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Portfolio
Biowissenschaften

Gymnasium Ohmoor

15 Punkte, 2017

Natascha C. ©
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ID# 66051







Portfolio Biologie S1

Herr


Semester 1

Sport Biologie Profil


Inhaltsverzeichnis_____________Seite__

Erwartungshorizont……………………………………………… …… 3

Osteogenesis imperfecta…………………………………………………………. 3

Die Faszie…………………….…………………………………………….……. 4

Welche Aufgabe hat das Knochenmark…….……………………………….…… 4-5

Proteine und Aminosäure…………………………………………………………… 5

Wie verarbeitet der Körper einen körperfremden Stoff…………………………… 5-6

Wie entstehen Kopfschmerzen…………………………………………………… 6-7

Aktionspotential Pflanzenzelle…………………………………………………… 7-8

Wie wirken Drogen……………………….………………………………………… 8-9

Was sind Neurotransmitter………………………………………………………… 8-9

Multiple Sklerose… ……………………………………………………………… 9-10

Was für Muskeln gibt es im Gesicht ………………………………………………. 10

Knorpel und Fettkörper im Kniegelenk………………… …………………………. 11

Reflektion…………………………………………………………………………… 12

Quellen……………………………………………………………………………… 13


Meine Motivation und Erwartungshorizont an mich persönlich

Das Portfolio ist eine, meiner Meinung nach, lehrreiche Aufgabe, da wir uns öfter als in der Schule mit biologischen Sachverhalten auseinandersetzen und uns gleichzeitig eine Anlage zusammenstellen, die uns auf das Abitur vorbereitet.

Für mich persönlich war von Anfang an klar, dass ich das Portfolio für mich selber anlege und davon auch entsprechenden Nutzen tragen werde. Darüber hinaus bin ich interessiert an der Biologie und im erweiterten Sinne an der Gesundheit und der Funktionalität des komplexen humanen Körpers, da ich ein Medizinstudium anstrebe und mich darauf im Rahmen der Schule vorbereiten zu versuche.

Ich erhoffe mir durch dieses Portfolio eine Art Hilfestellung oder sogar Erleichterung bei der Vorbereitung auf das Abitur. Durch eine vielfältige Wahl von Themen möchte ich mir diese erstellen.

Osteogenesis Imperfecta

Die „Glasknochenkrankheit“ ist eine Krankheit, wobei Betroffene auch von einer Behinderung sprechen, bei der die Knochen sehr leicht brüchig sind und im Röntgenbild eine glasige Struktur bilden. Die Osteogenesis Imperfecta (OI) ist eine seltene Erbkrankheit, an welcher in Deutschland ca. 2500 bis 4500 Menschen erkrankt sind. Die Ursache von der OI liegt in der Fehlbildung von Kollagen Typ 1, welches Hauptbestandteil des Bindegewebes ist und das wichtigste Proteine für den Knochenmatrixaufbau.

Die Fehlbildung entsteht durch eine Punktmutation (Veränderung von nur einer Nukleinbase) der Erbinformation. Der Austausch von einem relativ kleinen Protein (Glycin) mit einem größeren hemmt die Synthese des Kollagens. Die Kollagentriplehelix wird nicht genügend zusammengedreht, wodurch eine Instabilität entsteht. Außer der größten Auswirkung, die der brüchigen Knochen, treten viele weitere Symptome auf wie zum Beispiel Kleinwuchs, Schwerhörigkeit, überdehnbare Gelenke, schwache Muskeln, Verbiegung der Wirbelsäule und blaue Skleren.

Es gibt verschiedene Typen der OI.

OI TYP II gilt als einer der stärksten, da eine unterentwickelte Lunge Atemprobleme bereitet und er in der Literatur als „nicht überlebensfähig“ gilt, jedoch kann die sich weiterentwickelte Medizin heute deutlich bessere Prognosen liefern. Die von OI TYP III Betroffenen sind meist kleinwüchsig und erleiden die stärksten Deformierungen, wodurch ein Rollstuhl ist nahezu erzwungen ist.


Die Faszie

Der Begriff stammt aus dem lateinischen (fascia) und heißt „Bündel“, ist ein Teil des Bindegewebes und umhüllt somit die Weichteile des Körpers, Organe, Muskeln und Gelenkkapseln.

