TEST 1 Teil GEREBEN Lokomotion - Biologie learn online

Biologie (Subject) / TEST 1 Teil GEREBEN Lokomotion (Lesson)

TEST 1 Teil GEREBEN Lokomotion

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01. Vergleichen Sie den Bewegungsapparat eines Gliederfüßers mit dem eines Wirbeltieres. Gliederfüßer:Exoskelett aus Chitin und Proteinen (dient als Muskelansatzstelle), gegliederte Extremitäten, starre Glieder, die durch weiche Membranen verbunden sind. Laufbeine, Schwimmbeine, Flügel (Ausstülpungen der dorsalen Kutikula), bei sechsbeinigen Insekten sind 3 Extremitäten am Boden während die anderen bewegt werden.Wirbeltiere:Endoskelett aus Knochen und Knorpeln. Weniger Extremitäten als Gliederfüßer. Sind länger und die Schrittfolgen sehr unterschiedlich. Vorderextremität bei manchen sekundär zu Flügelnumgebildet, dabei bleiben nur noch die Hinterextremitäten fürs Laufen übrig. Im WasserBildung von Flossen.
02. Beschreiben Sie die morphologischen Ähnlichkeiten und Unterschiede aktiv flugfähiger Tiere. Aktiv flugfähig = durch FlügelschlagDie Flügel von Flugsaurier, Vogel und Fledermaus sind auf der Ebene Vorderextremitäthomolog, im Aufbau sind es aber nur Analogien –> unterschiedlich umgebildet! (=Analogie auf homologer Basis)-> Alle Flügel sind aus Humerus (Oberarmknochen), Ulna und Radius (Elle und Speiche), Carpus (Handwurzel), Metacarpus (Mittelhand) und Phalangen (Glieder der Finger und Zehen der Wirbeltiere) aufgebaut.Unterschiede:Flugsaurier:Beim Flugsaurierflügel ist die Flughaut aufgespannt zwischen Humerus, Radius & Ulna,dem verlängerten Metacarpus und dem stark verlängerten 4. Finger. Die übrigen 3 Finger sind nichtan der Flügelbildung beteiligt.Vögel:Der Vogelflügel hingegen wird aus Humerus, Radius & Ulna, dem stark verlängertenMetacarpus sowie 3 kurzen Fingern aufgebaut. Die anderen sind reduziert. („Armflügler“)Die Hauptfläche des Flügels wird durch kräftige Konturfedern gebildet, die caudal (= zum Schwanz hin) abstehen.Fledermäuse:Die Hauptfläche des Fledermausflügels wird durch eine Haut gebildet, die zwischen 4 stark verlängerten Phalangen aufgespannt ist. Die Haut zieht bis zur Hinterextremität. Der Metacarpus ist reduziert. („Handflügler“)In der Flughaut der Fledermäuse befinden sich auch Muskelfasern und Nervenfasern, sowie Blutgefäße zur Versorgung der Haut59Insekten:(ungeklärt, ob sie überhaupt homolog zu den Extremitäten der Vögel sind – ausRückenplattenauswüchsen oder Extremitätenresten entstanden??)Die Flügel werden durch Flüssigkeit in den Adern stabilisiert. Aufgrund ihrer geringen Größebenötigen Insekten keine Stromlinienform. Flügel werden indirekt angetrieben: Muskulaturbringt Thoraxdach zum Schwingen, Flügel schwingen indirekt mit. Die Flügel selbst besitzenkeine Muskeln.Fliegende Fische:Sie schlagen mit der Schwanzflosse und gleiten (eher passiv).
