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Klausuren - Online Media Server - Uni

1. Il Nacheinander sollen bei mindestens zwei Personen pro Gruppe die Ver nderungen in Puls und Blutdruck bei k rperlicher Belastung im Zeitverlauf untersucht werden Hierzu steigt eine Versuchsperson auf das Fahrradergometer Nach einer Anpassung von einigen Minuten auf dem Fahrradergometer sitzend wird der Ruhepuls und Ruhe Blutdruck ermittelt t 1 Hierauf soll sich die Versuchsperson einer maximalen k rperlichen Belastung von 1 Minute Dauer Stoppuhr aussetzen Unmittelbar nach Ablauf der Minute werden erneut Puls und Blutdruck bestimmt to 38 C Herzphysiologie die Versuchsperson bleibt weiterhin auf dem Fahrradergometer sitzen und die Puls und Blutdruckmessung wird nach 3 t und 6 t2 Minuten wiederholt Erweiterung mit EKG Eine Versuchsperson legt sich auf eine Liege und wird gem Anleitung an das EKG Ger t angeschlossen Nach einigen Minuten wird ein Ruhe EKG registriert t 1 Die Versuchsperson setzt sich hierauf auf das Fahrradergometer Nach einer kurzen Anpassung auf dem Fahrradergometer sitzend soll f r 1 Minute eine maximale k rperliche Belastung erreicht werden Sofort nach Beendigung der Belastung steigt die Versuchsperson vom Fahrrad legt sich auf die Liege und ein EKG wird aufgezeichnet to Die Versuchsperson bleibt am Ger t angeschlossen liegen und nach 3 t1 bzw 6 t2 Minuten wird ein weiteres EKG registriert Auswertung 1 Vergleichen Sie die gemessenen systolischen und diastolischen Ruhe
2. Atemkalk Prinzip des geschlossenen Systems zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahme ber einen Atemschlauch mit Ventil und Mundst ck atmet die Versuchsperson aus einem Tauchglockengasometer S 506 Sauerstoff ein Die Ausatemluft wird durch einen Atemkalk Beh lter CO2 Absorption in die Spirometerglocke zur ckgeleitet wobei die Nase w hrend des Versuchs mit einer Nasenklemme verschlossen ist Die atemcyclischen Bewegungen der Glocke werden ber ein Schreibsystem Rollen Schreibhebel Gewicht auf einem gleichm ig bewegten Registrierpapier aufgezeichnet Auf diese Weise erh lt man ein Spirogramm Legt man an dessen untere Umkehrpunkte einen Tangente ist deren Steilheit Anstieg in Liter pro Zeit ein direktes ma f r die Sauerstoffaufnahme im Beispiel 0 51 min 19 A Atmung 3 4 Auswertung Die unter aktuellen Bedingungen gemessene Sauerstoffaufnahme muss aus Standardbedingungen umgerechnet werden damit die Me ergebnisse unabh ngig von Temperatur und Luftdruck vergleichbar werden Als Normbedingungen gelten die sogenannten STPD Bedingungen Standard for Temperature Pressure Dry d h 760 mmHg 0 C und Trockenheit Der Umrechnung liegt folgende Gleichung zugrunde Vorsicht Einheiten beachten RB fmo _273 V y 760 273 t Vo auf Standard Bedingungen STPD reduziertes Volumen V gemessenes Volumen Pp Barometerdruck Pho Wasserdampfdruck im Spirometer s Tabelle 2 t Temperatur des
3. edition Freeman New York S 220 ff S 256 ff S 274 ff Weiterf hrende Literatur siehe in den Hinweisen der oben genannten Lehrb cher 85 H Sinnesphysiologie 2 6 Versuchsbeschreibungen Hanke W Hamdorf K Horn E Schueper C 1977 Praktikum der Zoophysiologie 4 Auflage Fischer Stuttgart S 192 194 H rphysiologie S 235 241 S 248 Sehphysiologie Nachtigall W 1981 Zoophysiologischer Grundkurs 2 Auflage Verlag Chemie Weinheim S 190 193 H rphysiologie S 198 211 Sehphysiologie Entsprechen beide recht gut dem experimentellen Teil des Praktikums 2 7 Handwerkszeug Wird gestellt dennoch mitzubringen sind Schreibzeug und Protokollheft ein USB Stick pro Gruppe sowie gute Laune all u nn 4 Taus Zwisgnelal Effekt j 1 er K T Vv r Abb 1 Abb 1 Links sind typische Elektroretinogramme mit monophasischem A und biphasischem B Verlauf zu sehen Schematische Querschnitte durch die verschiedenen Komplexaugentypen mit den entsprechenden Strahleng ngen sind in der rechten Zeichnung dargestellt a Appositionsauge b optisches Superpositinsauge c neurales Superpositionsauge 86 H Sinnesphysiologie 3 Versuch A Physiologische Untersuchungen am Komplexauge der Insekten 3 1 Elektroretinogrammableitungen am Komplexauge eines Insekts ERG Zu den Leistungen eines optischen Systems geh ren r umliches und zeitliches Aufl sungsverm gen spektrale
4. Empfindlichkeit absolute Lichtempfindlichkeit Einige dieser Eigenschaften sollen im Insektenauge untersucht und falls m glich mit dem menschlichen Auge verglichen werden Belichtet man das Auge von Wirbeltieren oder Wirbellosen so treten infolge der Lichtabsorption der Photorezeptoren und des anschlie enden Transduktionsprozesses Potentialschwankungen im Auge auf Diese Summenpotentiale der gesamten elektrischen Aktivit t des Auges kann man mit geeigneten Elektroden als Potentialdifferenz zwischen Auge und Umgebung ableiten Die Potentiale haben z T komplizierte Kurvenverl ufe die bis heute nicht endg ltig erkl rt sind vgl Summenableitungen EKG EEG die aber eine einfache Methode darstellen um quantifizierbare Aussagen ber Erregungsvorg nge in den Photorezeptoren zu machen Die ERG Kurve der Insekten ist z B stark von den Ableitbedingungen abh ngig Temperatur Luftdruck Alter der Pr parate Einstichtiefe der Ableitelektrode Elektrodenmaterial Eingangswiderstand des Verst rkers etc W hrend man bei langsamen Insekten Bsp Heuschrecken Schaben tendenziell eher monophasische Potentialverlaufe Abb 1 A feststellen kann sind bei schnellfliegenden Formen zu denen die Schmei fliege Calliphora z hlt diphasische Potentialverlaufe Abb 1 B charakteristisch In dieser Form des diphasischen ERGs spiegelt sich sowohl die summierte Aktivit t der Rezeptoren wieder als auch die Summenaktivit t nachgeschalteter neuronale
5. gemessenen Gasvolumens in C 1mm Hg 1 torr 133 3 Pa 0 133 kPa 1bar 100 kPa Der Sauerstoffverbrauch in Ruhe wird graphisch ermittelt Die Neigung der registrierten Atemkurve wird bestimmt indem man die inspiratorischen Umkehrpunkte durch eine gerade Linie verbindet Mit Hilfe der Eichlinien f r das Volumen auf dem Registrierpapier kann auf der Geraden der Sauerstoffverbrauch direkt abgelesen werden Aus dem respiratorisch bestimmten Sauerstoffverbrauch l t sich die tats chlich unter den vorgegebenen Bedingungen umgesetzte Kalorienmenge berechnen Da in unserem Versuch die CO2 Ausscheidung nicht mitbestimmt wurde wird f r die Berechnung ein RQ von 0 85 zugrundegelegt F r diesen RQ wird nach der Tabelle 1 das kalorische quivalent f r 11 Sauerstoff ermittelt Aus dem im Versuch bestimmten O2 Verbrauch pro Minute wird der Umsatz der Versuchsperson in kJ 24 Stunden berechnet 1kcal 4 19 kJ Vitalkapazit t expiratorisches und inspiratorisches Reservevolumen Atemzugvolumen Atemminutenvolumen und Atemfrequenz k nnen ebenfalls auf dem Schreiberpapier abgelesen werden 20 Respiratorischer Quotient Prozentualer Anteil am Prozentualer Anteil an Gesamt Sauerstoffverbrauch Kohlenhydrat Kohlenhydrat 1 2 3 72 7 76 1 82 9 86 3 89 8 93 2 96 6 100 0 9 209 9 844 10 518 11 231 11 987 12 788 13 634 14 530 15 477 16 477 17 535 18 650 19 827 21 068 22 377 23 756 25 209 26