Die Faszien haben eine wichtige Aufgabe : aufgrund ihrer hohen Wasserbindefähigkeit, dienen sie dem Körper als Wasserspeicher. Des Weiteren trägt es zu dem Immunsystem bei, Viren kommen nur sehr bedingt durch die Barriere.


Aber warum schmerzen die Faszien letztlich manchmal? Wenn man von Schmerzen in den Faszien spricht, meint man damit hauptsächlich die Faszien, die sich um Muskeln legen, wie eine Art Haut.

Lymphe transportiert sowohl Abbauprodukte aus unseren Zellen als auch Aufbaustoffe. Jede Bewegung des Muskels begünstigt den Fluss der Lymphe.

Der Lymphfluss durch die Faszie kann durch eine Muskelverspannung, bei welcher ATP freigesetzt wird, beeinträchtigt werden. Folgendes Problem entsteht:

die Lymphe, welche auch den Blutgerinnungsfaktor Fibrinogen transportiert, wird durch die fehlende Bewegung des Muskels gestaut und das Fibrinogen wird mithilfe von bestimmten Substanzen, unteranderen ATP, zu Fibrin umgewandelt, welches zur Verschließung von Wunden zuständig ist und verklebt folglich das Bindegewebe.

In den Faszien finden sich mehrere sympathische Nervenendigungen. Diese werden bei einer Verklebung oder Verhärtung eingequetscht, was zu Schmerzen führt.

Bei einer Ãœberdehnung oder Ãœberbelastung eines Muskels kommt es zu Rissen in der Gewebshaut, welche jedoch noch wenigen Tagen wieder verheilen.


Welche Aufgabe hat das Knochenmark?


Das rote Knochenmark ist für die Produktion und Speicherung des Blutes zuständig. Es produziert pro Sekunde etwa 2 Millionen neue Blutkörperchen. Die Erythozyten, welche mithilfe von Hämoglobin für den Transport von Sauerstoff verantwortlich sind, werden im roten Knochenmark durch Erythropoese hergestellt. Das gelbe Knochenmark ist nicht fähig Blutkörperchen herzustellen, da sich hier im Laufe der Zeit Fett ablagert.

Wenn jedoch beispielsweise aufgrund einer Verletzung mehr Blut hergestellt werden muss, so kann sich das rote Knochenmark ausdehnen und somit das gelbe Knochenmark zurückdrängen.

Im Knochenmark werden auch die Thrombozyten hergestellt, die kleinsten Blutkörperchen, welche für die Blutgerinnung zuständig sind.

Es produziert noch einige weitere Blutkörperchen.

Proteine und Aminosäuren

Proteine sind Makromoleküle und bestehen aus Aminosäuren, welche sich zu langen Polypeptidketten zusammengebunden haben. Je nach Größe und Struktur wird entschieden, was die Wirkung des jeweiligen Proteins ist. Ein Oligopeptid, also eine Verbindung von acht Aminosäuren stellt beispielsweise ein Hormon dar. Um ein Enzym zu bilden werden mehr als 50 Aminosäuren benötigt.

Eine Aminosäure setzt sich aus einem Kohlenstoff, welches ein Wasserstoffatom und verschiedene Gruppe bindet, zusammen. Einmal die Aminogruppe und einmal die Carboxylgruppe. Die letzte freie Andockstelle des Kohlenstoffs bindet die Restgruppe. Welche Aminosäure sich bildet hängt von den Restgruppen ab. Die unterschiedliche Ladung der Seitenketten ist entscheidend für die Struktur des Proteins und somit auch für dessen Funktion.

Durch Decarboxylierung (Abspaltung eines Kohlenstoffdioxidmoleküls) entstehen aus Aminosäuren biogene Amine. Diese haben wichtige Funktionen als Neurotransmitter. Aminosäuren können durch Glutamat und Aspartat im Harnstoffzyklus abgebaut werden.


Wie verarbeitet der Körper körperfremde Stoffe?

Um einen körperfremden Stoff zu verarbeiten, muss er zunächst einmal erkannt werden.

Granulozyten, Monozyten und Lymphozyten werden zusammen als weiße Blutkörperchen oder Leukozyten bezeichnet und bilden die körpereigene Immunabwehr und werden im Knochenmark hergestellt.