03. Erklären Sie den Flug der Vögel. Wichtige Faktoren für den Vogelflug: Leichte Körperbauweise (pneumatisierte Knochen mit Verstrebungen, um Belastungendennoch standhalten zu können, Schnabel aus Horn) stromlinienförmigen Körper starke Brustmuskulatur Flügel müssen nach oben gewölbt sein! Durch die Wölbung der Vogelflügel auf der Oberseite, muss beim Flug die Luftoberseits schneller vorbeiströmen. Dadurch entsteht geringerer Luftdruck auf derOberseite und als Folge der Auftrieb.Auftrieb wird also hauptsächlich durch die Flügelform, Vortrieb durch Auf- undAbschlag der Flügel bewirkt.
04. Erklären sie die Cilien- und Flagellenbewegung Wichtig sind die Unterschiede zwischen diesen beiden Fortbewegungsstrukturen!Cilien sind kürzer als FlagellenFlagellen kommen nur in Einzahl vor, während Cilien auch um denganzen Körper verteilt sein könnenganz unterschiedliche Fortbewegungsweise:o Flagellenbewegung (=Zellgeißel): normalerweisewellenförmige Bewegung, treibt die Zelle in Richtung dergedachten Mittelachse des Flagellums;z.B.: menschliches Spermiumo Cilienbewegung (=Zellwimpern): Vor- und Zurückbewegungder CilienKraftschlag: bewegt die Zelle vorwärtsErholungs- oder Rückholschlag: Rückholbewegung der Ciliennahe der Zelloberfläche;z.B.: Pantoffeltierchen oder Rippenquallen
05. Welche grundsätzlichen Formen der Lokomotion kennen Sie bei Tieren und geben Sie Beispiele. Amöboide Bewegungen:Es gibt noch keine Organellen, die für die Lokomotion spezialisiert sind, so kommt es zur Bewegung der ganzen Zelle. Die Wechselwirkung von Actinfilamenten und Myosinmolekülen am Hinterende drückt das innen liegende, flüssigere Zytoplasma nach vor (Vergleich Zahnpastatube ausdrücken). Durch diese Deformierung der Zelle entstehen oft Pseudopodien (Scheinfüßchen).z.B.: Amöben, einzelne Zellen im Körper des Menschen (Leukozyten)Geißel- und Cilienschlag:Hier gibt es bereits spezialisierte Zellen für die Lokomotion. Es gibt eine typische 9x2 Anordnung der Mikrotubuli (9 Paare außen, 2 einzelne in der Mitte), Dyneinmoleküle an Anhaftungsstellen sorgen für die Bewegung (Köpfchen auf einer Seite, die sich in den Mikrotubuli verhaken und wieder loslassen – Mikrotubuli verschieben sich) – funktioniert alles Dank ATP!z.B.: Cilien schon bei sehr „ursprünglichen“ Tieren (Planaria), Pantoffeltierchen oder Rippenquallen; Geißelschlag bei SpermienBewegung durch Muskulatur:Bei „höheren“ Lebewesen sind Muskeln für die Lokomotion verantwortlich, die sich nur aktiv kontrahieren können. -> Antagonist notwendig -> Zusammenspiel von Muskulatur und Skelett!Aufbau: Muskeln aus Muskelfaserbündeln, diese aus Muskelfasern (Muskelfaser = eine mehrkernige Zelle = Syncytium), diese wiederum aus Myofibrillen und diese dann aus Sarkomeren aufgebaut. Sarkomere sind die eigentliche Funktionseinheit der Muskeln, die aus Myosin- und Aktinfilamenten bestehen. Ausgelöst durch einen Nervenimpuls und der damit verbundenen Freisetzung von Calcium Ionen schieben sich die Aktin- und Myosinfilamente ineinander --> KontraktionMuskelbewegung ohne Hartskelett:- Rückstoßschwimmen der Qualle- Peristaltik: Zusammenspiel von Längs- und Ringmuskulatur sowie dem Hydroskelett – Muskelkontraktionswelle wandert von hinten über