6. gest rte circadiane Aktivitatsrhythmen aufweisen Vor allem zwei Gene per und tim per period tim timeless Gene die auch bei S ugern gefunden wurden koppeln negativ auf ihre eigene Transkription zur ck so dass circadiane Schwankungen in deren mRNA und Proteinmenge entstehen Wie dieser feedback loop im Zellkern zu circadianen Schwankungen in der Spontanaktivit t der Schrittmacherneuronen f hrt ist weitgehend unbekannt Bei Insekten ebenso wie bei S ugern gibt es nicht nur einen circadianen Schrittmacher sondern sehr viele verteilte Uhren die untereinander synchronisiert werden Das hei t der PER TIM feedback loop findet sich in sehr vielen Zellen des K rpers Aber man wei von verschiedenen Insekten dass das Schrittmacherzentrum das die Laufaktivit t der Tiere kontrolliert in peptidergen Neuronen im Gehirn der Tiere liegt Diese peptidergen Neuronen enthalten das Neuropeptid pigment dispersing factor PDF Bei Drosophila ebenso wie bei der Schabe Leucophaea maderae innervieren diese PDH enthaltenden Neurone die akzessorische Medulla ein kleines Neuropil zwischen Medulla und Lobula in den optischen Loben des Gehirns Diese akzessorische Medulla ist offensichtlich das 112 K Chronobiologie Hauptschrittmacherzentrum von Schaben und wahrscheinlich auch von anderen Insekten Circadiane Begriffe Periodenl nge t Die Zeit nach der eine bestimmte Phase der Schwingung Frequenz Amplitude Phase Ci
7. kann durch kleine im Plexiglaslineal vorhandene L cher mit einer an einem Mikroschalter befestigten Borste mechanisch gereizt werden ohne ihn zu verletzen Die Potentiale der Muskeln und des Bauchmarks c schematische Querschnitte von Wurm und Bauchmark werden von Stecknadelelektroden an der Haut abgegriffen und lassen sich nach Verst rkung und A D Wandlung mit dem Computer registrieren und abbilden 66 F Nervenphysiologie Bio Verstarker EEG PC ENG Verst rkung EOG EKG EMG x100 1000 ww AD DA Wandler Input 1 Input 2 Power Amplifier Trigger a ee Status in in ou ou 00 Zn Ableitelektroden Alufolie re Regenwurm y Reizgeber Reizelekiroden Erdungsblech Abb 2 Darstellung der Versuchsanordnung und der Verschaltung der zu verwendenden Ger te bei mechanisch
8. mM Tris Acetat Puffer pH 8 6 1 Celluloseacetat Streifen 1 2 Minuten mit Puffer tranken Folien flach auf die Pufferl sung fallen lassen und erst nach v lliger Benetzung vorsichtig mit der Pinzette untertauchen 2 Elektrophoresekammern bis zu den Strichmarken mit Puffer f llen 3 Streifen zwischen Filterpapier abtupfen nicht mit den Fingern anfassen und auf die Tragerbrucke aufziehen Br cke in die Kammer einsetzen 4 Serumprobe mit einem Deckgl schen dessen Schmalkante vorher in Serum getaucht wurde auftragen Auf welcher Elektrodenseite bei pH 8 6 5 Kammerdeckel schlie en erst dann Elektrodenkabel mit dem Netzger t verbinden auf gleiche Farbe achten Polung Ger t einschalten 210 V Gleichspannung bei constant voltage einstellen mA Wert notieren auch w hrend der Trennung kontrollieren Dauer 45 Minuten 25 10 11 B Blut Farbbad 5 Minuten 0 5 g Amidoschwarz in 45 mi Ethanol 45 ml Aqua dest 10 ml 100 Essigs ure Entf rbung 3 x 2 3 Minuten 475 ml Ethanol 475 ml Aqua dest 50 ml 100 Essigs ure leichtes Schwenken des Gef es erleichtert die Entfarbung Entw sserung exakt 30 Sekunden 100 ml reines Ethanol Transparenzbad exakt 2 Minuten 86 ml Ethanol 14 ml 100 Essigs ure immer frisch ansetzen Trocknen Die Streifen werden aus dem Transparenzbad herausgenommen und luftblasenfrei auf einen Objekttr ger aufgezogen Die berstehenden Enden des Streifens rei t man an
9. 018 41 251 43 595 46 050 48 627 51 323 54 156 57 11 9 649 10 312 11 013 11 756 12 543 13 375 14 256 15 188 16 171 17 212 18 309 19 468 20 690 21 977 23 337 24 764 26 271 27 858 29 525 31 281 33 122 35 062 37 099 39 237 41 480 43 836 46 302 48 981 51 600 54 446 57 41 0 361 9 714 10 380 11 085 11 833 12 624 13 461 13 347 15 284 16 272 17 319 18 422 19 587 20 815 22 110 23 476 24 912 26 426 28 021 29 697 31 461 33 312 35 261 37 308 39 457 41 710 44 078 46 556 49 157 51 879 54 737 57 72 9 779 10 449 11 158 11 910 12 706 13 547 14 438 15 380 16 374 17 742 18 536 19 707 20 941 22 243 23 616 25 060 26 582 28 185 29 870 31 642 33 503 35 462 37 518 39 677 41 942 44 320 46 811 49 424 52 160 55 030 58 03 22 B Blut KURS B BLUT BESTANDTEILE UND FUNKTIONEN DES BLUTES 1 Einleitung Zu den Hauptaufgaben des Blutes geh ren der Transport zahlreicher Stoffe Atemgase N hrstoffe Stoffwechselprodukte hom ostatische Funktionen Regulation der W rmabgabe Konstanthaltung des pH Wertes die Signal bermittlung Hormone die Abwehr k rperfremder Stoffe durch phagozytierende und Antik rper bildende Blutzellen Leukozyten In diesem Kurs sollen einige der genannten Funktionen des S ugerblutes mit verschiedenen Testverfahren untersucht werden 2 Grundkenntnisse Zusammensetzung und Funktionen des Bl
10. 739 28 349 30 043 31 824 33 605 35 663 37 729 39 898 42 175 44 563 47 067 49 692 52 442 55 324 der Gesamt Kalorienerzeugung 1 10 4 76 8 40 12 0 15 6 19 2 22 8 26 3 29 9 33 4 36 9 40 3 43 8 47 2 50 7 54 1 57 5 60 8 64 2 67 5 70 8 74 1 77 4 80 7 84 0 87 2 90 4 93 6 96 8 100 0 Fett 4 100 0 98 9 95 2 91 6 88 0 84 4 80 8 77 2 73 7 70 1 66 6 63 1 59 7 56 2 52 8 49 3 45 9 42 5 39 2 35 8 32 5 29 2 25 9 22 6 19 3 16 0 12 8 9 58 6 37 3 18 A Atmung kcal Liter O Kalorisches Aquivalent 4 686 4 690 4 702 4 714 4 727 4 739 4 751 4 764 4 776 4 788 4 801 4 813 4 825 4 838 4 850 4 862 4 875 4 887 4 899 4 911 4 924 4 936 4 948 4 961 4 973 4 985 4 998 5 010 5 022 5 035 5 047 0 67080 0 67114 0 67228 0 67342 0 67456 0 67569 0 67682 0 67794 0 67906 0 68018 0 68129 0 68241 0 68352 0 68463 0 68573 0 68683 0 68793 0 68903 0 69012 0 69121 0 69230 0 69339 0 69447 0 69555 0 69663 0 69770 0 69877 0 69984 0 70091 0 70197 0 70303 Tabelle 1 Gleichungen Kolonne 1 Kolonne 2 Kolonne 3 Kolonne 4 Kolonne 5 Prozente 100 Prozente 100 RO 0 707 0 293 RO 0 293 5047 RQ 0 707 Prozente 5 047 RO 0 707 4 686 1 RO 4686 1 RO Prozente 5 047 RO 0 707 4 686 1 RO Kalorien 4 686 RO 0 707 gt S ttigungsdampfdruck des Wasserdampfe