Lymphozyten sind für eine funktionierende Infektionsabwehr erforderlich, da sie den Stoff erkennen, die benötigten Abwehrstoffe produzieren und teilweise selber körperfremde Zellen zerstören können. Sie steuern außerdem die Granulozyten und fungieren als Gedächtniszelle, um Stoffe wiederzuerkennen, die der Körper schon einmal bekämpft hat.

Wenn die spezifische Abwehr an ihre Grenzen kommt, dann wird die spezifische Abwehr aktiviert. B- Lymphozyten sammeln sich im Thymus und bilden dort Antikörper gegen den Erreger.


Wie entstehen Kopfschmerzen

Äußere Faktoren wie Stress, Mangelernährung, das Wetter sowie ein veränderter Tagesrhythmus können Kopfschmerzen hervorrufen. Diese setzen das Gehirn so dermaßen unter Druck, dass es keine Möglichkeit mehr gibt sich zu entspannen und das Nervensystem zu beruhigen.

Zentrale Nervenzellen geraten dabei aus dem Gleichgewicht und es kommt zu Reizverarbeitungsstörungen im Gehirn. Die Ursachen der Migräne sind seit langem weltweit Teil intensiver wissenschaftlicher Forschung.

Dabei wurde festgestellt, dass eine bestimmte Reaktionsweise der Arterien und der glatten Muskulatur in den Gefäßwänden des Blutkreislaufsystems mitverantwortlich für die Migräneentstehung ist. Die Arterien versorgen Nervenzellen im Gehirn, die für eine geregelte Nervenfunktion zuständig sind, mit Sauerstoff und Energie. Eine zeitweise Störung tritt bei dieser Versorgung in Migräneanfällen ein.

Forscher fanden zuletzt einen körpereigenen Stoff, der so stark wie Morphin wirkt, es handelt sich hierbei um ein Protein namens Prostataspezifische Saure Phosphatase (PAP). Dieses Enzym kommt in Nervenzellen vor, welche für die Schmerzempfindung zuständig sind und verwandelt schmerzverursachende Botenstoffe in solche, die Schmerzen stillen.


Aktionspotential in der Pflanzenzelle

Grundsätzlich sind auch pflanzliche Zellen elektrisch erregbar.

Im Gegensatz zur tierischen Zelle wird die Depolarisation nicht durch Eintritt von positiven Natriumionen erzeugt, sondern durch Ausfluss von negativen Chlorid-Ionen. Beispielsweise eine Mimose schließt ihre Fiederblättchen bei Berührung.

Dies geschieht allerdings nur teils, die Erregung breitet sich also nicht über die gesamte Pflanze aus. Bei einer Verletzung des Blättchens wird das gesamte Blatt zur Erregung gebracht, in Extremfällen sogar die gesamte Pflanze. Dabei lässt sich erkennen, dass die Pflanze in diesen deutlich schneller reagieren kann, mit einer Erregungsleitungsgeschwindigkeit von über 10 cm pro Sekunde.

Mimose : Bei Erschütterungsreiz : 0,7-5 cm pro sek

Bei Verwundung (traumatischer Reiz) : >10 cm pro sek

Bei der Venusfliegenfalle (rechts abgebildet) verläuft das Zuklappen der Zelle folgend: die Fliege setzt sich auf die Fliegenfalle und berührt ein Sinneshaar. Die Verbiegung des Sinneshaares bewirkt eine Erregungsweiterleitung zu den Tafelzellen, welche eine Verformung der Sinneszellen auslösen. Von dort aus wird ein Signal durch die Parenchymzellen zum motorischen Gewebe geleitet und gespeichert.

Das zusammengeklappte Blatt sondert eine Verdauungsflüssigkeit ab und verdaut das Insekt in einem Vorgang der circa eine Woche dauert.

In dieser Abbildung erkennt man

Bei einem starken Reiz (a) steigt das Membranpotential mit einer höheren Geschwindigkeit und erreicht des Weiteren einen positiveren Hochpunkt. Wenn ein schwächerer Reiz (b) auf die Pflanze wirkt, so steigt das Membranpotential nur unauffällig. In dem Graphen a fällt das Potential trotz anhaltendem starken Reiz. Daran zeigt, dass die Zelle das Potential nur für kurze Zeit einnehmen kann.


