrund von anatomischen gründen können die Spermien nicht die Eizelle erreichen. Zudem können die Eizellen Disfunktionen aufweisen. Dank der Reproduktionsbiologie, kann Paaren mit Disfunktionen oftmals der Kinderwunsch trotzdem erfüllt werden. Man unterscheidet 2 grundlegende Techniken: in-vivo und in-vitro. bei den in-vivo techniken werden die Embryonen durch aufbereitete Spermien innerhalb des Organismus (Frau) erzeugt. Eine bekannte Technik ist die Insemination. Hierbei werden Spermien direkt in die Gebärmutter und auf die Eizelle(n) gespritzt. Es gibt 2 Arten der Insemination. Zum einen die homologe (Spermien vom Ehepartner) und zum andere die heterologe (Spermien von Fremdspender). Wenn dies nicht möglich ist, wird zumeist die in-vitro-Fertilisation angewandt. Dabei wird der Frau einer Hormontherapie ausgesetzt. Dann werden die Eizellen entnommen und mit Spermien in einem Reagenzglas zusammengeführt. dadurch ist die Wahrscheinlichkeit um ein vielfaches höher, dass die Eizelle(n) befruchtet ist. Daraufhin werden die Eizellen wieder der Frau eingesetzt. Wenn sie nicht abgestoßen werden, kann der Kinderwunsch erfüllt werden.