11. Blutdruckwerte sowie die Pulsfrequenzen mit den Literaturwerten 2 Stellen Sie den Verlauf von Puls und Blutdruckwerten systolisch und diastolisch vor und nach Belastung graphisch dar Wie ver ndern sich die Werte 3 Ermitteln Sie aus dem EKG die Herzfrequenzen vor und nach Belastung und stellen Sie den Verlauf dar 4 EKG Stellen Sie graphisch die Dauer von PQ Intervall QT Intervall TP Intervall und RR Intervall dar Wie ver ndern sich diese Parameter unter Belastung 5 Wie unterscheiden sich die verschiedenen Ableitformen und wie erkl rt sich dies Diskutieren Sie alle aufgetretenen Ver nderungen zwischen Ruhe und Belastung Puls Blutdruck EKG vor dem Hintergrund der Ihnen bekannten Sympathikus und Parasympathikus Wirkung auf das Herz und ihrer Folgen f r die Herzt tigkeit Bitte f gen Sie Ihre Originaldaten dem Protokoll als Anhang bei und kleben Sie die EKG Registrierungen ein 39 C Herzphysiologie 2 Ableitung des EKG bei der Maus An einer narkotisierten Maus Mus musculus kann das EKG an den Extremitaten in ahnlicher Weise wie beim Menschen abgeleitet werden Material und Methoden Das Versuchstier wird von dem der Betreuer in mit einer Kombination aus intramuskular injiziertem Ketaminhydrochlorid 100mg kg K rpergewicht und Xylazin 2mg kg K rpergewicht bet ubt Nach Einsetzen der Narkose werden die Elektroden angebracht Die Registrierung erfolgt via PC Durchf hrung Sobald das Tier ruh
12. Hz und erh hen Sie dann langsam die Reizfrequenz 3 5 3 Auswertung Bestimmen Sie aus Ihren Ableitungen die Refrakt rzeit s Heinzel Abb 9 Zeigen Sie anhand Ihrer Daten das Ph nomen der synaptischen Bahnung 4 Nach diesem Praktikum sollten Sie in der Lage sein die theoretischen Grundlagen f r diesen Versuch darzustellen den Unterschied zwischen intrazellul ren und extrazellul ren Ableitungen zu erkl ren den Entstehungsmechanismus des biphasischen APs zu erkl ren die Gr enordnungen der Amplituden der vom Regenwurm extrazellul r abgeleiteten APs anzugeben die ungef hre Dauer eines biphasischen APs anzugeben den Zusammenhang zwischen Faserdurchmesser und Leitungsgeschwindigkeit zu beschreiben anzugeben wie man die Impulsfortleitungsgeschwindigkeit bestimmt die Leitungsgeschwindigkeit der beiden Riesenfasertypen anzugeben den Versuchsaufbau zu skizzieren Die in Ihrem Protokoll aufgef hrten Potentialkurven zu skizzieren Unterschiede in den Potentialableitungen nach Reizung mit unterschiedlichen Reizintensit ten am Wurmvorder bzw des Wurmhinterendes zu nennen Unterschiede im Aufbau des Nervensystems von Vertebraten und Anneliden zu nennen 71 F Nervenphysiologie 72 G Muskelphysiologie KURS G MUSKELPHYSIOLOGIE 1 Einleitung Muskeln setzen chemische Energie direkt in mechanische Energie um In diesem Praktikumsteil sollen Sie sich die elektrischen und me
13. KURS TIERPHYSIOLOGIE SOMMERSEMESTER 2006 FACHBEREICH BIOLOGIE PHILIPPS UNIVERSITAT MARBURG LAHN TERMINPLAN Gruppe 01 Gruppe 02 Gruppe 03 Gruppe 04 Gruppe 05 Gruppe 06 Gruppe 07 Gruppe 08 Gruppe 09 Gruppe 10 Mo 24 04 Mo 08 05 Mo 15 05 Mo 22 05 Mo 29 05 Ta TA VON gt Mm TIERPHYSIOLOGISCHER KURS SS 2006 Di 06 06 Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur MONTAG Mo 12 06 Mo Mo 19 06 26 06 uU gt mr ao 0 N X 03 07 ou gt 11 by za 71 x 14 15 18 30 Uhr 10 07 18 07 Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur Klausur TERMINPLAN TIERPHYSIOLOGISCHER KURS SS 2006 DIENSTAG 14 15 18 00 Uhr Di Di Di Di Di Di Di Di Di Di Di Di 25 04 09 05 16 05 23 05 30 05 06 06 13 06 20 06 27 06 04 07 11 07 18 07 Folgende Versuche werden an den jeweiligen Kurstagen durchgef hrt D Gruppe 01 Klausur Klausur Gruppe 02 Klausur Klausur Gruppe 03 Klausur Klausur Klausur Klausur Gruppe 04 Gruppe 05 Klausur Klausur Gruppe 06 Klausur Klausur Gruppe 07 Klausur Klausur Gruppe 08 Klausur Klausur Ta TA VON gt rn Gruppe 09 Klausur Klausur uU gt mr oo 0 TI X ou gt 11 IOTA Klausur Gruppe 10 Klausur Programm Klingenspor Meyer Helwig A Atmung und Energieumsatz B Blut C Herzphysiologie D Hormonphysiologie E Exkretio
14. Metallhalter festgeklebt Das Pr parat wird nun in die vorgesehene Halterung gesteckt und kann durch entsprechendes Drehen und Schwenken in die optimale Position zum einfallenden Licht gebracht werden Unter dem Stereomikroskop 16 fache Vergr erung wird zuerst die indifferente Elektrode schr g durch den unteren Teil des Kopfes gestochen Die Ableitelektrode elektrolytgef llte Glasmikroelektrode wird m glichst senkrecht zur Corneaoberfl che einjustiert und behutsam durch Drehen der Mikrometerschraube dicht unter die Corneaoberfl che eingestochen Durch Lichtreizung wird die Funktionsf higkeit von Photozelle Heuschreckenauge und Ableitvorrichtung gepr ft der Faradayk fig wird zur Abschirmung von St rsignalen und Fremdlicht ber die Apparatur geklappt 3 4 Reaktions Intensitats Kennlinie 3 4 1 Durchf hrung Das dunkeladaptierte Heuschreckenauge wird mit Lichtreizen 0 5 s verschiedener Intensit t gereizt Um hohe max Lichtintensit ten zu erreichen wird bei folgenden Versuchen der Lichtstrahl mit einer Linse auf das Auge fokussiert Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Reizen sollte mindestens die Zeit von 1 Minute liegen um Adaptationseffekte gering zu halten 89 H Sinnesphysiologie Folgende Graufilter stehen zur Verf gung FI T 3 3x 10 33 F2 T 10 10 F3 T 10 1 F4 T 10 0 1 T Transmission Bsp T 10 bedeutet 90 des Lichtes werden absorbiert 10 passieren den Filter max Li
15. Pawlow schen Konditionierung versteht man die Ausl sung eines Reflexes oder einer Verhaltensweise durch einen anderen als den normalen Reiz Bei dieser Lernform wird ein urspr nglich neutraler Reiz CS konditionierter Stimulus oder bedingter Reiz der beim naiven Tier keine Reaktion ausl st im Zentralnervensystem mit einem reaktionsausl senden Reiz US unkonditionierter Stimulus oder unbedingter Reiz so verkn pft dass auch er eine Reaktion ausl st Wichtig bei dieser Lernform ist die zeitliche Beziehung zwischen dem unbedingten und dem bedingten Reiz Prinzip der Kontiguit t Ein anderer Begriff Kontingenz beschreibt die Zuverl ssigkeit mit der der US dem CS folgt Je h her die Kontingenz zwischen CS und US ist umso h her ist die pr diktive St rke des CS Das klassische Beispiel sind die Versuche die der Physiologe Pawlow mit Hunden durchf hrte 1921 siehe Kasten 2 Wird einem hungrigen Hund Fleischpulver US in den Mund geblasen so reagiert das Tier mit Speichelsekretion UR unkonditionierte oder unbedingte Reaktion Dies ist ein einfacher Reflex Bietet man dem Hund gleichzeitig mit dem Futter einen zweiten neutralen Reiz einen Klingelton CS so l st nach einigen Wiederholungen Akquisitionsphase auch dieser Reiz alleine den Speichelfluss aus Diese Reaktion wird nun konditionierte oder bedingte Reaktion genannt CR In Pawlow s Versuchen verschwand die CR nach einiger Zeit wenn nur der CS gegeben wur
