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33.E: Der Tierkörper - Grundform und Funktion (Übungen) - Biologie

33.E: Der Tierkörper - Grundform und Funktion (Übungen) - Biologie


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33.1: Tierform und -funktion

Tiere unterscheiden sich in Form und Funktion. Daher kann eine große Menge an Informationen über die Struktur des Körpers eines Organismus (Anatomie) und die Funktion seiner Zellen, Gewebe und Organe (Physiologie) durch das Studium der Umgebung des Organismus gewonnen werden.

Rezensionsfragen

Welche Tierart hält eine konstante innere Körpertemperatur aufrecht?

  1. endotherm
  2. ektotherm
  3. coelomat
  4. Mesodermie

EIN

Die Symmetrie von Tieren, die sich schnell bewegen, ist ________.

  1. radial
  2. bilateral
  3. sequentiell
  4. unterbrochen

B

Welcher Begriff beschreibt den Zustand einer Wüstenmaus, die ihren Stoffwechsel senkt und an heißen Tagen „schläft“?

  1. geschwollen
  2. Winterschlaf
  3. estivation
  4. normales Schlafmuster

C

Eine Ebene, die ein Tier in gleiche rechte und linke Teile teilt, ist ________.

  1. Diagonale
  2. mittensagittal
  3. koronale
  4. quer

B

Eine Ebene, die ein Tier in dorsale und ventrale Teile teilt, ist ________.

  1. sagittal
  2. mittensagittal
  3. koronale
  4. quer

D

Zu welcher Höhle gehört die Pleurahöhle?

  1. Rückenhöhle
  2. Brusthöhle
  3. Bauchhöhle
  4. Perikardhöhle

B

Freie Antwort

Wie begrenzt Diffusion die Größe eines Organismus? Wie wird dem entgegengewirkt?

Die Diffusion ist über eine sehr kurze Distanz wirksam. Überschreitet eine Zelle diese Distanz in ihrer Größe, kann das Zentrum der Zelle weder ausreichend Nährstoffe erhalten noch genügend Abfall zum Überleben ausstoßen. Um dies auszugleichen, können Zellen in einem flüssigen Medium lose aneinander haften oder sich zu mehrzelligen Organismen entwickeln, die das Kreislauf- und Atmungssystem nutzen, um Nährstoffe zu liefern und Abfallstoffe zu entfernen.

Welche Beziehung besteht zwischen BMR und Körpergröße? Wieso den?

Der Grundumsatz ist ein Ausdruck der Stoffwechselprozesse, die ablaufen, um die Funktionsfähigkeit und die Körpertemperatur einer Person aufrechtzuerhalten. Tiere mit kleinerem Körper haben eine relativ große Oberfläche im Vergleich zu einem viel größeren Tier. Die große Oberfläche des großen Tieres führt zu einem erhöhten Wärmeverlust, den das Tier ausgleichen muss, was zu einem höheren BMR führt. Ein kleines Tier mit weniger relativer Oberfläche verliert nicht so viel Wärme und hat einen entsprechend niedrigeren BMR.

33.2: Tierische Primärgewebe

Die Gewebe mehrzelliger, komplexer Tiere sind vier Haupttypen: Epithel-, Binde-, Muskel- und Nervengewebe. Denken Sie daran, dass Gewebe Gruppen ähnlicher Zellen sind Gruppen ähnlicher Zellen, die verwandte Funktionen ausführen. Diese Gewebe verbinden sich zu Organen – wie Haut oder Niere –, die spezifische, spezialisierte Funktionen im Körper haben. Organe sind in Organsysteme organisiert, um Funktionen zu erfüllen.

Kunstverbindungen

[link] Welche der folgenden Aussagen zu Epithelzelltypen ist falsch?

  1. Einfache säulenförmige Epithelzellen säumen das Lungengewebe.
  2. Einfache quaderförmige Epithelzellen sind an der Blutfilterung in der Niere beteiligt.
  3. Pseudostratifizierte säulenförmige Epithilien treten in einer einzigen Schicht auf, aber die Anordnung der Kerne lässt den Eindruck entstehen, dass mehr als eine Schicht vorhanden ist.
  4. Die Dicke der Übergangsepithelien hängt davon ab, wie voll die Blase ist.

[link] A

Rezensionsfragen

Welche Art von Epithelzellen ist am besten geeignet, um die Diffusion zu unterstützen?

  1. Plattenepithel
  2. quaderförmig
  3. säulenförmig
  4. übergangsweise

C

Welche Art von Epithelzellen findet sich in Drüsen?

  1. Plattenepithel
  2. quaderförmig
  3. säulenförmig
  4. übergangsweise

B

Welche Art von Epithelzellen findet sich in der Harnblase?

  1. Plattenepithel
  2. quaderförmig
  3. säulenförmig
  4. übergangsweise

D

Welches Bindegewebe hat die meisten Fasern?

  1. Loses Bindegewebe
  2. Faseriges Bindegewebe
  3. Knorpel
  4. Knochen

B

Welche Art von Bindegewebe hat eine andere mineralisierte Matrix?

  1. Loses Bindegewebe
  2. Faseriges Bindegewebe
  3. Knorpel
  4. Knochen

D

Die im Knochen gefundene Zelle, die es abbaut, wird als ________ bezeichnet.

  1. Osteoblast
  2. Osteozyten
  3. Osteoklasten
  4. osteon

C

Die Zelle im Knochen, die den Knochen bildet, wird als ________ bezeichnet.

  1. Osteoblast
  2. Osteozyten
  3. Osteoklasten
  4. osteon

EIN

Plasma ist das ________.

  1. Fasern im Blut
  2. Matrix aus Blut
  3. Zelle, die Bakterien phagozytiert
  4. Zellfragment im Gewebe gefunden

B

Die Art der Muskelzelle unter freiwilliger Kontrolle ist die ________.

