Abiturprüfung Biologie, Grundkurs

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1 Seite 1 von 6 biturprüfung 2008 Biologie, rundkurs ufgabenstellung: Thema: Ein Krankheitsbild unterschiedliche rsachen II.1 Werten Sie die Materialien und B hinsichtlich der Risikofaktoren für Diabetes mellitus Typ II aus. Benennen Sie drei zentrale Risikofaktoren sowie entsprechende Maßnahmen der Vorbeugung für Diabetes Typ II. (10 Punkte) II.2 Ermitteln und begründen Sie auf der Basis von Material die rt der Vererbung von Diabetes mellitus MODY 2 und geben Sie für die Personen mögliche enotypen an. Erläutern Sie auf der Basis der Materialien D und molekulargenetische rsachen der Diabetes-Form MODY 2 und deuten Sie sie im Hinblick auf die Veränderungen der lucokinase. (26 Punkte) II.3 Erläutern Sie auf der rundlage von Material E die veränderte Insulinausschüttung der an Diabetes mellitus MODY 2 Erkrankten in bgrenzung zum Normalfall. Stellen Sie anhand von Material F eine Hypothese auf, die die Wirkung der häufig eingesetzten Sulfonylharnstoff-Präparate zur Behandlung erklärt. (18 Punkte) Zugelassene Hilfsmittel: Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung

2 Seite 2 von 6 Material : Informationen zu verschiedenen Formen der Zuckerkrankheit Diabetes mellitus Diabetes mellitus gehört zu den großen esundheitsproblemen unserer Zeit. In Deutschland sind etwa 6 Millionen Menschen betroffen. Über 177 Millionen Menschen sind zurzeit weltweit an Diabetes mellitus erkrankt. Vor allem in Industrieländern ist die Zahl der Betroffenen sehr hoch, die esamtzahl weltweit wird sich nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation bis 2025 fast verdoppeln. Die Krankheit ist auf einen erhöhten Blutzuckerspiegel zurückzuführen, wobei dafür unterschiedliche rsachen vorliegen können und verschiedene Krankheitsformen bekannt sind. Im Folgenden werden drei Formen vorgestellt. Diabetes mellitus Typ I (insulinabhängiger Diabetes, Jugenddiabetes): Insulin, ein Protein, das in den β-zellen der Bauchspeicheldrüse gebildet wird und in die Blutbahn abgegeben wird, kann nicht mehr synthetisiert werden. Insulin bewirkt, dass der Blutzuckerspiegel niedrig gehalten werden kann. Die Krankheit tritt gewöhnlich recht plötzlich im jüngeren lter ein; die insulinbildenden Zellen werden angegriffen und die Fähigkeit zur Insulinherstellung wird zerstört. Diabetes mellitus Typ II: Beim Diabetes Typ II kann Insulin noch gebildet werden. Häufig beruht die Erkrankung auf der verringerten Fähigkeit der Zielzellen, auf Insulin zu reagieren. Sie kann in selteneren Fällen auch auf einem Mangel an Insulinfreisetzung beruhen. Die Krankheit kann erblich bedingt sein, allerdings tritt sie nur unter bestimmten Bedingungen auf. Über 90 % aller Diabetiker haben Diabetes Typ II. Typ II tritt gewöhnlich nach dem vierzigsten Lebensjahr auf; die Häufigkeit der Erkrankung steigt mit dem lter. Diabetes mellitus MODY 2 (MODY 2 lucokinase): Diabetes mellitus MODY 2 gehört zu der ruppe von MODY Sonderformen des Diabetes mellitus. rsache des Diabetes mellitus MODY 2 ist eine Veränderung des Enzyms lucokinase, das beim bbau der lucose und bei der Regulation der Insulinfreisetzung in den β-zellen der Bauchspeicheldrüse eine wichtige Rolle spielt. Die Krankheit tritt oft bereits im frühen Lebensalter auf.