16. Ph nomen der synaptischen Bahnung beobachten In diesem Falle m sste sich eine Vergr erung der Amplitude bei den Muskelpotentialen beobachten lassen Ermitteln Sie die Gesamtlatenzzeiten f r eine Serie von verschieden starken Reizen h ngt die Latenzzeit von der Reizst rke ab Wenn ja Wie und weshalb 68 F Nervenphysiologie 3 4 Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Nervenimpulse Detaillierter Zeitverlauf des biphasischen Aktionspotentials 3 4 1 Aufgaben Direkte Messung und Absch tzung der verschiedenen Fortleitungsgeschwindigkeiten f r die Nervenimpulse der medianen und lateralen Riesenfasern Darstellung und Diskussion des zeitlichen Verlaufs eines abgeleiteten APs unter Ber cksichtigung der Elektrodenanordnung 3 4 2 Experiment Reizen Sie den Wurm wie unter 3 3 2 und notieren sie die Gesamtlatenzzeit d h die Zeitspanne zwischen Reizzeitpunkt und Auftreten des ersten APs Dann ver ndern Sie die Position der Ableitelektroden indem Sie die beiden Krokodilklemmen an zwei andere Stecknadeln anschlie en Reizen Sie den Wurm erneut und notieren Sie erneut die Gesamtlatenzzeit Ermitteln Sie die Latenzzeit au erdem nach der Absch tzungsmethode s Heinzel Variieren Sie den Abstand zwischen den beiden angeschlossenen Stecknadeln z B von den blichen 10 mm auf 30 mm oder 40 mm F hren Sie 3 bis 5 Messungen bei Reizung des Vorderendes und des Hinterendes durch Speichern Sie die erhaltenen Ableitungen 3 4 3 Au
17. Raumtemperatur schlagende Herz wird zuerst Acetylcholinl sung dann Atropinl sung und zuletzt Adrenalinl sung appliziert Zimmertemperatur 20 C Zwischen den Applikationen der jeweiligen L sungen wird das Herz mit Ringer gesp lt Auswertung Sie erhalten typische Abschnitte des Mechanogramms Teil Il http online media uni marburg de biologie tierphysiologie 1 Berechnen Sie daran die Herzt tigkeit Herzschlagrate und Amplitude und diskutieren Sie die Adrenalin Acetylcholin und Atropinwirkung Vergleichen Sie diese Werte mit denen der normalen Herzt tigkeit bei Raumtemperatur 20 C IV Elektrische Reizung des Froschherzens Im Gegensatz zu Skelettmuskelfasern sind die Herzmuskelfasern nicht tetanisierbar da sie durch ihre lange Refrakt rzeit vor einer schnellen Wiedererregung gesch tzt sind Trotzdem lassen sich w hrend der Refrakt rzeit durch elektrische Reize zum geeigneten Zeitpunkt Kontraktionen ausl sen Dieses Ph nomen wird im folgenden Versuch untersucht 42 C Herzphysiologie Methode Das Herz wird ber herznah angebrachte Elektroden elektrisch gereizt Die Reizamplitude betr gt 5 mV die Reizdauer betr gt 5 ms Raumtemperatur 20 C Auswertung 1 Versuchen Sie die Wirkung der Reize zu erkl ren und auf dem Mechanogramm Teil III http online media uni marburg de biologie tierphysiologie auszuwerten Bestimmen Sie Herzschlagraten der Mechanogramme bei Dauerreizung mit Rechteckreizen
18. S hat stattgefunden D zeigt da die konditionierte Speichelsekretion CR schnell gelernt Akquisition aber auch schnell wieder verlernt wird Extinktion Ver ndert nach Thompson 1993 103 Lernmechanismen Kasten 3 Idealisierte Lernkurve a w Q oO a lt 3 N w a Anzahl der Wiederholungen Nullphase Lernphase Kannphase Eine Lernkurve stellt die Abh ngigkeit des Lernerfolges von der Anzahl der Wiederholungen der Lernsituation dar Es k nnen verschiedene Parameter zur Auftragung benutzt werden z B ben tigte Zeit Anzahl der Fehler Latenzen etc 2 3 H here Formen assoziativen Lernens Diesen Formen des Lernens ist gemeinsam dass die Antriebe und bewertenden Ereignisse nicht u ere Stimuli sondern innere Zust nde sind z B Erwartung Neugierde Hierher geh ren Lernformen wie latentes Lernen z B Orientierungslernen und spielendes Lernen beobachtendes Lernen und Nachahmungslernen 104 Lernmechanismen Latentes Lernen Eine Lernform bei der Assoziationen weder an Belohnung noch an Bestrafung gekoppelt sind Auch ist kein konkretes Verhalten w hrend des Lernprozesses auszumachen Spielendes Lernen ist bei Primaten wichtig f r die Entwicklung sozialen Verhaltens Die soziale Kompetenz die im Spiel als Jungtier gelernt wird manifestiert sich erst im Erwachsenenalter Beim Orientierungslernen oder r umlichen Lernen erlernen Tiere Merkmale ihrer Umgeb
19. Sie die Anzahl der Messungen an Angabe im Protokoll wie im folgenden Beispiel 100 m s T50 m s n 6 Machen Sie sich die theoretische Betrachtung ber die Ausbreitung von Aktionspotentialen und deren Messung klar 3 5 Nerven sind elektrisch erregbar 3 5 1 Aufgaben Bestimmung der Reizschwelle und Leitungsgeschwindigkeit der medianen und lateralen Fasern nach elektrischer Reizung 3 5 2 Experiment Schlie en Sie zwei Reizelektroden an den Ausgang des AD DA Wandlers an Bet uben Sie einen Wurm solange ca 10 min mit Chloreton bis sein Hautmuskelschlauch schlaff ist Der abgetrocknete Wurm wird dann wie zuvor in die Apparatur gelegt Beim Anbringen des Erdungsblechs ist darauf zu achten dass es zwischen den Reiz und den Ableitelektroden zu liegen kommt Reizen Sie mit einer Impulsdauer von 0 5 ms und erh hen langsam die Reizstarke von 0 V ausgehend Speichern Sie die erhaltenen Ableitungen 3 5 3 Auswertung Bestimmen Sie die Reizschwelle f r die Median und die Lateralfasern Gibt es dabei einen Unterschied warum Bestimmen Sie die Latenzzeit und berechnen Sie daraus die Leitungsgeschwindigkeit f r beide Fasertypen s Heinzel Abb 8 70 F Nervenphysiologie 3 6 bertragunskapazit t von Nerven 3 6 1 Aufgaben Bestimmung der Refrakt rzeit der Medianfaser Vergleich der Aktionspotentialabst nde mit den Reizabst nden 3 6 2 Experiment Der Aufbau folgt 3 5 2 Reizen Sie anf nglich mit Doppelpulsen von ca 5