  1. glatte Muskelzellen
  2. Skelettmuskulatur
  3. Herzmuskel
  4. viszeraler Muskel

B

Der Teil eines Neurons, der den Kern enthält, ist der

  1. Zellkörper
  2. dendriten
  3. Axon
  4. glial

B

Freie Antwort

Wie können Plattenepithelien sowohl die Diffusion erleichtern als auch Schäden durch Abrieb verhindern?

Plattenepithelien können entweder einfach oder geschichtet sein. Als einzelne Zellschicht weist es ein sehr dünnes Epithel auf, das die Diffusion minimal hemmt. Als geschichtetes Epithel können die Oberflächenzellen abgelöst werden und die Zellen in tieferen Schichten schützen das darunter liegende Gewebe vor Schäden.

Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Knorpel und Knochen?

Beide enthalten andere Zellen als die traditionellen Fibroblasten. Beide haben Zellen, die sich in Räumen innerhalb des Gewebes festsetzen, die als Lücken bezeichnet werden. Sowohl kollagene als auch elastische Fasern finden sich in Knochen und Knorpel. Beide Gewebe sind an der Entwicklung und Bildung des Wirbeltierskeletts beteiligt.

33.3: Homöostase

Tierische Organe und Organsysteme passen sich durch einen Prozess namens Homöostase („Steady State“) ständig an innere und äußere Veränderungen an. Diese Veränderungen können im Blutzucker- oder Kalziumspiegel oder in der Außentemperatur auftreten. Homöostase bedeutet, das dynamische Gleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten. Es ist dynamisch, weil es sich ständig an die Veränderungen anpasst, denen die Körpersysteme ausgesetzt sind. Es ist ein Gleichgewicht, weil die Körperfunktionen in bestimmten Bereichen gehalten werden.

Rezensionsfragen

Bei einem plötzlichen Abfall der Umgebungstemperatur wird ein endothermes Tier:

  1. einen Abfall der Körpertemperatur erfahren
  2. abwarten ob es tiefer geht
  3. Muskelaktivität erhöhen, um Wärme zu erzeugen
  4. fügen Sie Fell oder Fett hinzu, um die Isolierung zu erhöhen

C

Welches ist ein Beispiel für negatives Feedback?

  1. Senkung des Blutzuckers nach einer Mahlzeit
  2. Blutgerinnung nach einer Verletzung
  3. Stillzeit während der Stillzeit
  4. Uteruskontraktionen während der Wehen

EIN

Welche Art des Wärmeaustauschs findet beim direkten Kontakt zwischen Quelle und Tier statt?

  1. Strahlung
  2. Verdunstung
  3. Konvektion
  4. Leitung

D

Der Thermostat des Körpers befindet sich im ________.

  1. homöostatischer Rezeptor
  2. Hypothalamus
  3. Mark
  4. Vasodilatationszentrum

B

Freie Antwort

Warum werden negative Rückkopplungsschleifen verwendet, um die Körperhomöostase zu kontrollieren?

Eine Anpassung an eine Veränderung der inneren oder äußeren Umgebung erfordert eine Änderung der Reizrichtung. Eine negative Rückkopplungsschleife erreicht dies, während eine positive Rückkopplungsschleife den Reiz fortsetzen und dem Tier Schaden zufügen würde.

Warum ist Fieber bei einer bakteriellen Infektion eine „gute Sache“?

Säugetierenzyme erhöhen die Aktivität bis zur Denaturierung, wodurch die chemische Aktivität der beteiligten Zellen erhöht wird. Bakterielle Enzyme haben eine spezifische Temperatur für ihre effizienteste Aktivität und werden entweder bei höheren oder niedrigeren Temperaturen gehemmt. Fieber führt zu einer verstärkten Zerstörung der eingedrungenen Bakterien, indem es die Wirksamkeit der Körperabwehr erhöht und den Bakterienstoffwechsel hemmt.

Inwiefern ist eine Erkrankung wie Diabetes ein gutes Beispiel für das Versagen eines Sollwerts beim Menschen?

Diabetes wird oft mit einer mangelnden Insulinproduktion in Verbindung gebracht. Ohne Insulin steigt der Blutzuckerspiegel nach einer Mahlzeit an, aber nie wieder auf normale Werte.


  • Epithelgewebe bedeckt die Außenseite des Körpers und kleidet Organe, Gefäße (Blut und Lymphe) und Hohlräume aus. Epithelzellen bilden die dünne Zellschicht, die als Endothel bekannt ist und an die innere Gewebeauskleidung von Organen wie Gehirn, Lunge, Haut und Herz angrenzt. Die freie Oberfläche von Epithelgewebe ist normalerweise der Flüssigkeit oder der Luft ausgesetzt, während die untere Oberfläche an einer Basalmembran befestigt ist.
  • Die Zellen im Epithelgewebe sind sehr dicht beieinander gepackt und mit geringem Abstand miteinander verbunden. Mit seiner dicht gepackten Struktur würden wir erwarten, dass Epithelgewebe eine Art Barriere- und Schutzfunktion erfüllt, und das ist sicherlich der Fall. Die Haut besteht beispielsweise aus einer Epithelgewebeschicht (Epidermis), die von einer Bindegewebsschicht getragen wird. Es schützt die inneren Strukturen des Körpers vor Schäden und Austrocknung.
  • Das Epithelgewebe trägt auch zum Schutz vor Mikroorganismen bei. Die Haut ist die erste Verteidigungslinie des Körpers gegen Bakterien, Viren und andere Mikroben.
  • Das Epithelgewebe hat die Funktion, Substanzen aufzunehmen, abzusondern und auszuscheiden. Im Darm nimmt dieses Gewebe während der Verdauung Nährstoffe auf. Das Epithelgewebe in den Drüsen sezerniert Hormone, Enzyme und andere Substanzen. Das Epithelgewebe in den Nieren scheidet Abfallstoffe aus und in den Schweißdrüsen scheidet Schweiß aus.
  • Epithelgewebe hat auch eine sensorische Funktion, da es sensorische Nerven in Bereichen wie Haut, Zunge, Nase und Ohren enthält.
  • Flimmerepithelgewebe kann in Bereichen wie dem weiblichen Fortpflanzungstrakt und den Atemwegen gefunden werden. Zilien sind haarähnliche Vorsprünge, die dabei helfen, Substanzen wie Staubpartikel oder weibliche Gameten in die richtige Richtung zu treiben.