Wirkung von Drogen

Was sind Neurotransmitter


Ich habe mich mit Videos von TheSimpleBiology zum Thema Wie wirken Drogen mit folgenden Videos beschäftigt :

Drogen, sei es Alkohol, Marihuana, LSD, Kokain etc., geraten nach einer gewissen Zeit in die Blutbahnen und somit auch zu den Synapsen der Nervenzellen, vor allem zu denen im Gehirn.

Opiate unterdrücken Schmerzen indem die Ausschüttung von schmerzerregenden Transmitter gestoppt wird. Drogen wie Kokain können eine Dauererregung verursachen. Der Weg zurück ins Endknöpfen wird inaktiv und die Neurotransmitter bleiben im synaptischen Spalt und aktivieren häufiger als normal die Rezeptoren an der postsynaptischen Membran. Eine dauerhafte Erregung der Postsynapse wird verursacht.

Nikotin nimmt eine ähnliche Wirkung wie die Neurotransmitter ein, es steigert die Dopaminproduktion und führt zu einem Wohlgefühl und Beruhigung.

Bei dem Konsum von Alkohol werden die Rezeptorbindungsstellen von Alkoholmolekülen besetzt und die Sensitivität wird verändert. Rezeptoren können somit den Neurotransmitter besser bzw. schlechter und somit länger oder kürzer binden.

Dort verbinden sie sich mit dem Rezeptor und senden ein postsynaptisches Signal. Diese können zB. dafür sorgen, dass die Ionenkanäle geöffnet werden. Wenn das Signal abgeschickt wurde, lösen sie sich von dem Rezeptor und werden im synaptischen Spalt vernichtet oder mit Transmittern wieder in das Endknöpfchen transportiert und dort entweder recycelt oder abgebaut. Es gibt verschiedene Neurotransmitter, die verschiedene Reaktionen auslösen.

Mir hat dieses Thema gefallen, da ich nun die Wirkung von beispielsweise Alkohol verstehe und mich zudem vertieft über die Nervenzelle informiert habe.


Multiple Sklerose

Wirbeltiere zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie besonders schnell Reize in Form einer Erregung weiterleiten können. Diese saltatorische Reizweiterleitung ist aufgrund von den Schwan`schen Zellen um das Axon einer Nervenzelle möglich. Die Myelinscheide isoliert das Innere eines Axons zum extrazellulären Raum und somit kann dort eine schnelle Weiterleitung des Aktionspotentials entstehen.

Sie wird als eine chronisch-entzündliche Erkrankung beschrieben, welche durch einen Angriff des Abwehr- und Immunsystems auf körpereigene Strukturen, hier die Myelinscheiden ausgelöst wird.

Die Ursache von MS ist noch nicht konkret erforscht, ist jedoch möglicherweise erblich bedingt und hängt von Umwelteinflüssen ab. Am Anfang der Krankheit kommt die MS in Schüben und entwickelt sich dann nach und nach zu einer chronischen Erkrankung. Derzeit gibt es Hypothesen für die Entwicklung dieser Krankheit, welche meist im Alter von 20-40 Jahren stattfindet, die sind allerdings noch nicht wissenschaftlich belegt.

MS ist außerdem nicht vorhersehbar.


  • Nach der Vitamin-D-Stoffwechselhypothese könnte ein hoher Vitamin-D-Spiegel im Kindesalter mutmaßlich zu einem niedrigerem Erkrankungsrisiko führen.

  • Da Frauen erkranken häufiger als Männer, besagt die Geschlechterhypothese, dass möglicherweise hormonelle Faktoren eine Rolle spielen.


Welche Muskeln gibt es im Gesicht

Im Gesicht gibt es 26 Muskeln. Davon sind acht für die Mimik zuständig. Sie werden auch Mimische Muskeln genannt. Diese bewegen kein Gelenk, sie bewegen die Haut und liegen unter der ersten Hautschicht. Mimische Muskeln haben keine Faszie. Diese Muskelgruppe wird von Ästen des siebten Hirnnervs, dem Nervus facialis innerviert.


Knorpel und Fettkörper im Knie

Der Meniskus ist ein Knorpel im Kniegelenk und liegt zwischen

Ober – und Unterschenkelknochen. Er stellt eine Art Stoßdämpfer dar


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