20. Umwandlung der Photopigmente Transformationsproze r umliches Aufl sungsverm gen zeitliches Auf l sungsverm gen Flimmerverschmelzungsfrequenz Spektralempfindlichkeit Elektroretinogramm ERG 84 H Sinnesphysiologie 2 3 Horphysiologie und Mechanorezeptoren Bau und Funktion des menschlichen Ohres Was ist Schall Frequenz Schalldruck Dezibel dB Phon heute dB A Anatomie Au en Mittel und Innenohr H r schwelle Basilarmembran Haarsinneszellen Wanderwellen Ortsabbildung der Frequenz Richtungshoren 2 4 Methodische Kenntnisse die im Praktikum erworben werden sollen Pr paration des Insekts einspannen in die Ableitapparatur s Skript ausf hrliche Anleitung am Arbeitsplatz Bedienung der verwendeten Software Eine Einf hrung in die Bedienung Trigger Speichern Bestimmung von Amplitude und Zeitmessung der im Praktikum verwendeten Software Vorverst rker und anderen technischen Ger te wird durch den Betreuer gegeben Umgang mit Audiometer Ausf hrliche Anleitung am Arbeitsplatz 2 5 Literatur zur Vorbereitung Dudel J Menzel R Schmidt RF 2000 Neurowissenschaft Springer Berlin S 353 ff S 383 ff Penzlin H 1996 Lehrbuch der Tierphysiologie 6 Auflage Fischer Jena S 406 ff S 441 ff Schmidt RF Thews G 2000 Physiologie des Menschen 26 Auflage Springer Berlin S 195 ff S 259 ff S 274 ff Eckert R Randall D Burggren W French K 2000 Animal Physiology 4
21. Vorkenntnisse Neuroanatomie Neuron Soma Axon Dendrit Kollaterale Synapse Nerv myelinisierte und nicht myelinisierte Fasern afferente Fasern efferente Fasern Aufbau_und Funktionen der Zellmembran Phospholipide lonenkanale lonenpumpe physikalische Eigenschaften Isolator Wirkung Kondensatoreigenschaften Ruhepotential Intrazellul re Potentialmessung Gr e des Ruhepotentials Nernst sche Gleichung lonenkonzentrationen intra und extrazellul r Permeabilit ten f r Na und K elektrisches Ersatzschaltbild f r die Entstehung des Ruhepotentials Ver nderung des Ruhepotentials bei nderung der Na und K Konzentration Membranzeitkonstante Membranl ngskonstante Aktionspotential Unterschiede zu graduierten Potentialen Zeitverlauf der APs Erregungsschwelle Alles oder Nichts Regel Permeabilit ten f r Na und K w hrend 62 F Nervenphysiologie des APs Na Kanalfunktion mit Inaktivierung relative und absolute Refraktarzeit Ver nderung des APs bei nderung der Na und K Konzentration Unterschiede zwischen intrazellular und extrazellular abgeleiteten APs Fortleitung der APs Unterschied zwischen lokaler und fortgeleiteter Erregung Erregungsleitung an myelinisiertten und nicht myelinisierten Nervenfasern Abh ngigkeit der Leitungsgeschwindigkeit vom Faserdurchmesser Morphologie Morphologie des Regenwurms Aufbau des Bauchmarks von Evertebraten Methoden zur Messung und Darstellung von elektr
22. adductor pollicis zunehmend gedehnt Bei jeder Dehnungsstufe wird bei bermaximaler Reizung die Kontraktionsamplitude gemessen Im Vorversuch wird der Wert f r die maximale Hebelkraft so eingestellt dass bei ihr der Hebel gerade noch nicht den vorderen Anschlagpunkt ber hrt Im Hauptversuch wird in 10 Schritten die Hebelkraft vom unteren Wert ca 10 der Maximalkraft bis auf die Maximalkraft erh ht Isometrische Maxima Im Versuchsmen Isometrische Maxima wird durch Erh hung der auf den Muskel wirkenden Hebelkraft der M adductor pollicis zunehmend gedehnt Bei jeder Dehnungsstufe wird bei bermaximalem Einzelreiz die Kontraktionskraft gemessen Im Vorversuch wird der Wert f r die maximale Hebelkraft so eingestellt dass bei ihr der Hebel gerade noch nicht den vorderen Anschlagpunkt ber hrt Im Hauptversuch wird in 79 G Muskelphysiologie 10 Schritten die Hebelkraft vom unteren Wert ca 10 der Maximalkraft bis auf die Maximalkraft erh ht 3 4 Auswertung der Messdaten Im Datenaufnahme und auswertmen unterscheiden wir einen Reizkanal einen Kraftkanal sowie einen Messkanal f r das Elektromyogramm EMG und das Phonomyogramm PMG Das EMG ist das elektrische Summenpotential der Muskelerregung Das PMG zeichnet den Muskelton auf eine Oszillation der Myofibrillen ca 25 Hz die beim Aneinandervorbeigleiten von Aktin und Myosin entsteht Die Signale dieser Messkan le werden im Modul der Messelektronik aufbereite
23. arum erfolgt die Pr paration des Tieres in Ringer L sung I Registrierung des Mechanogramms bei verschiedenen Temperaturen Methode Die Herzspitze wird an einer Herzklammer festgeklemmt und am Drehwinkelaufnehmer befestigt Die Herzkontraktionen werden von einem Y T Schreiber aufgezeichnet Abbildung 2 Die Registriergeschwindigkeit betr gt in allen Versuchen 12 cm min Ne Verst rker Herzklammer Ventrikel E Oszillograph Frosch I GF d Y t Schreiber Abbildung 2 Versuchsaufbau Durchf hrung und Auswertung Das Herz wird mit Froschringerl sungen unterschiedlicher Temperaturen betr ufelt 41 C Herzphysiologie 1 Berechnen Sie aus dem Mechanogramm Teil l http online media uni marburg de biologie tierphysiologie die Herztatigkeit Anzahl der Herzschlage min bei verschiedenen Temperaturen 2 Wie verandert sich die Kontraktionsamplitude bei Warme und Kalte im Vergleich zu Raumtemperatur 20 C 3 Diskutieren Sie die Ergebnisse Warum ist die Herztatigkeit temperaturabhangig III Einflu von Adrenalin und Acetylcholin auf die Herztatigkeit Bei Wirbeltieren wirken die postganglionaren Transmitter des Sympathikus Adrenalin und Noradrenalin und der Transmitter des Parasympathikus Nervus vagus Acetylcholin auf die autorhythmischen Zentren des Herzens Im folgenden Versuchsabschnitt soll die Wirkungsweise dieser Pharmaka auf die Herzt tigkeit untersucht werden Methoden Auf das bei
24. at des Harns und der Blutproben x Achse Zeit Interpretieren sie die Unterschiede zwischen den Versuchspersonen Wie beeinflu t die unterschiedliche Osmolaritat der Getr nke die Harnmenge Harn und Blutosmolarit t Welche Mechanismen der Regulation der Harnausscheidung sind dabei beteiligt 57 E Exkretion Glomerulus Vas afferens Vas efferens Bowmansche N Kapsel AN youluS ry x we ar sy amp 2 8 I i We psmotsciie esorption on Wasse aktive Resorption Glucose Amino Abb 8 22 Schematischer Aufbau und Funktion eines S u getiernephrons Aus den Glomerulus Kapillaren wird durch Druckfiltration der Prim rharn aus dem Blut gewonnen Im proximalen Tubulus obligate Resorption aller nicht harn pflichtigen Substanzen durch aktiven Transport Wasser folgt osmotisch nach Zur Spitze der Henleschen Schleife Konzentierung wird der Urin im Gegenstrom konzentriert Im distalen Tu _ bulus aktive Resorption von L sungsbestandteilen aus dem Konzentrierung F i i Urin Wasser folgt wiederum passiv nach Im Sammelrohr Konzentrierung des Urins durch osmotischen Wasserentzug s uren Peptiden Anionen Kationen usw Blutkapillaren AG Sammelrohr Henlesche Schleife Exkret_Abb 8 22 Abbildung aus G Heldmaier Vegetative Physiologie Springer Verlag 58 Abb 12 33 Feedback Regulation der Biutosmolaritat durch die Wirkung des antidiuretischen Hormons auf das Sam melrohr ADH erh ht die Wasser
