Evolution und Zellbiologie Quiz

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Questions and Answers

Was ist die Grundlage der Evolution?

Mutation und Anpassung

Veränderung und Selektion (correct)

Genetische Drift und Migration

Fortpflanzung und Isolation

Welche Aussage über das Genom ist korrekt?

Es ist die Gesamtheit der RNA in einer Zelle.

Es ist identisch in allen Lebewesen.

Es gibt an, wie eine Zelle zu funktionieren hat. (correct)

Es enthält nur Informationen für die Fortpflanzung.

Warum haben heute existierende Zellen eine ähnliche genetische Grundlage?

Sie haben alle ihre genetische Anweisung von derselben Urzelle geerbt. (correct)

Alle Zellen sind unter dem Einfluss von Umweltfaktoren entstanden.

Alle Zellen sind von verschiedenen Urzellen abgeleitet.

Zellen entwickeln sich unabhängig voneinander.

Was führt zur Vielfalt der Lebensformen?

Mutationen der genetischen Information über Generationen. Signup and view all the answers

Was bewirkt, dass unterschiedliche Zellen verschiedene Eigenschaften aufweisen?

Die Nutzung unterschiedlicher genetischer Anweisungen. Signup and view all the answers

Welche RNA-Polymerase ist für die Synthese von mRNA verantwortlich?

RNA-Polymerase II Signup and view all the answers

Was ist die Funktion des TATA-Bindungsproteins (TBP) im Transkriptionsprozess?

Es bindet an die TATA-Box und biegt die DNA. Signup and view all the answers

Welches ist die Hauptaufgabe der allgemeinen Transkriptionsfaktoren (TFIIA-H)?

Initiieren die Transkription durch Bindung an die Promotorsequenz. Signup and view all the answers

In welchem Bereich der DNA bindet der TFIID-Komplex?

25 Basenpaare stromaufwärts der Transkriptionsstelle. Signup and view all the answers

Warum ist die Verpackung der DNA im Chromatin während der Transkription wichtig?

Sie ermöglicht eine effizientere Transkription. Signup and view all the answers

Was geschieht während der Oxidation in Bezug auf Elektronen?

Elektronen werden entfernt. Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Rolle von Elektronen in Energieumwandlungsprozessen?

Sie sind die Währung der Energieumwandlungsprozesse. Signup and view all the answers

Was ist die Beziehung zwischen Zellatmung und Photosynthese?

Sie sind komplementäre Prozesse. Signup and view all the answers

Was wird bei einer Reduktion in Bezug auf C-H-Bindungen beobachtet?

Die Zahl der C-H-Bindungen nimmt zu. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über enzymatische Reaktionen ist korrekt?

Enzyme können energetisch ungünstige Reaktionen nicht initiieren. Signup and view all the answers

Was geschieht mit der freien Enthalpie während der Verbrennung von Papier?

Sie wird frei gesetzt. Signup and view all the answers

Was ist das Hauptmerkmal der katabolen Stoffwechselwege?

Sie setzen Energie durch den Abbau von Molekülen frei. Signup and view all the answers

Welcher Prozess führt zur Entfernung von Elektronen und wird als kontrollierte Verbrennung bezeichnet?

Oxidation Signup and view all the answers

Was beschreibt die Struktur eines β-Faltblatts?

Es entsteht durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen benachbarten Polypeptidbereichen. Signup and view all the answers

Welche Aussage über pathologische Konformationsänderungen ist korrekt?

Korrekt gefaltete Proteine können auch falsch gefaltete Proteine hervorrufen. Signup and view all the answers

Was ist die Rolle von Chaperonen in der Proteinstruktur?

Sie helfen, Proteine in die richtige Form zu bringen, können aber auch zu falschen Faltungen führen. Signup and view all the answers

Welches Merkmal ist charakteristisch für Mitglieder einer Proteinfamilie?

Sie haben ähnliche Aminosäuresequenzen und 3D-Konformationen. Signup and view all the answers

Wie werden große Proteinkomplexe beschrieben?

Sie bestehen aus mehreren Polypeptidketten, die über Bindungsstellen verbunden sind. Signup and view all the answers

Was ist ein Dimer in der Proteinstruktur?

Zwei identisch gefaltete Proteine. Signup and view all the answers

Was passiert, wenn ein Protein viele Konformationen annehmen kann?

