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TEST-Breaker - Testsimulation A v1.4 1 Lösungen - Testsimulation A Biologie (40 Fragen) 1. Aufgabe: E Die zwei gegensätzlichen Zustände eines Muskels sind Kontraktion und Relaxation. Das Muskelgewebe teilt man grundsätzlich in glatte und quergestreifte Muskulatur ein. Die glatte Muskulatur ist nicht willentlich beeinflussbar und wird vom vegetativen Nervensystem kontrolliert. Die quergestreifte Muskulatur lässt sich, bis auf die Herzmuskulatur, aktiv durch das ZNS steuern. Aus diesem Grund wird zwischen Skelett- und Herzmuskulatur unterschieden. Um mit den Skelettmuskeln Kräfte ausüben zu können, sind sie am Ursprung und Ansatz mit Sehnen oder Faszien an Knochen befestigt. 2. Aufgabe: D Das Aktionspotential einer Muskelzelle läuft autonom ab, wenn die Reizschwelle an der muskulären Endplatte überschritten wird. Das Ansteigen der Membranspannung (Depolarisation) wird durch das Schließen der Na+- und das Öffnen der K+-Kanäle gestoppt. Es folgt die Repolarisation und die Rückkehr zum Ausgangswert. Dieser Vorgang ist nach der Refraktärzeit erneut auslösbar. Das bedeutet, dass die Membran unter einem gewissen Spannungswert repolarisiert werden muss, damit die Na+-Kanäle wieder aktivierbar sind und ein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann. 3. Aufgabe: C Der pH-Wert der Magensäure schwankt physiologisch zwischen 1 bis 4 und stellt die sauerste Substanz des menschlichen Körpers dar. Damit unterstützt die Magensäure die Aufspaltung der Nahrung und weist eine bakterizide Wirkung auf. Der aus dem Magen kommende angesäuerte Inhalt wird vor allem mit Pankreassaft (pH 8) vermischt. Dadurch verändert sich der pH-Wert des Darminhaltes. Im neutralen bis alkalischen Bereich liegen das Fruchtwasser (pH-Wert 6,5), das Blut (pH-Wert 7,4) und der Gallensaft (pH-Wert 8). 4. Aufgabe: C Zu den tierischen Organellen mit doppelter Membran zählen der Zellkern und die Mitochondrien (für letztere siehe Endosymbiontentheorie). Mit einfacher Membran sind das ER, der Golgi-Apparat (Dictyosomen), die Lysosomen und die Peroxisomen ausgestattet. Die Ribosomen, das Zytoskelett und das Zentrosom weisen keine Membranhülle auf. Vakuolen sind Zellorganellen, die vor allem in pflanzlichen Zellen vorkommen. Sie besitzen nur eine Membran. 5. Aufgabe: B Die verschiedenen Phasen einer eukaryotischen Zelle, inklusive der Zellteilungen, werden unter dem Oberbegriff Zellzyklus zusammengefasst. Nach der Zellteilung (Zytokinese) mit der zentralen Zellkernteilung (Mitose) befindet sich eine Zelle üblicherweise in der sogenannten G1-Phase. Manche Zellen verbleiben in dieser Phase (auch als G0-Phase bekannt). Möchte sich die Zelle erneut teilen, muss sie das Erbgut vor der nächsten Teilung verdoppeln. Dies geschieht in der S-Phase (S für Synthese). In der abschließenden G2- Phase bereitet sich die Zelle durch Größenzunahme und vielen weiteren Mechanismen auf die bevorstehende Teilung vor. Prophase, Metaphase und Anaphase sind Begriffe, die den Ablauf von Kernzellteilungen einteilen.
