1 Klausur Physiologischer Kurs/Übungen Tierphysiologie Ort: HS 282, HS 100 Zeit: 10.00-12:00 Uhr Datum: 18.10.2014 Name:... Matrikel-Nr.:... Studiengang:... Hinweise: - Bitte prüfen Sie die Klausur unmittelbar nach Erhalt auf Vollständigkeit Anzahl Seiten insgesamt: 11 - Bitte beantworten Sie die Fragen so präzise und knapp wie möglich. - Täuschungsversuche führen zum Nichtbestehen der Klausur. Anzahl der Fragen 24 Erreichbare Punktzahl insgesamt: 50 Unterschrift:...
2 V1 - Exkretion, Circadiane Rhythmik 1.) Das Nephron ist die kleinste funktionelle Einheit der Niere, die sich in verschiedene funktionelle Bereiche unterteilen lässt. Nennen Sie vier davon! 2.) Sie haben soeben die Harnstoffkonzentration einer Ihrer Proben mit Hilfe einer photometrischen Messung bei einer Wellenlänge von 540 nm bestimmt. Mit einer vorher erstellten Standardkurve konnten Sie anhand der gemessenen Extinktion von 0,55 für die Probe eine Konzentration von 0,25 µmol/l (entspricht 15,015 µg/l) errechnen. Sowohl für das Erstellen der Standardkurve als auch für die Vermessung der Probe fanden Küvetten mit einer Schichtdicke von 1 cm Verwendung, die ein Füllvolumen von insgesamt 1 ml besitzen. Berechnen Sie nun mit Hilfe des Lambert-Beer'schen Gesetzes den molaren Extinktionskoeffizienten ε. 3.) Die Aktogramme zeigen die Lokomotionsaktivität zweier Schaben der Art Rhyparobia maderae, die mit Laufradassays ermittelt wurden. A: An Tag 6 zur circadianen Zeit (CT) 1 wurde ein Neuropeptid injiziert. B: Eine Injektion des selben Peptids fand ebenfalls an Tag 6 zur CT 11 statt.
3 Werten Sie die gegebenen Aktogramme aus, in dem Sie den täglichen Laufaktivitätsbeginn mit einer Regressionsgeraden kenntlich machen. Erstellen Sie nun eine Phasenantwortkurve (mit Achsenbeschriftung) und übertragen Sie die ermittelten Werte in diese. Handelt es sich dabei um eine Phasenbeschleunigung, eine Phasenverzögerung, oder hatte die Injektion keinen Effekt auf die Phasenlage des Tieres? 4.) Sie wollen dem Phänomen der circadianen Rhythmik weiter auf den Grund gehen in dem Sie Transplantationsexperimente durchführen. In Ihrem Experiment verpflanzen Sie die optischen Loben einer Schabe in ein Tier, dessen optische Loben Sie im Gegenzug entfernen. Für die Lokomotionsrhythmen des Spendertieres konnten Sie im Vorfeld eine Periodendauer von 23.57 h ermitteln, während die Empfängerschabe eine Periodendauer von 23.76 h besaß. Dabei begann die Spenderschabe am Operationstag vor der Operation etwa 4 Stunden vor der Empfängerschabe zu laufen. Welche Auswirkungen sollte die Operation auf die Δφ und τ des Empfängertieres haben? Begründen Sie Ihre Antwort.
4 V2 - Sinnesphysiologie 5.) Sie bestimmen den Nahpunktabstand für das rechte Auge: er ist 5 cm. Anschließend setzen Sie eine Brille auf und stellen fest, dass Ihr Nahpunktabstand (für das rechte Auge) nun 10 cm beträgt. a) Berechnen Sie für beide angegebenen Abstände die Akkomodationskraft (Einheit!). b) Um welchen Linsentyp des Brillenglases handelt sich bei Ihrer Brille? c) Welche Fehlsichtigkeit liegt bei Ihnen vor? 6.) Im Mittelohr befinden sich die drei Gehörknöchelchen. Sie bilden eine gelenkige Verbindung zwischen Trommelfell und ovalem Fenster. a) Wie lauten die Namen der Gehörknöchelchen? b) Warum sind Sie für die Übertragung des Schalls in die Hörschnecke (Cochlea) so wichtig? 7.) Im Praktikum haben Sie das Auge von Rhyparobia maderae mit Lichtpulsen unterschiedlicher Wellenlängen (rot, grün, blau) stimuliert und die Potentialdifferenzen in einem Elektroretinogramm dargestellt. Durch Vergrößerung des Abstandes der Lichtquelle haben Sie die Intensität des Lichtes verringert und wiederum die Potentialdifferenzen der drei Farben gemessen.