Es kann unvorhergesehen seine Funktion ändern und biologisch unbrauchbar werden. Signup and view all the answers

Welches Merkmal haben β-Faltblatt-Strukturen?

Sie haben eine bemerkenswerte Zugfestigkeit. Signup and view all the answers

Was versteht man unter dem Phänomen der Neukombination von Exons?

Es entsteht durch ungleiches Crossing-Over. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Verwandtschaftsbeziehung unter Primaten?

Menschen und Primaten teilen die gleichen 25'000 Gene. Signup and view all the answers

Welche Aussage zu den Nukleotidveränderungen zwischen Mensch und Maus ist korrekt?

Sequenzen werden durch negative Selektion konserviert. Signup and view all the answers

Welches Gen ist in allen lebenden Arten hochkonserviert?

Das Gen, das für die ribosomale RNA (rRNA) codiert. Signup and view all the answers

Wie viele große Domänen unterteilt sich die Welt der Lebewesen?

Drei große Domänen. Signup and view all the answers

Was passiert mit kleinen Sequenzblöcken in Genomen?

Sie können schnell verloren gehen oder hinzugefügt werden. Signup and view all the answers

Was beschreibt das Konzept der konservierten Syntenie?

Es sind Bereiche, in denen Gene in der gleichen Reihenfolge verbunden sind. Signup and view all the answers

In welchem Jahr begann die postgenomische Ära?

2005 Signup and view all the answers

Was beschreibt die Funktion der Plasmamembran?

Sie schützt den Zellinhalt vor Entweichen und Vermischung. Signup and view all the answers

Was kennzeichnet die Lipiddoppelschicht der Plasmamembran?

Sie ist eine zweidimensionale Flüssigkeit. Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft der Lipide identifiziert sie als amphipathisch?

Sie besitzen sowohl hydrophile als auch hydrophobe Eigenschaften. Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Temperatur die Fluidität der Lipiddoppelschicht?

Erhöhte Temperatur steigert die Bewegungsgeschwindigkeit der Moleküle. Signup and view all the answers

Welches Protein ist für den schnellen Transport von Phospholipiden innerhalb der Membran verantwortlich?

Flippase Signup and view all the answers

Welche Struktur umfasst die Eukaryotischen Zellen im Gegensatz zu prokaryotischen Zellen?

Innere Membrane, die intrazelluläre Kompartimente umschließen. Signup and view all the answers

Wodurch wird die Fluidität der Lipiddoppelschicht beeinflusst?

Durch die Länge und Anzahl der Doppelbindungen der Kohlenwasserstoffschwänze. Signup and view all the answers

Welche Komponente ist nicht Bestandteil der Plasmamembran?

RNA Signup and view all the answers

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Study Notes

Allgemeine Informationen

Das Kapitel befasst sich mit der Zellbiologie.
Es basiert auf dem Lehrbuch der molekularen Zellbiologie (Alberts et al.).
Die Kapitelnummern 1 bis 7, 9, 11-15, und 17 sind relevant.
Die Zusammenfassung wurde von Ellen Straalman erstellt.
Die Vorlesung findet an der Universität Bern im Sommersemester 2018 statt.

Kapitel 1 - Einführung in die Zelle

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen.
Zellen sind die Grundeinheit des Lebens.
Zellen variieren in Grösse, Aussehen und Funktionen.
Zellen haben unterschiedliche chemische Bedürfnisse und Aktivitäten.
Alle Zellen haben einen universellen genetischen Code.
Genetischer Code wird von der gleichen Maschinerie (RNA und Proteinen) ausgewertet.
Proteine sind für die Funktion der Zelle entscheidend.
Proteine bestimmen das Verhalten der Zelle.
Alle Zellen haben einen ähnlichen Aufbau.
Zellen vermehren sich durch Zellteilung.
Mutationen können zu Veränderungen der Zellen führen.
Es gibt zwei Arten von Zellen: Prokaryoten und Eukaryoten.
Prokaryoten haben keinen Zellkern.
Eukaryoten haben einen Zellkern.

Kapitel 1 - Zellen unter dem Mikroskop

elektronisches Mikroskop: verwendet Elektronen anstelle von Licht.
Kontrast durch Schwermetalle, die Elektronen absorbieren oder streuen.
Sehr dünne Schwermetallfilm überzogene Probe.
Detektor misst die von der Probe gestreuten oder emittierten Elektronen, zeigt ein Bild auf dem Bildschirm.
Extrazelluläre Matrix: besteht aus Proteinfasern und Polysacchariden, die Zellen separieren.
Zellen variieren in der Grösse zwischen 5 und 20 µm.