25. b Comparative Animal Physiology 2 Aufl W B Saunders Co Philacelohia 1961 A Atmung TEIL 2 ATEMVOLUMINA UND MESSUNG DES ENERGIE UMSATZES IN RUHE BEIM MENSCHEN 1 Einleitung Mit Hilfe der Spirometrie soll dieser Versuch einen Einblick in die Atmungsphysiologie des Menschen geben Neben der Ermittlung der verschiedenen Atemvolumina k nnen zus tzlich noch Messungen des Ruheumsatzes durchgef hrt werden Sowohl die Bestimmungen der Atemvolumina als auch des Ruheumsatzes Grundumsatzes sind besonders in der klinischen Diagnostik von Bedeutung um Erkrankungen der Atemwege und der Lunge bzw z B St rungen der Schilddr senfunktion festzustellen 2 Literatur Heldmaier G Vergleichende Tierphysiologie Bd 2 Springer Verlag Schmidt RF Thews G Physiologie des Menschen Springer Verlag Kapitel Lungenatmung und Kapitel Energiehaushalt dabei besonders die Verfahren zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahme des Gesamtorganismus Silbernagl Despopoulos Taschenatlas der Physiologie Thieme Verlag 3 Versuchsdurchf hrung 3 1 Versuchsprinzip Aus einem mit normaler Luft gef lltem Spirometer entnimmt die Versuchsperson Einatemluft Die Ausatemluft wird nach Absorption des Kohlendioxids in einem geschlossenen Kreislauf zum Spirometer zur ckgeleitet ber einen Winkelmesser an der Spirometerglocke wird die Atemkurve mit einem Schreiber registriert 3 2 Beschreibung der Apparatur Eine rechteckige Spirometergl
26. befinden da sie die Me ergebnisse stark beeintr chtigen w rden Mit Hilfe des Drehzahlreglers an der Peristaltikoumpe wird eine WasserfluRrate von ca 3 h 1 eingestellt Diese Durchflu geschwindigkeit mu w hrend des gesamten Versuchs unbedingt konstant gehalten werden 11 A Atmung 3 2 Eichung 1 Nullpunkt Die Sauerstoffelektrode wird in Oxi Null L sung 5 Natriumsulfit L sung getaucht und nach ca 5 Minuten der Nullpunkt am Me ger t eingestellt 2 O S ttigungswert Nach dem Einsetzen in die Me k vette erh lt die Elektrode O ges ttigtes Wasser aus der mit Pre luft durchstr mten Vorratsflasche Die Wassertemperatur wird am Digitalthermometer abgelesen der zugeh rige S ttigungswert einer Tabelle entnommen und mit einem Korrekturfaktor f aktueller Luftdruck Torr 760 Torr multipliziert Der so ermittelte O gt Gehalt wird am Me ger t eingestellt 3 3 Messung Der Sauerstoffgehalt des Wassers vor und nach der Mefkuvette wird mit Hilfe eines Schreibers kontinuierlich registriert Das Verhalten des Tieres wird w hrend des gesamten Versuchsablaufes protokolliert und in ca 5 min tigen Abst nden die Atemfrequenz des Fisches bestimmt Um den Einflu des Os Angebots auf die Atemt tigkeit zu ermitteln wird der Sauerstoffgehalt des Wassers im Vorratsgef durch Einblasen von Stickstoff in mindestens zwei Stufen vermindert 12 A Atmung 3 4 Versuchsauswertung Aus der Sauerstoffdifferen
27. chanischen Eigenschaften von Skelettmuskeln erarbeiten 2 Grundkenntnisse Erarbeiten Sie sich bei der Vorbereitung auf den Kurs folgende Grundkenntnisse anhand der angegebenen Literatur Anatomie quergestreifter Muskelfasern Sarkolemm Myofibrillen Sarkomer Actin Myosin Z Scheibe A und I Banden H Zone transversale Tubuli sarkoplasmatisches Reticulum motorische Endplatte glatte Muskelfasern Herzmuskelfasern Bau der Muskulatur bei Vertebraten und Invertebraten Molekularer Mechanismus der Kontraktion Verk rzung der Sarkomere Querbr cken ATP elektromechanische Kopplung Muskelaktionspotential Rolle der Ca Ionen Muskelmechanik isometrische isotonische Kontraktion elastische und plastische Eigenschaften Ruhedehnungs und Entlastungskurve Tetanus isotonische isometrische Maxima s Penzlin S 860 Regulation der Muskelkraft motorische Einheiten phasische und tonische Muskelfasern Motorische Endplatte Bau Endplattenpotential Transmitterwirkung Abbau des Acetylcholins synaptische Latenz neuromuskul re Organisation bei Arthropoden Wirkung elektrischer Reize Depolarisation Hyperpolarisation Ausl sung und Zeitverlauf der lonenstr me w hrend eines Aktionspotentials Mechanismus der Fortleitung eines Aktionspotentials Refrakt rzeit 73 G Muskelphysiologie 2 1 Literatur zur Vorbereitung Penzlin H 2005 Lehrbuch der Tierphysiologie 7 Auflage Elsevier Spektrum M nchen insbesondere Ka
28. chtigt wurden haben sich 98 Lernmechanismen die lernpsychologischen Begriffssysteme z T wegen einem Fehlen besserer Klassifikationsgrundlagen auch in der Biologie weitgehend durchgesetzt 2 1 Nicht assoziatives Lernen Hierzu geh ren Habituation Dishabituation und Sensitisierung Bei diesen Lernformen verlieren bereits existierende Verkn pfungen entweder Ihre Wirkung oder sie werden verst rkt Es findet also keine neue Bedeutungsverkn pfung zwischen verschiedenen Reizen oder zwischen Reizen und Reaktionen statt Solche einfachen Lernformen findet man im gesamten Tierreich Habituation Dishabituation Unter Habituation auch als Gew hnung oder reizspezifische Erm dung bezeichnet versteht man die F higkeit eines Individuums auf wiederholt auftretende Reize die nicht mit irgendwelchen Folgen verbunden sind nicht mehr zu reagieren Durch Versuche lie sich zeigen dass hierbei nicht eine Erm dung im ausf hrenden Organ vorliegt Die ausbleibende Reaktion l sst sich durch einen andersartigen Reiz wieder in ihrer vollen Intensit t ausl sen Nach Darbietung eines andersartigen Reizes oder nach einer l ngeren Pause l st auch der zuerst gebotene Reiz die Reaktion wieder aus man spricht von einer Dishabituation Sensitisierung Bei der Sensitisierung oder Empfindlichkeitssteigerung findet eine Reaktionsverst rkung auf viele Reize nach einem besonders intensiven oder sch dlichen Reiz statt Dabei wird der Verhaltenskontext
29. chtintensit t 100 Die Reizung beginnt mit dem Licht geringster Intensit t Die Intensit t wird stufenweise erh ht 10 10 10 bis max Intensit t Bei Mitbenutzung von FI 33 sind Zwischenwerte m glich Bitte im Dunkeln messen 3 4 2 Auswertung Die ERG Potentiale werden f r die verschiedenen Lichtintensit ten jeweils auf dem Monitor des PC dargestellt und k nnen mit Hilfe der Zoom Ansicht der verwendeten Software genau vermessen werden Die Daten werden notiert und in der Gruppe diskutiert Au erdem werden die erhaltenen Graphiken in Powerpoint Folien integriert und auf dem mitzubringenden USB Stick gespeichert Die Ableitungen sind f r das Protokoll ausf hrlich zu beschriften und im Ergebnisteil zu pr sentieren zusammen mit erkl renden Texten und Bildunterschriften Beschriftung enth lt mindestens Lichtintensit t in des Maximalreizes Belichtungszeit Vorverst rker Einstellung Achsenbeschriftungen Die Amplituden der Rezeptor Summenpotentiale sind in einer halblogarithmischen Darstellung gegen die Lichtintensit t aufzutragen Y Achse linear ERG Amplitude in mV X Achse log Reizintensit t in des Maximalreizes Da wir in zwei Gruppen zu je drei Studentinnen arbeiten ergeben sich also zwei Versuchsreihen mit zwei Kennlinien Diese d rfen auf keinen Fall gemittelt werden 90 H Sinnesphysiologie sondern sind als getrennte Ergebnisse zu zeigen Eventuelle Unterschiede mussen nat