3 Seite 3 von 6 Material B: ntersuchungen zum Risiko einer Erkrankung an Diabetes mellitus Typ II a) ntersuchungen in roßbritannien zeigten, dass die Häufigkeit von Erkrankungen an Diabetes Typ II in Kriegsjahren, in denen erhebliche Einschränkungen in mfang und Zusammensetzung der Ernährung typisch waren, deutlich abnahmen. So sank die Rate der an Diabetes Typ II Erkrankten während des ersten Weltkrieges 1914 bis 1918 um mehr als 30 %, während des zweiten Weltkrieges 1939 bis 1945 um etwas mehr als 40 %. Bis 2004 ist dann die Zahl der Erkrankungen seit 1940 um den Faktor 9 angestiegen. In Deutschland ist eine vergleichbare Entwicklung seit 1950 belegt. b) In einer Studie werden seit 1992 etwa gesunde amerikanische Frauen im lter über 45 Jahren untersucht. Körpergewicht, röße und sportliche ktivitäten in der Freizeit wurden bei ufnahme in die Studie dokumentiert und in jährlichen bständen per Telefoninterview nachverfolgt. In den folgenden Jahren traten 1361 Fälle von Diabetes mellitus Typ II auf. uf der Basis dieser Daten wurde das Risiko einer möglichen Diabetes-Erkrankung für verschiedene ruppen ermittelt. Im Vergleich zu unter- und normalgewichtigen Frauen ergibt sich für übergewichtige Frauen ein 3,2-faches höheres Risiko, für extrem übergewichtige, so genannte fettleibige Frauen ein nstieg des Risikos auf das 9-fache. c) ntersuchungen eines Zusammenhangs zwischen körperlicher Bewegung und dem Diabetes-Risiko ergaben, dass über 7 Stunden körperliche Bewegung pro Woche zu einer Senkung des Risikos um 30 % führen können.

4 Seite 4 von 6 Material : usschnitt aus einem Stammbaum einer Familie mit Diabetes mellitus MODY männlich, gesund weiblich, gesund männlich, erkrankt weiblich, erkrankt bb. 1: us dem Stammbaum einer Familie mit Diabetes mellitus MODY 2 Material D: Informationen zum lucokinase-en Das lucokinase-en besitzt 12 Exons und umfasst mehr als 25 Kilobasenpaare (kbp). bb. 2 zeigt einen usschnitt einer DN-Sequenzanalyse aus dem Exon 7 des nicht codogenen Strangs eines gesunden () und eines an MODY 2 erkrankten Patienten (B). DN-usschnitt aus dem nicht codogenen Strang einer gesunden Person () DN-usschnitt aus dem nicht codogenen Strang eines Patienten mit MODY 2 (B) 5' ' 5' ---T-- 3' bb. 2: usschnitt einer DN-Sequenzanalyse aus dem Exon 7 des nicht codogenen Strangs eines gesunden () und eines an MODY 2 erkrankten Patienten (B)

5 Seite 5 von 6 Material E: Mechanismus der Insulinfreisetzung durch lucose in den β-zellen der Bauchspeicheldrüse (bb. 3) und Zustand bei veränderter lucokinase (bb. 4) bb. 3: Mechanismus der Insulinfreisetzung in bb. 4: Zustand bei Veränderung der lucokinase der normalen Zelle; bei Diabetes MODY 2; SR1 Membranprotein, das an der SR1 Membranprotein, das an der Regelung der Insulinfreisetzung Regelung der Insulinfreisetzung beteiligt ist. beteiligt ist. Hemmung Hemmung normal wenig normal Material F: Medikamentöse Behandlung von Diabetes mellitus MODY 2 Bei der Behandlung des Diabetes MODY 2 kommen häufig Sulfonylharnstoff-Präparate zum Einsatz. Diese Präparate wirken am SR1 Membranprotein. bb. 5: Behandlung des Diabetes MODY 2 mit Sulfonylharnstoff-Präparaten; SR1 Membranprotein, das an der Regelung der Insulinfreisetzung beteiligt ist. Hemmung wenig normal

6 Seite 6 von 6 Material : ode-sonne und Tabelle zum genetischen ode Tabelle zum genetischen ode: Erste Base Zweite Base Dritte Base 5 3 Phe Ser Tyr ys Phe Ser Tyr ys Leu Ser Stopp Stopp Leu Ser Stopp Trp Leu Pro His rg Leu Pro His rg Leu Pro ln rg Leu Pro ln rg Ile Thr sn Ser Ile Thr sn Ser Ile Thr Lys rg Met (Start) Thr Lys rg Val la sp ly Val la sp ly Val la lu ly Val la lu ly