Epithelien werden üblicherweise nach der Form der Zellen auf der freien Oberfläche sowie nach der Anzahl der Zellschichten klassifiziert. Zu den Beispieltypen gehören:

  • Einfaches Epithel: Einfaches Epithel enthält eine einzelne Zellschicht.
  • Geschichtetes Epithel: Das geschichtete Epithel enthält mehrere Zellschichten.
  • Pseudostratifiziertes Epithel: Pseudostratifiziertes Epithel scheint geschichtet zu sein, ist es aber nicht. Die einzelne Zellschicht in dieser Art von Gewebe enthält Kerne, die auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind, was sie geschichtet erscheinen lässt.

Ebenso kann die Form der Zellen auf der freien Oberfläche sein:

  • Quaderförmig - Analog zur Form von Würfeln.
  • Säulenförmig - Analog der Form von Ziegeln an einem Ende.
  • Plattenepithel - Analog zur Form von flachen Fliesen auf einem Boden.

Durch Kombination der Begriffe für Form und Schicht können wir Epitheltypen wie pseudostratifiziertes Zylinderepithel, einfaches quaderförmiges Epithel oder geschichtetes Plattenepithel ableiten.


33.E: Der Tierkörper - Grundform und Funktion (Übungen) - Biologie

Das Video und der Text unten erklären den Aufbau und die Funktionen des Herzens.

Das Herz besteht aus einer Reihe von Geweben. Der wichtigste ist der Herzmuskel. Die Zellen haben die Fähigkeit, sich während des gesamten Lebens des Menschen zusammenzuziehen und zu entspannen, ohne jemals zu ermüden. Jede Herzmuskelzelle ist myogen. Dies bedeutet, dass es seinen eigenen inhärenten Rhythmus hat. Unten sind Diagramme des Herzens und seiner Position im Kreislaufsystem.

• Die rechter Vorhof Links zu den rechter Ventrikel bis zum Trikuspidalklappe . Dieses Ventil verhindert den Rückfluss des Blutes in den darüberliegenden Vorhof, wenn sich die Herzkammer zusammenzieht.
• Die lhinteres Atrium Links zu den linke Ventrikel bis zum Bikuspidalklappe (Mitralklappe) . Dadurch wird auch ein Rückfluss des Blutes in den darüber liegenden Vorhof verhindert.
• Die Chordae Sehnen befestige jeden Ventrikel an seinem atrioventrikuläre Klappe . Kontraktionen der Ventrikel neigen dazu, diese Klappen nach oben in die Vorhöfe zu drücken. Blutrückfluss wäre gefährlich, also Chordae Sehnen Halten Sie jedes Ventil fest, um dies zu verhindern.
• Halbmondklappen (Taschenklappen) befinden sich in den Blutgefäßen, die das Herz verlassen (Lungenarterie und Aorta). Sie ermöglichen nur den Austritt von Blut aus dem Herzen durch diese Gefäße nach ventrikulären Kontraktionen. Ein elastischer Rückstoß dieser Arterien und eine Entspannung der Ventrikel schließt jede Halbmondklappe.
• Ventrikel haben dickere Muskelwände als Vorhöfe. Wenn sich jedes Atrium zusammenzieht, muss es das Blut nur eine kurze Strecke in jeden Ventrikel treiben.
• Der linke Ventrikel hat noch dickere Muskelwände als der rechte Ventrikel. Der linke Ventrikel benötigt eine stärkere Kontraktion, um das Blut in den systemischen Kreislauf (den gesamten Körper außer der Lunge) zu befördern. Der rechte Ventrikel befördert das Blut in die nahegelegenen Lungen. Die Kontraktion muss nicht so stark sein.

Fließt das Blut in die falsche Richtung, wird der Transport wichtiger Stoffe behindert .
Herzzyklus
Blut muss ständig durch den Körper bewegt werden, um den Zellen lebenswichtige Substanzen zuzuführen und sie von Abfällen zu befreien. Das Herz fungiert als Pumpe mit einer Kombination aus Systole (Kontraktionen) und Diastole (Entspannung) der Kammern. Der Zyklus läuft in der folgenden Reihenfolge ab.

Stufe 1 - Ventrikuläre Diastole, Vorhofsystole - Beide Ventrikel entspannen gleichzeitig. Dies führt zu einem niedrigeren Druck in jedem Ventrikel im Vergleich zu jedem darüber liegenden Atrium. Die Atrioventrikularklappen öffnen sich teilweise. Es folgt eine Kontraktion der Vorhöfe, die das Blut durch die Atrioventrikularklappen zwingt. Es schließt auch die Klappen in der Hohlvene und der Lungenvene. Dadurch wird ein Blutrückfluss verhindert.


Stadium 2 - Ventrikelsystole, atriale Diastole - Beide Atrien entspannen sich dann. Beide Ventrikel kontrahieren gleichzeitig. Dies führt zu einem höheren Druck in den Ventrikeln im Vergleich zu den Vorhöfen darüber. Die Druckdifferenz schließt jede atrioventrikuläre Klappe. Dies verhindert den Rückfluss von Blut in jedes Atrium. Höherer Druck in den Ventrikeln im Vergleich zur Aorta und Pulmonalarterie öffnet die Halbmondklappen und Blut wird in diese Arterien ausgestoßen. Das Blut fließt also über die Aorta und Hohlvene durch den systemischen Kreislauf und über die Lungengefäße durch die Lunge.