30. d Funktion von Komplexaugen der Insekten und Wirbeltierauge zu erl utern die morphologischen und physiologischen Unterschiede der verschiedenen Komplexaugentypen zu erkl ren 94 H Sinnesphysiologie zu erlautern was man unter der Kennlinie eines Rezeptors versteht und einige verschiedene Kennlinienverlaufe anzugeben das ungef hre zeitliche Aufl sungsverm gen von menschlichem Auge und Insektenauge zu nennen und anzugeben wie es sich bei geringerer gr erer Beleuchtungsst rke verh lt die Anatomie des menschlichen Auges und Ohres darzustellen und ihre Funktion zu erl utern die Begriffe Schalldruck Schalldruckpegel dB und Lautst rkepegel phon anwenden zu k nnen zu erkl ren wie man eine H rschwellenkurve aufnimmt und welchen Verlauf sie beim Menschen im Bereich von 16 20 000 Hz hat die Begriffe subjektive Mitte und Zeitdifferenzschwelle erl utern zu k nnen die Grundlagen des Richtungsh rens zu erkl ren 95 H Sinnesphysiologie 96 Lernmechanismen Kurs Lernmechanismen Mr Osborne may I be excused My brain is ful Lernmechanismen 1 Einleitung Lernen ist die Fahigkeit Verhalten aufgrund individueller Erfahrung so zu andern dass es veranderten Situationen besser angepasst ist Ein klassischer Lernvorgang setzt sich folglich zumindest aus 4 verschiedenen Komponenten zusammen Zuerst muss Information Uber die Umwelt 1 aufgenommen und 2 gespeichert werden Dann kann
31. d MW Hb 64 500 g mol 3 3 2 Versuchsauswertung Berechnet den H moglobingehalt g 100 ml und vergleicht ihn mit Litera turwerten Welche Faktoren k nnen den Hamoglobingehalt beeinflussen 3 4 Bestimmung des Hamatokritwertes im Blut Der H matokritwert bezeichnet den prozentualen Anteil der Blutzellen am Blutvolumen Zur H matokritbestimmung werden die spezifisch schwereren Blutzellen durch 10 Minuten zentrifugieren bei etwa 1000 g in standardisierten H matokritr hrchen vom Plasma getrennt Vergleicht die Ergebnisse mit den Literaturwerten Wodurch kann der H matokritwert beeinflu t werden 30 B Blut 3 5 Bestimmung der Erythrozytenzahl Zur Bestimmung der Erythrozytenzahl in der Zahlkammer nach Thoma wird frisches Blut 1 200 mit isotonischer NaCl verd nnt gut durchmischen Z hlnetz nach Thoma Man z hlt alle Erythrozyten innerhalb der Kleinstquadrate und notiert die Anzahl pro Gruppenquadrat 16 Kleinstquadrate 1 Gruppenquadrat hat ein Volumen von 0 004 mms Man z hlt 5 solcher Gruppenquadrate aus d h 0 02 mm3 Berechnen Sie die Anzahl der Erythrozyten pro ul Verd nnungsfaktor nicht vergessen Die Ergebnisse werden in Millionen Erythrozyten ul Blut angegeben Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit den Literaturwerten Wodurch kann die Erythrozytenzahl beeinflu t werden 31 B Blut 3 6 Berechnung mittlerer korpuskul rer Hamoglobingehalt MCH mittleres korpuskul res Volumen MCV m
32. de Diese Extinktion ist ein eigener Lernvorgang der die vorhergehende Assoziation nicht l scht Wird n mlich der gleiche Reiz erneut konditioniert dann stellt sich die konditionierte Reaktion sehr viel schneller ein als bei der ersten Konditionierung Bei der Extinktion nimmt die Pr diktionsst rke des CS ab sowie sie in der Akquisitionsphase zugenommen hat 101 Lernmechanismen Operante Konditionierung Im Gegensatz zur klassischen Konditionierung bei der eine bereits vorhandene Reaktion mit einem neuen Reiz verkn pft wird wird bei der operanten Konditionierung eine neue Reaktion mit einer bestimmten Reizsituation in Zusammenhang gebracht Vorraussetzung ist eine aktive Beteiligung des Tieres das zun chst spontan eine gegebene Situation erforscht Erweist sich eine bestimmte Verhaltensweise als erfolgreich f hrt z B zu einer Belohnung so wird die damit verbundene Reizsituation gelernt Diese Lernform wird oft auch als Lernen durch Versuch und Irrtum oder als instrumentelles Lernen bezeichnet Mit Instrument wird hier das Verhalten gleichgesetzt Der zeitliche Verlauf der Konditionierung wird in einer Lernkurve in der die Zahl der richtigen Aktionen pro Zeiteinheit Aktionsrate bzw die Zahl der Fehler pro Durchlauf aufgetragen werden dargestellt Die Phase der Verkn pfung zwischen Aktion und Belohnung wird Lernphase genannt Darunter versteht man den Teil der Lernkurve in dem die Aktionsrate kontinuierl
33. den Handapparat fur Kurs Tierphysiologie Da in einzelnen Kursteilen an und mit Tieren experimentiert wird ist aus ethischen Grunden eine besonders gewissenhafte Vorbereitung notwendig Diese Kursanleitung gilt sowohl fur den Kurs Tierphysiologie im Bachelor Studiengang als auch fur das Staatsexamen Hauptstudium 5 Kursablauf Die Versuche werden in Gruppen von max sechs Studierenden durchgefuhrt Jede Gruppe wechselt wochentlich nach einem vorgegebenen Plan den Arbeitsplatz Vor jedem Versuch findet ein Kolloquium statt in dem gepr ft wird ob die Kursteilnehmer die fur die Vorbereitung angegebenen theoretischen Grundlagen beherrschen Nach jeweils 5 Kurstagen findet eine Klausur statt Voraussetzung f r die Bescheinigung eines erfolgreich abgeschlossenen Kurses sind ausreichende Vorbereitung regelm ige Teilnahme maximal ein entschuldigter Fehltag sachgerechte Durchf hrung der Aufgaben Abgabe und Testierung der Versuchsprotokolle Bestehen der schriftlichen Pr fung siehe Klausuren Jeder Teilnehmer erh lt einen Laufzettel auf dem die Anwesenheit und das Protokoll von den Betreuern der einzelnen Kurstage bescheinigt werden Leistungsnachweise werden am Semesterende nur gegen Vorlage des vollst ndig ausgef llten Laufzettels ausgeh ndigt Die erfolgreiche Teilnahme am Kurs Tierphysiologie ist Voraussetzung f r die Aufnahme in das Vertiefungsmodul und das Praxismodul Tierphysiologie Handwerkszeug F r den Kurs wird