Kapitel 1 - Die Prokaryotenzelle

Keine Zellorganellen und keinen Zellkern.
Alle Zellen ohne Zellkern sind Prokaryoten.
Alle Zellen mit Zellkern sind Eukaryoten.
Typische Formen: kugelförmig, stäbchenförmig oder spiralförmig.

Kapitel 1 - Die Eukaryotenzelle

Der Zellkern als Informationsspeicher.
Zellkern ist durch die Kernhülle eingeschlossen.
Enthält die DNA.
Mitochondrien als Energieerzeuger.
Bestehen aus zwei verschiedenen Membranen.
Enthalten ihre eigene DNA.
Vermehren sich durch Zweiteilung.
Nutzen Energie aus der Oxidation von Nahrungsmolekülen (Zuckern).
Produzieren ATP.
Chloroplasten erzeugen Zucker als Energiequelle für den Stoffwechsel.
Endoplasmatisches Reticulum (ER): Labyrinth aus membranumhüllten Kammern.
Golgi-Apparat: Besteht aus abgeflachten Säckchen, führt Modifikationen von Stoffen durch.
Lysosomen sind für die intra-zelluläre Verdauung verantwortlich

Kapitel 2 - Chemische Bestandteile der Zelle

Atome im Atomkern bestehen aus Protonen (positiv) und Neutronen (neutral).
Anzahl Protonen bestimmt die Ordnungszahl.
Isotope haben die gleiche Anzahl Protonen, aber unterschiedliche Anzahl Neutronen.
Masse eines Atoms steht in Bezug zu der Masse eines Wasserstoffatoms.
CHNOPS sind die Hauptbestandteile der Zelle.
Kovalente Bindungen: Atome teilen sich ein oder mehrere Elektronenpaare.
Polare kovalente Bindungen: ungleiche Elektronenverteilung.
Ionische Bindungen: Elektronentransfer zwischen Atomen führt zur Ladungsunterschiede.
Moleküle: Ansammlungen von Atomen, die durch kovalente Bindungen verbunden sind.
Wasser ist ein fundamentales Lösungsmittel.
Hydrophil = Wasserliebend
Hydrophob = Wassermeidend
Säuren geben Protonen ab.

Kapitel 3 - Energie, Katalyse und Biosynthese

Atome und Energie für Reaktionen müssen aus der Umwelt bezogen werden.
Die meisten chemischen Reaktionen werden durch Enzyme katalysiert.
Metabolismus ist die Summe aller biochemischen Reaktionen in einem Organismus.
Katabolismus zerlegt grosse Moleküle in kleinere.
Anabolismus konstruiert grosse Moleküle aus kleineren.
Zellen erzeugen Ordnung durch die Aufnahme von Energie aus ihrer Umgebung (Nahrung, Sonnenlicht).
Die gesamte Energie, die vom tierischen Leben genutzt wird, stammt ursprünglich von der Sonne.
Photosynthese wandelt elektromagnetische Energie in chemische Energie um.
Zellatmung ist die Umwandlung von Energie in chemische Energie.

Kapitel 4 - Proteine

Proteine führen viele zelluläre Funktionen aus.
Proteine haben vielfältige dreidimensionale Strukturen.
Aufbau von Aminosäuren durch Peptidbindungen miteinander.
Polypeptidkette, Rückgrat, Seitenketten.
Kovalente Bindungen, Elektrostatische Kräfte, Wasserstoffbrücken, hydrophobe Wechselwirkung.
Polare Seitenketten liegen hauptsächlich an der Oberfläche von Proteinen.
Hydrophobe Seitenketten sind meist im Inneren von Proteinen.
Proteinfaltung wird durch die Aminosäuresequenz bestimmt.
Primärstruktur = Aminosäuresequenz
Sekundärstruktur (a-Helix, ẞ-Faltblatt) = räumliche Anordnung durch Wasserstoffbrücken.
Tertiärstruktur = dreidimensionale Struktur eines Proteins.
Quartärstruktur = Zusammenlagerung von mehreren Polypeptiden.
Funktionen der Proteine: Enzyme, Strukturproteine.