Stufe 3 - Ventrikuläre Diastole, Vorhofdiastole - Unmittelbar nach der ventrikulären Systole entspannen sich sowohl die Ventrikel als auch die Vorhöfe für kurze Zeit. Ein höherer Druck in der Aorta und Pulmonalarterie als in den Ventrikeln schließt die Halbmondklappen. Dies verhindert den Rückfluss von Blut. Ein höherer Druck in der Hohlvene und Lungenvene als in den Vorhöfen führt zur Wiederauffüllung der Vorhöfe.

Der Zyklus ist nun abgeschlossen.
Zurück zu Stufe 1 beginnt der Zyklus von neuem. Das Hormon Adrenalin erhöht die Herzfrequenz noch weiter. Auch Ihre Untersuchungen können Ihre Herzfrequenz erhöhen.

Die ganze Sequenz oben ist ein Herzzyklus oder Herzschlag und es dauert weniger als eine Sekunde . Die Anzahl der Herzschläge pro Minute variiert je nach Aktivität eines Organismus. Kräftiges Training wird von einer Erhöhung der Herzfrequenz begleitet, um eine schnellere Sammlung, Zufuhr und Entfernung von Substanzen aufgrund der verbesserten Durchblutung zu ermöglichen. Umgekehrt ist im Schlaf bei minimaler Stoffwechselrate die Herzfrequenz aufgrund des Mindestbedarfs der Zellen entsprechend niedrig.

Wie wird die Herzfrequenz kontrolliert?
Es wurde bereits festgestellt, dass die Herzmuskelzellen einen eigenen inhärenten Rhythmus haben. Selbst eine einzelne Herzmuskelzelle wird sich unter geeigneten Bedingungen auf einem Objektträger zusammenziehen und entspannen. Ohne einen Dirigenten wäre ein Orchester nicht in der Lage, koordiniert zu musizieren. Die Herzmuskelzellen müssen in ähnlicher Weise koordiniert werden, indem a Schrittmacher Bereich im Herzen. Elektrische Stimulation vom Gehirn kann die Aktivität des Schrittmachers und damit die Frequenz und Stärke des Herzschlags verändern.


Glykogenstoffwechsel

Die Glykogenhomöostase ist ein stark regulierter Prozess, der es dem Körper ermöglicht, Glukose abhängig von seinem Energiebedarf zu speichern oder freizusetzen. Die grundlegenden Schritte im Glukosestoffwechsel sind Glykogenese oder Glykogensynthese und Glykogenolyse oder Glykogenabbau.

Glykogenese

Die Glykogensynthese benötigt Energie, die durch Uridintriphosphat (UTP) bereitgestellt wird. Hexokinasen oder Glucokinase phosphorylieren zunächst freie Glucose, um Glucose-6-Phosphat zu bilden, das durch Phosphoglucomutase in Glucose-1-Phosphat umgewandelt wird. UTP-Glucose-1-Phosphat-Uridylyltransferase katalysiert dann die Aktivierung von Glucose, wobei UTP und Glucose-1-Phosphat zu UDP-Glucose reagieren. In de novo Glykogensynthese katalysiert das Protein Glykogenin die Anlagerung von UDP-Glucose an sich selbst. Glykogenin ist ein Homodimer, das in jeder Untereinheit einen Tyrosinrest enthält, der als Anker- oder Bindungspunkt für Glucose dient. Anschließend werden zusätzliche Glucosemoleküle an das reduzierende Ende des vorherigen Glucosemoleküls hinzugefügt, um eine Kette von ungefähr acht Glucosemolekülen zu bilden. Die Glykogensynthase verlängert dann die Kette, indem sie Glukose über α-1,4-glykosidische Bindungen hinzufügt.

Die Verzweigung wird durch Amylo-(1,4 bis 1,6)-Transglucosidase, auch Glykogen-Verzweigungsenzym genannt, katalysiert. Das Glykogenverzweigungsenzym überträgt ein Fragment von sechs bis sieben Glukosemolekülen vom Ende einer Kette auf das C6 eines Glukosemoleküls, das sich weiter innerhalb des Glykogenmoleküls befindet, und bildet α-1,6-glykosidische Bindungen.

Glykogenolyse

Glukose wird aus Glykogen durch Glykogenphosphorylase entfernt, die phosphorolytisch ein Molekül Glukose vom nichtreduzierenden Ende entfernt, was Glukose-1-phosphat ergibt. Das durch Glykogenabbau erzeugte Glukose-1-Phosphat wird in Glukose-6-Phosphat umgewandelt, ein Prozess, der das Enzym Phosphoglucomutase erfordert. Phosphoglucomutase überträgt eine Phosphatgruppe von einem phosphorylierten Serinrest innerhalb des aktiven Zentrums auf C6 von Glucose-1-phosphat, wodurch Glucose-1,6-bisphosphat entsteht. Das Glucose-C1-Phosphat wird dann innerhalb der Phosphoglucomutase an das Serin des aktiven Zentrums gebunden, und Glucose-6-Phosphat wird freigesetzt.

Glykogen-Phosphorylase ist nicht in der Lage, Glukose von Verzweigungspunkten abzuspalten. Die Entzweigung erfordert Amylo-1,6-Glucosidase, 4-α-Glucanotransferase oder Glykogen-Debranching-Enzym (GDE), das Glucotransferase- und Glucosidase-Aktivitäten besitzt. Ungefähr vier Reste von einem Verzweigungspunkt entfernt ist Glykogenphosphorylase nicht in der Lage, Glucosereste zu entfernen. GDE spaltet die letzten drei Reste einer Verzweigung und bindet sie an C4 eines Glucosemoleküls am Ende einer anderen Verzweigung, entfernt dann den letzten α-1,6-verknüpften Glucoserest vom Verzweigungspunkt. GDE entfernt die α-1,6-gebundene Glukose nicht phosphorylytisch von der Verzweigungsstelle, was bedeutet, dass freie Glukose freigesetzt wird. Diese freie Glukose könnte theoretisch ohne die Wirkung von Glukose-6-Phosphatase aus dem Muskel in den Blutkreislauf freigesetzt werden, jedoch wird diese freie Glukose schnell von Hexokinase phosphoryliert und verhindert, dass sie in den Blutkreislauf gelangt.