den Körper (Regenwurm)- Kriechen auf Schleimspur: Verlust von Körpersubstanz, um Reibung zu verringern (Schnecken)Muskelbewegung in unterschiedlichen Medien:- Im Wasser: ganz andere Viskosität (Luft viel weniger dicht) erfordert Anpassungen! Ruderbewegung bei Fröschen: Beine nach hinten geschlagen, Wirbel entsteht, Bewegung in die Gegenrichtung wird gewährleistet schlängelnde (z.B. Aale) oder wellenförmige Flossenbewegung bei Fischen/Rochen (Bewegung einer bestimmten Körperregion, nur der posteriori-Teil bewegt sich)- In der Luft: Optimierungen nötig! aktiv (Vögel, Insekten, Fledertiere, Flugsaurier) oder passiv (Gleithörnchen, fliegende Fische) sehr unterschiedliche Flugarten (Vgl. Specht fliegt auf und ab), Flugverhalten spiegelt sich in Morphologie Am Land: ganzes Gewicht muss getragen werden!unterschiedliche Antriebsmechanismen: beinlos (Schlangen), zwei-, vier-, sechs-,vielbeinig (sechs Beine wahrscheinlich am günstigsten –> Tempo + Stabilität)
06. Wie bewegt sich ein typisches Spermium? Ein typisches Spermium besitzt eine Geißel/ein Flagellum und bewegt sich daher wellenförmig in Richtung der gedachten Mittelachse der Zelle.
07. Formen der Fortbewegung bei Einzellern. (->Vergleich vorherige Frage)Amöboide Bewegung: (z.B. Amöben)Die amöboide Zelle hat im Inneren des Körpers außen das Ektoplasma, das sehr dickflüssig ist undinnen das Endoplasma, das dünnflüssig ist. Durch eine Veränderung und Verschiebung des Plasmaskommt es zum „Fließen“ der gesamten Zelle. Diese Art der Fortbewegung ist eine sehr ursprünglicheForm der Bewegung, die jedoch nur im flüssigen Medium möglich ist, Energie kostet und sehrlangsam ist (1 mm in 3 min!).Geißel- bzw. Cilienschlag: Diese Form der Bewegung ist nur bei Spezialzellen möglich, die einenAuswuchs, nämlich Geißeln oder Cilien, haben. Der Aufbau der Geißeln bzw. Cilien ist bei alleneukaryotischen Zellen gleich und ein Hinweis auf deren Verwandtschaft. Die Mikrotubuli können sichverschieben und verbiegen und verursachen so eine Bewegung. (Selten bewegen sich auch Landtiereüber Cilien - in feuchten Gebieten über den Boden gleitend)
08. Skizzieren Sie Beuger und Strecker eines Skelett-Muskel-Bewegungsapparates bei einem Exoskelett und bei einem Endoskelett. Siehe Papier-Karteikarte :)
09. (nicht in Moodle Katalog 2013/14) Beschreiben sie den Bau einer Vogelfeder und die verschiedenen Federtypen Federn sind epidermale Bildungen. Die so genannte Konturfeder ist grundsätzlich so aufgebaut: Es gibt einen harten Teil in der Mitte, den Federkiel. Diesen unterteilt man in einen oberen und einen unteren Teil. Den oberen Teil mit der Fahne nennt man Schaft (Rhachis), den unteren nackten Teil, der in der Haut verankert ist, nennt man Spule (Calamus). Aus dem Schaft gehen Federäste (Rami) aus, von denen wiederum Bogenstrahlen und Hakenstrahlen entspringen. An den Hakenstrahlen befinden sich feine Härchen, die sich mit den Bogenstrahlen des benachbarten Federasts verhaken (= Reißverschlusssystem). Dieses System dient der Festigkeit der Fahne.Man unterscheidet folgende Arten von Federn: Konturfedern: dienen der aerodynamischen Gestalt des Körpers und der Flügelo Deckfedern: befinden sich an den Flügeln und am Schwanzo Schwungfedern: sitzen zum Fliegen an den Flügelno Steuerfedern: sitzen zur Steuerung beim Fliegen am Schwanz Daunenfedern: liegen unter den Konturfedern und dienen hauptsächlich der Thermoregulation; das Reißverschlusssystem fehlt hier; Fadenfedern: bestehen fast nur aus dem Kiel und Mechanorezeptoren, die den Vogel informieren, wie es um das Gefieder steht. (Tastsinnesorgane); Sie liegen zwischen den Daunenfedern