5 a) Zeichnen Sie einen typischen Kurvenverlauf, wenn auf der x-achse 1/r 2 und auf der y-achse der Betrag der Amplitude der Potentialdifferenz dargestellt ist. b) Wie wird allgemein eine solche Darstellung genannt? Fügen Sie hierzu die Begriffe 1. Schwellenwert und 2. Sättigung in das Diagramm aus a) ein. 8.) Die Antenne von Manduca sexta kann nicht nur Düfte wahrnehmen. Für welche Reize ist sie außerdem sensitiv? Welche Einflüsse der nicht olfaktorischen Sinneszellen, welche sich auf der Antenne befinden, müssen bei der Auswertung von Duftstimuli in einem EAG beachtet werden?
6 V3 Muskelphysiologie 9.) Sie haben einen präparierten Skelettmuskel des Frosches mittels eines Reizgerätes isometrisch stimuliert, wie es auch im Praktikumsversuch der Fall war. Die Antwort des Muskels auf die Stimulation ist in der Abbildung des Oszilloskops dargestellt. Der erste Kanal (1) stellt die elektrische Spannung (500 mv/division) dar, mit welcher der Muskel stimuliert wurde. Im Versuchsaufbau gab der Transducer, welcher im zweiten Kanal (2; 100 mv/division) abgebildet wird, eine Spannung von 50 mv pro 1 Newton (N) an entwickelter Kraft aus. Dabei wurde für die Zeitachse eine Einstellung von 200 ms/division gewählt. Mit welcher Frequenz (Hertz) wurde der Muskel stimuliert? Geben Sie (in etwa) an, mit welcher Spannung (mv) stimuliert wurde. Wie viele N an Kraft wurden (in etwa) von dem Skelettmuskel erzeugt? 10.) Sie haben den Muskel durch eine Impulsserie von mehreren Einzelreizen mit einer niedrigen Frequenz ermüdet. Wie verhält sich der Muskel in Bezug auf Kraftentwicklung und Kontraktionsdauer und warum ist dies der Fall?
7 11.) Wie unterscheidet sich eine isometrische von einer isotonischen Kontraktion? 12.) Warum verlaufen Eigenreflexe in der Regel schneller als Fremdreflexe? Nennen Sie einen weiteren wesentlichen Unterschied zwischen den beiden Reflexarten. V4 - Herzphysiologie 13.) Beschreiben Sie die Blutdruckmessung nach Riva-Rocci. Wie verändert sich der Hauptkammerdruck während der Anspannungs- und Austreibungsphase? 14.) Beschreiben Sie den primären Schrittmacher des menschlichen Herzens und skizzieren Sie den Verlauf seines Aktionspotentials. Erläutern Sie anhand dieser Zeichnung, welche Besonderheit dieses AP besitzt und welcher Ionenkanal für diese Besonderheit zuständig ist.
8 15.) Bestimmen Sie den Lagetyp des Herzens aus den unten gezeigten EKG- Kurven nach Einthoven. (Wählen Sie von der bekannten Methoden eine aus) 16.) Falsch angelegte Elektroden können zu falschen Messergebnissen führen. Wie würden die R-Wellen des oben gezeigten Herzens verlaufen, wenn die Elektroden des rechten und linken Armes vertauscht angelegt wurden. Bestimmen Sie die Verhältnisse zwischen der R-Welle in den drei Ableitungen bei Vertauschung der Elektroden. V5 Verhaltensphysiologie 17.) Weshalb haben Sie zwei Ableitelektroden verwendet, um Signale der schwach elektrischen Fische abzuleiten?
9 18.) Mit dem im Praktikum verwendeten Verfahren haben sie folgende Spannungsänderungen von Gnathonemus petersii abgeleitet: Was konnten sie beim Fisch beobachten? Weshalb wurden zum Zeitpunkt 2 Sekunden keine Spannungsänderungen aufgezeichnet? 19.) Was versteht man unter Signaleinkopplung, was unter Signalauskopplung? 20.) Skizzieren sie zwei idealisierte Lernkurven: A. einer ungestörten, motivierten Person B. einer abgelenkten, unmotivierten Person
10 V6 Nervenphysiologie 21.) Sie simulieren eine patch clamp Ableitung mit dem Program SimNeuron. Dabei stimulieren Sie ein Neuron mit einem Strompuls, so dass ein Aktionspotential entsteht. Erklären Sie anhand der Abbildung die Zusammenhänge zwischen den Änderungen des Membranpotentials und den Stromflüssen durch die beteiligten Ionenkanäle im Verlauf des Aktionspotentials.
11 22.) Wie verhält sich das Membranpotential eines Neurons bei einer überschwelligen Stimulation, wenn dieses zuvor mit Tetrodotoxin (TTX) behandelt wurde. Begründen Sie das beobachtete Verhalten. 23.) Sie bestimmen die Erregungsleitungsgeschwindigkeit eines Nervenabschnittes vom Bauchmark des Regenwurms zum einen bei einer Temperatur von 17 C und zum anderen bei 25 C. Was können Sie beobachten, wenn Sie alle anderen Parameter konstant halten und warum? Nennen Sie weitere Faktoren, die einen Einfluss auf die Erregungsleitungsgeschwindigkeit haben. 24.) Erklären Sie kurz die Begriffe: absolute und relative Refraktärzeit, Schwellenpotential und Rheobase.