Das aus dem Glykogenabbau resultierende Glukose-6-Phosphat kann durch die Wirkung von Glukose-6-Phosphatase in Glukose umgewandelt und in den Blutkreislauf freigesetzt werden. Dies geschieht in Leber, Darm und Niere, aber nicht im Muskel, wo dieses Enzym fehlt. Im Muskel gelangt Glucose-6-Phosphat in den glykolytischen Weg und liefert der Zelle Energie. Glucose-6-Phosphat kann auch in den Pentosephosphatweg eintreten, was zur Produktion von NADPH und 5-Kohlenstoff-Zuckern führt.


Anpassung (Biologie)

Eine Eigenschaft eines Organismus, die ihn für seine Umwelt oder seine besondere Lebensweise geeignet macht. Zum Beispiel der Polarfuchs (Alopex lagopus) ist gut an das Leben in einem sehr kalten Klima angepasst. Passenderweise hat es ein viel dickeres Fell als ähnlich große Säugetiere aus wärmeren Gegenden. Die Messung des Wärmeflusses durch Fellproben zeigt, dass der Polarfuchs und andere arktische Säugetiere eine viel bessere Wärmeisolierung als tropische Arten haben. Folglich müssen Polarfüchse ihren Stoffwechsel bei niedrigen Temperaturen nicht so stark erhöhen wie tropische Säugetiere. Die Isolierung ist so effektiv, dass Polarfüchse ihre normale tiefe Körpertemperatur von 100 °F (38 °C) beibehalten können, selbst wenn die Umgebungstemperatur auf -80 °C sinkt ). Dickes Fell ist also offensichtlich eine Anpassung an das Leben in einer kalten Umgebung. Sehen Thermoregulierung

Im Gegensatz zu diesem klaren Beispiel ist es oft schwer, sich der Wirksamkeit einer scheinbaren Anpassung sicher zu sein. Zum Beispiel scheinen die Scombrid-Fische (Tunnies und Makrelen) an schnelles, sparsames Schwimmen angepasst zu sein. Der Körper hat eine nahezu ideale Stromlinienform. Einige andere, weniger stromlinienförmig aussehende Fische sind jedoch für ihre Größe genauso schnell. Es gibt keine Messungen der Energiekosten des Scombrid-Schwimmens, aber Messungen an anderen Arten zeigen keinen klaren Zusammenhang zwischen Energiekosten und Rationalisierung.

Evolution durch natürliche Selektion erhöht tendenziell die Fitness, wodurch Organismen besser an ihre Umgebung und Lebensweise angepasst werden. Daraus könnte man schließen, dass dies letztendlich zu einer perfekten Anpassung führen würde, aber dies ist nicht der Fall. Es muss daran erinnert werden, dass die Evolution in kleinen Schritten verläuft. Tintenfische schwimmen zum Beispiel nicht so gut wie Fische. Der Tintenfisch wäre besser zum Schwimmen geeignet, wenn er anstelle seines Düsenantriebsmechanismus einen fischähnlichen Schwanz entwickeln würde, aber die Evolution kann diese Änderung nicht vornehmen, da sie vom weniger anpassungsfähigen Gipfel absteigen müsste, bevor er den höheren erklimmt.


Die Embryo-Projekt-Enzyklopädie

Ein Keimblatt ist eine Gruppe von Zellen in einem Embryo, die während der Entwicklung des Embryos miteinander interagieren und zur Bildung aller Organe und Gewebe beitragen. Alle Tiere, außer vielleicht Schwämme, bilden zwei oder drei Keimblätter. Die Keimblätter entwickeln sich früh im Embryonalleben durch den Prozess der Gastrulation. Während der Gastrulation reorganisiert sich ein hohler Zellhaufen, der als Blastula bezeichnet wird, in zwei primäre Keimschichten: eine innere Schicht, die als Endoderm bezeichnet wird, und eine äußere Schicht, die als Ektoderm bezeichnet wird. Diploblastische Organismen haben nur die beiden primären Keimblätter, diese Organismen haben charakteristischerweise mehrere symmetrische Körperachsen (Radialsymmetrie), wie es bei Quallen, Seeanemonen und dem restlichen Stamm der Nesseltiere der Fall ist. Alle anderen Tiere sind triploblastisch, da Endoderm und Ektoderm interagieren, um eine dritte Keimschicht, das sogenannte Mesoderm, zu produzieren. Zusammen bilden die drei Keimschichten jedes Organ im Körper, von Haut und Haaren bis hin zum Verdauungstrakt.

Die Gastrulation unterscheidet sich von Spezies zu Art, aber der allgemeine Prozess ist der gleiche: Der hohle Zellball, der die Blastula bildet, differenziert sich in Schichten. Die erste Phase der Gastrulation erzeugt einen zweischichtigen Organismus, der aus Ektoderm und Endoderm besteht. Das Ektoderm bildet die äußeren Bestandteile des Körpers, wie Haut, Haare und Brustdrüsen, sowie einen Teil des Nervensystems. Nach der Gastrulation faltet sich ein Abschnitt des Ektoderms nach innen, wodurch eine Rinne entsteht, die sich schließt und eine isolierte Röhre in der dorsalen Mitte des Embryos bildet. Dieser Neurulationsprozess bildet das Neuralrohr, aus dem das zentrale Nervensystem entsteht. Während der Neurulation bildet das Ektoderm auch eine Gewebeart, die Neuralleiste genannt wird, die hilft, Strukturen des Gesichts und des Gehirns zu bilden. Das während der Gastrulation produzierte Endoderm bildet die Auskleidung des Verdauungstraktes sowie der Lunge und der Schilddrüse. Bei Tieren mit drei Keimblättern induzieren nach der Bildung von Endoderm und Ektoderm Wechselwirkungen zwischen den beiden Keimblättern die Entwicklung des Mesoderms. Das Mesoderm bildet Skelettmuskulatur, Knochen, Bindegewebe, das Herz und das Urogenitalsystem. Aufgrund der Evolution des Mesoderms entwickeln triploblastische Tiere viszerale Organe wie Magen und Darm, anstatt die für diploblastische Tiere charakteristische offene Verdauungshöhle beizubehalten.