TEST-Breaker - Testsimulation A v1.4 2 6. Aufgabe: A Das Lysosom ist ein Zellorganell mit saurem pH-Wert in Eukaryoten, welches vom Golgi-Apparat zunächst als primäres Lysosom abgeschnürt wird. Dessen Hauptfunktion besteht darin, mithilfe von enthaltenen Enzymen, aufgenommene Fremdstoffe (Heterophagie) oder zelleigenes Material (Autophagie, z. B. Zellorganellen) zu verdauen. Die Verdauungsprodukte können durchaus zum Wiederaufbau von Strukturen verwendet werden. Im Spezialfall der Autolyse kommt es, nach dem Tod eines Individuums, zur Selbstauflösung abgestorbener Körperzellen durch freigesetzte lysosomale Enzyme. 7. Aufgabe: D Der Überbegriff Polymorphismus bezeichnet das Auftreten mehrerer Genvarianten innerhalb einer Population. Dabei können sich einzelne Nukleotide unterscheiden (Single Nucleotide Polymorphisms, SNP) bis hin zu einer unterschiedlichen Anzahl an Kopien eines bestimmten DNA-Abschnitts (Copy Number Variants, CNV). Letztere werden in der Kriminalistik und für Vaterschaftstests analysiert. Kommen bestimmte Genvarianten selten oder kaum in der Bevölkerung vor, werden Begriffe wie Genvariation oder Mutation verwendet. 8. Aufgabe: A Zu den strukturellen Chromosomenveränderungen zählen Deletion, Insertion, Inversion, Duplikation und Translokation. Unter Insertion versteht man den Einbau von zusätzlichen DNA-Stücken. Den Verlust von Stücken des Chromosoms beschreibt die Deletion. Wird ein abgebrochenes Stück im selben Chromosom verdreht eingebaut, spricht man von Inversion. Wird ein Stück zweifach in die Schwesterchromatide verbaut, handelt es sich um eine Duplikation. Wenn dieses Stück in ein nicht homologes Chromosom eingegliedert wird, handelt es sich um eine Translokation. 9. Aufgabe: E Bei einer Genommutation kommt es zu einer Änderung der Chromosomenanzahl eines Individuums. Gänzlich mehrfache Chromosomensätze, also zumindest dreifach (triploid), sind für den Menschen nicht lebensfähig. Die drei lebensfähigen vollständigen autosomalen Trisomien beim Menschen umfassen die Trisomie 21, 18 und 13. Die Trisomie 21, auch Down-Syndrom genannt, ist unter den drei genannten die häufigste Trisomie weltweit und weist außerdem eine höhere Lebenserwartung der Betroffenen auf, als bei Kindern, die mit einer Trisomie 18 oder 13 auf die Welt kommen. 10. Aufgabe: B Die Vererbung des Mitochondrienerbguts verläuft extrachromosomal. Bei diesem Vorgang wird Erbgut nicht über die Chromosomen aus dem Zellkern, sondern direkt über die DNA der Mitochondrien vererbt. Das mitochondriale Genom (mtDNA) liegt als zirkuläre DNA in der Mitochondrienmatrix vor und wird über die Mutter (maternal) vererbt, da die männlichen Mitochondrien des Spermiums abgebaut werden. In seltenen Fällen kann väterliche mitochondriale DNA durch das Spermium vererbt werden. 11. Aufgabe: E Die Rot-Grün-Sehschwäche wird X-chromosomal rezessiv vererbt. Deshalb findet man diese Erkrankung gehäuft bei Männern an. Bekannte Beispiele für autosomal rezessive Erbkrankheiten (in etwa gleich häufig bei Männern und Frauen) sind Albinismus, Mukoviszidose oder die Sichelzellanämie. 12. Aufgabe: E Ein DNA-Strang ist aus Nukleotiden aufgebaut. Dabei besteht jedes Nukleotid aus einer Base, einem Monosaccharid und einem Phosphorsäurerest. Der Zucker der DNA ist die Desoxyribose, bei der RNA ist es die Ribose. Die Basenpaarungen der DNA sind Adenin und Thymin, sowie Cytosin und Guanin. Bei der RNA kommt statt Thymin Uracil vor. Dementsprechend sind die gegenüberliegenden Stränge einer doppelsträngigen Nukleinsäure nicht identisch, sondern bestehen aus komplementären Basen.