10. (nicht in Moodle-Katalog) Die drei Typen des Vogelzuges mit Kurzbeschreibung Zugvögel: Ziehen im Winter in den Süden- Strichvögel: Ziehen im Winter in andere Gebiete, bleiben aber auf selber geographischer Breite- Standvögel: bleiben im Brutgebiet
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11. (nicht in Moodle-Katalog) Der Aufbau eines Vogelflügels Die drei wichtigsten Teile: Oberarm = Schulterfittich Unterarm = Armfittich Hand = Handfittich(Alula = Eckfittich, wird aus dem ersten Finger gebildet, ist wichtig beim Landen: er wirdaufgeklappt, um Turbulenzen zu verhindern -> erzeugt Windschatten bei den Federn;)Um fliegen zu können, wird mit den Flügeln Auftrieb und Vortrieb erzeugt.Auftrieb: Der Flügel ist stromlinienförmig gebaut, dadurch wird beim Ausbreiten der Flügel der Auftrieb erzeugt. Bei Windstille muss der Vogel Anlauf nehmen, um genügend Sog zu erzeugen.Vortrieb: Der Vortrieb geschieht durch den Flügelschlag des Arm- und Handfittichs: Beim Abschlag werden die Flügelenden mit der Vorderkante nach vorne und unten gedreht. Beim Aufschlag zeigt die Vorderkante nach oben. Diese Abfolge ähnelt einem Propeller und erzeugt so den Vortrieb.Damit das alles funktioniert, ist eine spezielle Flugmuskulatur erforderlich: es gibt viele kleine Muskeln aber auch zwei große, die als Antagonisten wirken: Musculus pectoralis: wirkt beim Niederschlagen der Flügel Musculus supracoracoideus: wirkt als HeberProblem - die beiden Muskeln laufen parallel! Deswegen läuft der Musculus supracoracoideus durch das Foramen triossum (ein Loch) in Form einer Sehne. Dadurch wird die Kraft beim Fliegen um 180° umgelenkt.
12. (nicht in Moodle Katalog) Der Atemmechanismus der Vögel Das Atmungssystem der Vögel ist sehr leistungsstark. Es besteht aus zwei Kompartimenten: Respirationsapparat = Lunge, dient zum Gasaustausch Ventilationsapparat: Luftsäcke (Sacci aerophori), die Luft durch die Lunge pressen. Sie liegen auf beiden Seiten der Lunge;Die Lunge ist sehr fest an die Rippen gepresst und daher nicht wirklich dehnbar. Daher kommt es zum unidirektionalen Atmen, die Luft fließt also immer in eine Richtung und es kommt zu einem ständigen Luftstrom.Der Vorgang: Beim Einatmen kommt die Luft durch die Luftröhre in die hinteren Luftsäcke. Diese dehnen sich dabei aus. Beim Ausatmen saugen die vorderen Luftsäcke die Luft an. Sie gelangt also von den hinteren Luftsäcken durch die Lunge in die vorderen Luftsäcke.Dann kommt es zu einem erneuten Einatmen. Dabei wird wie anfangs die frische Luft in die hinteren Luftsäcke geleitet. Beim zweiten Ausatmen wird die Luft durch Zusammenziehen der vorderen Luftsäcke ins Freie geblasen und die frische Luft wiederum von dem hinteren Luftsack durch die Lunge in den vorderen Luftsack gepresst. Es entsteht ein andauernder Kreislauf.