Christian Pander, Doktorand von Ignaz Döllinger an der Universität Würzburg in Würzburg, erkannte erstmals die Existenz von Keimblättern bei Küken (Gallus gallus) im Jahr 1817. In den Veröffentlichungen seiner Dissertation beschrieb Pander, wie aus zwei Zellschichten, die er serös und schleimig nannte, eine Zwischenschicht entstand, die er vaskulär nannte. Pander schrieb über die gegenseitige Abhängigkeit dieser drei Schichten sowie die Notwendigkeit ihres Zusammenwirkens zur Bildung von Organen.

1825, acht Jahre nach Panders ersten Beschreibungen, entdeckte Martin Rathke, Arzt und Embryologe aus Preußen (heute Polen), Zellschichten in einem sich entwickelnden wirbellosen Krebs. Astacus Astacus, die denen entsprach, die Pander bei Küken beschrieben hatte. Rathke zeigte, dass die von Pander beschriebenen embryonalen Schichten bei Tieren außerhalb der Wirbeltiergruppe existierten. Karl Ernst von Baer, ​​Professor für Anatomie an der Universität Königsberg in Königsberg, Deutschland, wendete das Keimschichtkonzept von Pander in seinem 1828 . auf alle Wirbeltiere an Über Entwicklungsgeschichte der Thiere. Beobachtung und Reflexion (Zur Entwicklungsgeschichte der Tiere. Beobachtungen und Reflexionen).

Die Diskussion über die Keimblätter schwand in den nächsten einundzwanzig Jahren, aber sie tauchten wieder auf, als Thomas Henry Huxley, ein Naturhistoriker in England, "On the Anatomy and Affinities of the Family of the Medusae" veröffentlichte. In diesem Text von 1849 schlug Huxley vor, dass erwachsene Quallen (Medusae) zwei Gewebeschichten besaßen, die er Grundmembranen nannte, die sich auf die gleiche Weise verhalten, wie Pander die serösen und schleimigen Schichten im Hühnerembryo beobachtet hatte. Huxley erkannte, dass eine Korrelation zwischen der Körperarchitektur der erwachsenen Qualle und des Wirbeltierembryos bestand. Basierend auf dieser Assoziation versuchte Huxley, das Studium von Wirbeltieren mit dem von Wirbellosen zu verbinden und Studien der Entwicklung oder Ontogenese mit Studien der Organismenbeziehungen oder der Phylogenie zu vereinen. Die Beziehung zwischen Ontogenese und Phylogenie, später als Rekapitulation bezeichnet, wurde von Befürwortern der Evolution übernommen und erweitert, darunter Charles Darwin in England und Ernst Haeckel, Professor für vergleichende Anatomie an der Universität Jena in Jena, Deutschland.

In den sechs Jahren nach Huxleys Veröffentlichung über Medusen hat der Embryologe Robert Remak in Deutschland die Keimblatttheorie in seiner Abhandlung auf zwei Arten verfeinert Untersuchungen über die Bildung und Entwickelung der Wirbelthiere (Studien zur Entstehung und Entwicklung von Wirbeltieren). Zunächst bemerkte Remak während seiner Arbeit als Mikroskopiker, dass alle Keimblattzellen des Hühnerembryos aus der ursprünglichen Einzelzelle der befruchteten Eizelle stammten. Somit, so Remak, stammen alle Zellen aus der Teilung bereits vorhandener Zellen, eine Schlussfolgerung, die für die Zelltheorie von zentraler Bedeutung wurde. Zweitens lieferte Remak histologische Beweise für die Existenz von drei verschiedenen Keimblättern und verfolgte deren Derivate während der gesamten Kükenentwicklung. Nur wenige beachteten Remaks Beiträge zur Zelltheorie und zur Erforschung von Keimblättern.

Im Jahr 1867 veröffentlichte Aleksandr Kovalevsky, Professor für Embryologie an der Universität St. Petersburg in St. Petersburg, Russland, eine Reihe von Studien, die das Vorhandensein von Keimblättern bei Wirbellosen nachwiesen. Kovalevskys Arbeit begründete die Universalität und Homologität der Keimblätter im Tierreich.

Laut Jane Oppenheimer, einer Biologin und Wissenschaftshistorikerin, die im 20. Jahrhundert am Bryn Mawr College in Philadelphia, Pennsylvania, arbeitete, veranlasste Kovalevskys Forschung einige der prominentesten Wissenschaftler des 19. Das Konzept der Keimblätter als artenübergreifend invariant hat sich bald etabliert und bildet die Grundlage der Keimblatttheorie. Die Keimschichttheorie ging davon aus, dass jede der Keimschichten, unabhängig von der Art, einen festen Satz von Organen hervorbrachte. 1872 kombinierte Ernst Haeckel Beobachtungen von Keimschichten mit der Evolutionstheorie, um die Hypothese aufzustellen, dass ein unbekannter zweischichtiger Organismus, den er Gastraea nannte, Vorfahren aller anderen Tiere war, was als Gastraea-Theorie bekannt wurde. Ein Jahr später veröffentlichte Edwin Ray Lankester, Professor für Zoologie am University College in London in London, eine der Haeckels ähnliche Theorie zusammen mit einer Klassifizierung aller Tiere anhand ihrer Keimblattzusammensetzung: homoblastisch, diploblastisch und triploblastisch. Forscher verwenden immer noch die Klassifikation von Lankester.