Kapitel 5 - DNA und Chromosomen

Die DNA ist der genetische Bauplan für Proteine.
Die DNA hat eine doppelte Helix-Struktur.
Die DNA-Stränge sind komplementär.
Die DNA ist polarisiert, d.h. sie hat 5'-Ende (Phosphatgruppe) und 3'-Ende (Hydroxylgruppe).
Die beiden Stränge verlaufen antiparallel.
Desoxyribonukleotide sind über Phosphatgruppen miteinander verknüpft.
Die Gesamtheit der genetischen Informationen ist das Genom.
DNA existiert in Chromosomen.
DNA wird vor der Kernspaltung verdoppelt.

Kapitel 6 - Replikation, Reparatur und Rekombination von DNA

DNA-Replikation ist die Verdopplung der DNA.
DNA wird semikonservativ repliziert.
Replikationsgabel: An den Replikationsursprüngen öffnen sich die Stränge.
DNA-Polymerase arbeitet in 5'-3' Richtung.
Okazaki-Fragmente: kurze DNA-Fragmente die beim Folgestrang entstehen.
Primer werden durch DNA-Primase synthetisiert.
Telomerase: Enzym, die die Enden von DNA-Molekülen repliziert.
DNA-Reparaturmechanismen werden im Kapitel vertieft

Kapitel 7 - Von der DNA zum Protein: Wie Zellen das Genom lesen

DNA wird in RNA umgeschrieben → Transkription.
RNA wird in Proteine umgewandelt → Translation.
RNA-Moleküle: mRNA, rRNA, tRNA.

Kapitel 11 - Membranstruktur

Zellmembranen bestehen aus einer Lipiddoppelschicht.
Lipide haben hydrophile Köpfe und hydrophobe Schwänze.
Proteine sind in der Membran verankert, um verschiedene Funktionen zu erfüllen.
Transmembrane Proteine: Diese Proteine queren die gesamte Membran von einer Seite zur anderen.
Periphäre Proteine: Diese Proteine interagieren nur mit einer Seite der Membran.
Fluidität = Flexibilität der Membran.

Kapitel 12 - Membrantransport

Passive Transport: Keine Energie benötigt.
Aktiver Transport: Energie benötigt.
Beispiele von Transportmechanismen: Diffusion, Osmose, Transporter, Kanäle.
Ionkanäle: lonen selektive Transportproteine.
Natrium-Kalium-Pumpe: Aktiver Transport von Na⁺ und K⁺.
Membranpotential: Elektrisches Potential über der Membran.

Kapitel 13 - Wie Zellen Energie aus Nahrung gewinnen

Energie stammt aus der Oxidation von Nährstoffen.
Zellatmung ist der abbau der Nährstoffe (Zucker, Fette, Proteine) zu Energie (ATP).

Kapitel 14 - Energiegewinnung mit Mitochondrien und Chloroplasten

Mitochondrien sind die Energiezentren der Zelle.
Oxidative Phosphorylierung: Prozess, der ATP aus der Oxidation von Nährstoffen erzeugt.
ChemiOsmose: Kopplung von Elektronentransport mit der ATP-Produktion.
Elektronentransportkette in der inneren Membran der Mitochondrien.
Mitochondrien haben ihr eigenes Genom und Proteine.

Kapitel 15 - Intrazelluläre Kompartimente und Transport

Zellkompartimentierung: Membranbegrenzte Organellen (Zellkern, ER, Golgi, Mitochondrien, Lysosomen).
Proteinsortierung: Mechanismen, die Proteine an den gewünschten Ort in der Zelle bringen.
Vesikulärer Transport: Vesikel (kleine membranumhüllte Behältnisse) transportieren Proteine zwischen Kompartimenten.

Kapitel 16 - Zellkommunikation

Interzelluläre Signalisierung: Prozesse, bei denen Zellen miteinander kommunizieren.

Kapitel 17 - Das Cytoskelett

Das Cytoskelett ist ein Netzwerk aus Proteinfilamenten (Mikrotubuli, Intermediärfilamente, Aktinfilamente), die der Zelle Struktur und Unterstützung verleihen.
Mikrotubuli werden für den Intra-zellulären Transport verwendet.
Aktinfilamente ermöglichen die Zellbewegung.
Intermediärfilamente verleihen der Zelle mechanische Festigkeit.

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Teste dein Wissen über die Grundlagen der Evolution und Zellbiologie. Beantworte Fragen zu Genom, Transkription, Zellatmung und Fotosynthese. Dieses Quiz hilft dir, die Konzepte besser zu verstehen und zu vertiefen.