In den späten 1870er Jahren, mehrere Jahre nach den Veröffentlichungen von Haeckel und Lankester, stellten viele Embryologen die Keimblatttheorie und Haeckels Gastraea-Theorie in Frage. Wilhelm His, Rudolf Albert von Kölliker, Oscar und Richard Hertwig, alle damals in Deutschland, wandten sich gegen die Keimschichttheorie. In einer Reihe von Veröffentlichungen von 1878 bis 1881 lieferten die Gebrüder Hertwig den Nachweis, dass die Keimblätter eine größere Differenzierungsfähigkeit besaßen, als die meisten Wissenschaftler erkannten. Im Jahr 1881 formulierten die Hertwigs ihre Coelom-Theorie, die sich auf die Rolle des Mesoderms konzentrierte und auch den Begriff und das Konzept des Mesenchyms einführte, einer Art von tierischem Gewebe, das hauptsächlich aus dem Mesoderm stammt.

Inmitten der vielfältigen Argumente, die die Keimschichttheorie stützen oder leugnen, begannen einige Embryologen in den 1890er Jahren, ihre Bemühungen auf Methoden zu konzentrieren, die ihnen helfen könnten, die Entwicklung von Tieren besser zu verstehen, und sie verwendeten physische Manipulationen von Embryonen anstelle einer rein beobachtenden oder beschreibenden Embryologie. 1901 sagte Charles Sedgwick Minot, Professor an der Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, voraus, dass die Transplantation von Zellen von einer Keimschicht in eine andere dazu führte, dass diese Zellen das Schicksal ihrer neuen Umgebung übernahmen.

Mehr als zwanzig Jahre später, 1924, fanden Hilde Proescholdt Mangold und ihr Doktorvater am Zoologischen Institut in Freiburg, Deutschland, Hans Spemann, Beweise für Minots Vorhersage und demontiert die Grundlagen der Keimblatttheorie. Mangold entnahm der Dorsallippe, einem Gewebe, das das Gastrulastadium organisiert, ein mutmaßliches Ektoderm eines embryonalen Molchs und verpflanzte dieses Gewebe in eine andere Keimschicht der Gastrula einer zweiten Molchart. Das transplantierte Ektoderm reagierte auf die lokale Umgebung des sich entwickelnden Wirtsmolches und induzierte die Bildung eines zusätzlichen Kopfes, einer zusätzlichen Nervensystemstruktur oder eines zusätzlichen Körpers. Dieses Experiment zeigte, dass das Schicksal von Keimblattzellen zu Beginn der Entwicklung nicht vollständig vorherbestimmt ist.

In den fünfzehn Jahren nach Mangolds Arbeit untersuchten Embryologen weiterhin das Potenzial der drei Keimblätter, sich auf verschiedenen Wegen zu differenzieren, und lieferten Beweise, die die Keimblatttheorie weiter schwächten. Sven Hörstadius, Professor an der Universität Uppsala in Uppsala, Schweden, untersuchte an Stachelhäutern, wie zum Beispiel Seeigeln, wie sich Keimblätter differenzieren. Er setzte Transplantations-, Rekombinations- und Schicksalskartierungsexperimente ein, um die Fähigkeit der Keimblätter zu untersuchen, sich in Gewebe zu verwandeln, die für die normale Differenzierung untypisch sind.

Während des Rests des 20. Jahrhunderts sammelten Forscher weiterhin Beweise, die die Theorie entkräfteten, dass Keimschichten vordefinierte oder stark verhängte Gewebe sind. In Anlehnung an die Arbeiten von Spemann, Mangold und Hörstadius erforschten Wissenschaftler das Keimschichtpotenzial für eine vielfältige Entwicklung weiter. In den frühen 1950er Jahren transplantierten Robert Briggs von der Indiana University in Bloomington, Indiana, und Thomas King vom Institute for Cancer Research in Philadelphia, Pennsylvania, Kerne aus dem mutmaßlichen Endoderm des nördlichen Leopardfrosches. Rana pipiens, in Eier, aus denen sie die Kerne entfernt hatten. Briggs und King verfolgten die Entwicklung dieser transplantierten Kerne, um den Zeitpunkt der Zelldifferenzierung zu untersuchen, und legten mit diesen Experimenten den Grundstein für zukünftige Klonforschung. In den späten 1960er Jahren entdeckte Pieter D. Nieuwkoop am Hubrecht-Labor der Königlich Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften in Utrecht, Holland, dass Endoderm benachbarte Ektoderm zur Bildung von Mesoderm anregt. In den 1980er Jahren verlagerten Wissenschaftler ihren Fokus auf die Identifizierung der Gene, die die strukturelle Differenzierung der Keimblätter bewirken. Forscher des frühen 21. Jahrhunderts untersuchten die regulatorischen Netzwerke, durch die einzelne Gene interagieren, um eine Differenzierung der Keimschicht zu bewirken.


Thermoregulierung

Die Körpertemperatur beeinflusst die Körperaktivitäten. Im Allgemeinen steigt mit steigender Körpertemperatur auch die Enzymaktivität. Bei jedem Temperaturanstieg von zehn Grad Celsius verdoppelt sich die Enzymaktivität bis zu einem gewissen Punkt. Körperproteine, einschließlich Enzyme, beginnen zu denaturieren und verlieren ihre Funktion bei hoher Hitze (ca. 50 °C für Säugetiere). Mit wenigen Ausnahmen nimmt die Enzymaktivität pro Temperaturabfall um zehn Grad Celsius bis zum Gefrierpunkt um die Hälfte ab. Einige Fische können dem Einfrieren standhalten und kehren beim Auftauen zur Normalität zurück.

Sehen Sie sich dieses Discovery Channel-Video zur Thermoregulation an, um Illustrationen dieses Prozesses bei einer Vielzahl von Tieren zu sehen.

Neuronale Kontrolle der Thermoregulation

Das Nervensystem ist wichtig für Thermoregulierung. Die Prozesse der Homöostase und Temperaturkontrolle sind im Hypothalamus des fortgeschrittenen Tiergehirns zentriert.

Übungsfrage

Abbildung 3. Der Körper ist in der Lage, die Temperatur als Reaktion auf Signale des Nervensystems zu regulieren.

Wenn Bakterien durch Leuckozyten zerstört werden, werden Pyrogene ins Blut freigesetzt. Pyrogene setzen den Thermostat des Körpers auf eine höhere Temperatur zurück, was zu Fieber führt. Wie können Pyrogene die Körpertemperatur ansteigen lassen?

Der Hypothalamus hält den Sollwert für die Körpertemperatur durch Reflexe, die bei zu warmem Körper Gefäßerweiterung und Schwitzen oder bei zu kaltem Körper Gefäßverengung und Zittern verursachen. Es reagiert auf Chemikalien aus dem Körper. Wenn ein Bakterium durch phagozytische Leukozyten zerstört wird, werden Chemikalien, die als endogene Pyrogene bezeichnet werden, in das Blut freigesetzt. Diese Pyrogene zirkulieren zum Hypothalamus und setzen den Thermostat zurück. Dadurch kann die Körpertemperatur ansteigen, was allgemein als Fieber bezeichnet wird. Eine Erhöhung der Körpertemperatur führt dazu, dass Eisen eingespart wird, wodurch ein von Bakterien benötigter Nährstoff reduziert wird. Eine Erhöhung der Körperwärme erhöht auch die Aktivität der Enzyme und Schutzzellen des Tieres, während die Enzyme und die Aktivität der eindringenden Mikroorganismen gehemmt werden. Schließlich kann auch Hitze selbst den Erreger abtöten. Fieber, das früher als Komplikation einer Infektion galt, gilt heute als normaler Abwehrmechanismus.


ANAT2341 Gruppenprojekte

K12 Schülerarbeitsblätter

Diese Arbeitsblätter sind als kurze Unterrichtsübungen konzipiert, die heruntergeladen und ausgedruckt (PDF-Version) oder vom Lehrer (Word-Version) für den Unterricht modifiziert werden können. Der Biologielehrplan kann je nach Klasse, Bundesland und Land variieren. Bitte überprüfen Sie die Materialien vor der Verwendung für Unterrichtszwecke genau.

Der Inhalt der Arbeitsblätter sollte nicht für kommerzielle Zwecke verwendet oder online veröffentlicht werden.

Weitere Arbeitsblätter werden derzeit entwickelt.

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Sehen Sie sich die Stufen und Tabellen an und überlegen Sie sich, ob Sie Übungen zum Vergleich der verschiedenen Arten entwerfen.


Interaktion mit anderen Systemen

Ihr Nervensystem interagiert mit jedem anderen System in Ihrem Körper. So wie alle Ihre Zellen Sauerstoff benötigen, der vom Kreislaufsystem transportiert wird, benötigen alle Ihre Gewebe und Organe Anweisungen und Anweisungen vom Nervensystem. Es gibt eine offensichtliche Wechselwirkung zwischen Ihren Muskeln und Ihrem Nervensystem. Diese Interaktion hilft Ihnen, sich zu bewegen und mit Ihrer Umgebung zu interagieren.

Es gibt viele versteckte Interaktionen in Ihrem Körper. Ihr endokrines System arbeitet eng mit Ihrem Gehirn und Ihrem zentralen Nervensystem zusammen, um die Bildung bestimmter Hormone und Enzyme zu kontrollieren. Ihr Verdauungs- und Ausscheidungssystem arbeitet sowohl bewusst als auch unbewusst mit dem Nervensystem zusammen. Während die Verdauung ohne deine Gedanken weitergeht, hast du Essen, Pinkeln und Kacken unter deiner Kontrolle.


Der Chloroplast ist in der Pflanzenzelle vorhanden.

Der Chloroplast ist in einer tierischen Zelle nicht vorhanden.

Pflanzenzellen und Tierzellen haben viele Gemeinsamkeiten, da sie beide eukaryontische Zellen sind. Die Ähnlichkeiten zwischen der tierischen Zelle und der pflanzlichen Zelle haben sich im Laufe der Evolution und Geschichte erhalten. Weil die Umstände, mit denen jeder Zelltyp konfrontiert war, ähnlich waren und ähnliche Werkzeuge benötigt wurden.

Pflanzenzellen haben bestimmte Unterscheidungsmerkmale, einschließlich Chloroplasten, Zellwände und Vakuolen. Die Photosynthese findet in Chloroplasten statt, Zellwände ermöglichen Pflanzen starke, aufrechte Strukturen und Vakuolen helfen, den Umgang der Zellen mit Wasser und die Speicherung anderer Moleküle zu regulieren.

Tierzelle und Pflanzenzelle unterscheiden sich deutlich. Die Struktur einer Pflanzen- und Tierzelle hängt davon ab, wie sie ihre konstante innere Umgebung beibehält. Pflanzen und Tiere haben unterschiedliche Arten der Energiegewinnung entwickelt und daher unterscheiden sich auch ihre Zellen.

Alle eukaryotischen Zellen, ob Pflanzenzelle oder Tierzelle, enthalten den Zellkern und wenige Organellen gemeinsam mit den Ähnlichkeiten in ihrer Funktion mit Ausnahme der wenigen. Der Unterschied liegt darin, dass die Pflanzen als autotroph und die Tiere als heterotroph bezeichnet werden.


Schau das Video: Eine Reise durch deinen Körper (Januar 2023).