34. der Glaskante ab Bei 100 C werden die schr g aufgestellten Streifen im Trockenschrank unter Beobachtung 2 3 Minuten getrocknet bis sie transparent sind Auswertung Extinktionsmessung im Photometer und daran angeschlossenem Schreiber bei 546 nm 26 B Blut Papierstreifen t 63 7 Albumin 3 0 a Globulin 73 a Globulin 92 B Globulin 17 0 y Globulin Albumin Elektropherogramm eines menschlichen Globuline Serums Unten der angef rbte Papierstreifen dar ber die Photometerkurven der prozentuale Anteil der einzelnen Plasmaeiwei raktionen und die Apparatur zur Papierelektrophorese aus Heldmaier Tierphysiologie Tabelle 16 3 Proteinfraktionen des menschlichen Blutplasmas MG Molekulargewicht IP Isoelektrischer Punkt Nach 16 18 24 31 Proteinfraktion Mittlere Konzentration MG IP Physiologische Bedeutung elektro immunelektro mg dl pmol l x 1000 phoretisch phoretisch Albumin Pr albumin 30 4 9 6l 4 7 Begrenzte Bindung von Thyroxin Albumin 4000 579 0 69 4 9 kolloidosm Druck Vehikel Funktion Reserve Eiwei amp Globuline Saures Glyko 80 18 2 44 2 Gewebsabbauprodukt protein Lipoprotein 350 17 9 200 5 1 Lipidtransport bevorzugt Phospholipide Globuline Coeruloplasmin 30 1 9 160 4 4 Oxidase Aktivit t Makroglobulin 250 3 1 820 5 4 Plasmin und Proteinasen Inhibition Haptoglobulin 100 11 8 85 4 1 Nichtharnf hige H moglobin Bindung B Gl
35. diese Information 3 abgerufen werden und 4 zu einem entsprechenden Verhalten f hren Stammesgeschichtlich gesehen stellt die F higkeit zu Lernen eine Anpassung dar die es einem Organismus erlaubt sich optimal an eine sich ver ndernde Umgebung anzupassen indem er ber ererbte Verhaltensmuster hinaus sein Verhalten entsprechend steuern kann Dies wird besonders deutlich wenn wir ontogenetische Phasen betrachten die eigens daf r vorgesehen sind dem Tier oder dem Menschen ein intensives Erlernen seiner Umwelt zu erlauben Beispiele hierf r sind Geruchs und Sprachlernen bei S uglingen und Kleinkindern Lernvorg nge lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen deren berg nge aber wie h ufig in der Biologie flie end sind An diesem Kurstag f hren Sie Experimente zu zwei Lernformen der klassischen und operanten Konditionierung durch 2 Formen des Lernens Die Untersuchung biologischer Lernformen war lange Zeit beherrscht von der aus den USA stammenden experimentellen Psychologie Diese hatte zum Ziel aus tierexperimentellen Befunden allgemeine auch f r den Menschen geltende Gesetzm igkeiten des Lernens aufzustellen Im Mittelpunkt standen dabei wenige Versuchstiere haupts chlich Ratten die meist in standardisierten Laborsituationen untersucht wurden Skinner Box Obwohl damit weder der Vielfalt nat rlicher Lebenssituationen Rechnung getragen wird noch evolutiv bedingte artspezifische Besonderheiten ber cksi
36. e wird gut getrocknet im Abzug mit 10 CuSO in 8 H3PO bespr ht und anschlie end 10 min im W rmeschrank auf 160 C erhitzt Die entstandenen Flecken werden vorsichtig mit einem Bleistift markiert und mit den Referenzsubstanzen verglichen Achten Sie vor allem auf die Gr e des Diacylglycerol Spots Was sagt die Gr e Uber die Konzentration aus Wie verh lt sich die Konzentration nach Injektion von AKH Das Chromatogramm ist lichtempfindlich und verblasst Es sollte deshalb f r das Protokoll kopiert oder eingescannt werden 50 E Exkretion KURS E EXKRETION NIERENFUNKTIONSPRUFUNG 1 Einleitung Die beiden wichtigsten Aufgaben der Niere sind die Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten harnpflichtige Substanzen wie Harnstoff Harns ure und Fremdstoffen Medikamente aber auch die Konservierung wertvoller Blutbestandteile z B Glucose Aminos uren die Regulation des Wasser Elektrolyt und Saure Base Haushalts durch differenzierte Ausscheidung von lonen und Wasser Um die letztere Funktion zu erfullen besitzt die Niere die Fahigkeit auch gegen ein osmotisches Gef lle einen hoch konzentrierten oder stark verd nnten Harn zu bilden Diese Funktion kann bei bestimmten Krankheiten oder durch Unfallverletzungen aufgehoben oder eingeschr nkt sein Fallen dabei gr ere Bezirke der Niere aus so kann ein Mensch nicht mehr gen gend Harn bilden Der Wasserhaushalt des K rpers wird gest rt es kommt zur A
37. einigt wird Danach werden die Elektroden mit einem Klebestreifen uber dem Hautareal befestigt und mit einem Gurt straff angedruckt Um ein Verrutschen der Elektroden w hrend des Versuchs zu verhindern empfiehlt es sich die Elektroden mit der freien Hand leicht anzudr cken Zur Aktivierung der efferenten Nervenfasern des N ulnaris wird Kathodenreizung eingesetzt Konventionsgem wird damit die distale Elektrode gegen ber der proximalen elektronegativ sein Im Computermen k nnen als Parameter die Reizstarke in Milliampere die Reizdauer in Millisekunden und die Reizfrequenz in Anzahl der Reize pro Sekunde variiert werden 3 3 Versuchsdurchfuhrung Optimierung der Stimuli Um die Plazierung der Reizelektroden zu optimieren wird im Versuchsmenu die Option Optimierung der Stimuli gew hlt Es werden hierbei jeweils 10 Reize Dauer 0 1 msec im Abstand von 1 Sekunde gegeben Bei der ersten Reizserie wird eine Reizst rke von 6 mA eingestellt Zwischen den Reizen werden die Reizelektroden leicht verschoben um die optimale Position zu ermitteln Kribbeln im kleinen Finger In dieser Position werden die Elektroden fixiert Gegebenenfalls ist die Reizserie mit erh hter Reizst rke solange zu wiederholen bis eine deutliche Empfindung im kleinen Finger versp rt wird Einzelreiz Im Versuchsmen wird die Option Einzelreiz gew hlt Bei diesem Versuch soll bei bermaximaler Reizst rke und isometrischer Messung eine Einzelz
38. er Reizung des Regenwurms 3 3 Die Reflexe des Regenwurms 3 3 1 Aufgaben Messung von APs der lateralen und der medianen Riesenfasern von Summenaktionspotentialen der Riesenmotoneurone und von Muskelpotentialen der L ngsmuskulatur nach mechanischer Reizung des intakten Wurms Analyse von Form Dauer und Amplitude dieser Potentiale Messung der Reaktionszeit des Wurmes als Gesamtlatenzzeit zwischen dem Reiz und dem Auftreten der APs 3 3 2 Experiment Bei Reizung des Wurmhinterendes werden APs der lateralen Riesenfasern ausgel st und bei starker Reizung auch Muskelpotentiale MPs der L ngsmuskeln s Heinzel Abb 2 Bei Reizung des Wurmvorderendes werden APs der medianen Riesenfaser ausgel st sowie APs von Riesenmotoneuronen die sich da sie ann hernd gleichzeitig 67 F Nervenphysiologie auftreten in der Messung zu einem Summenaktionspotential SAP summieren Auch hier treten MPs der Langmuskulatur auf s Heinzel Abb 3 Die Reizstarke k nnen Sie dadurch variieren dass Sie den Borstenreizgeber im Augenblick des Ausl sens unterschiedlich weit von der Wurmoberfl che entfernt halten Die vorschnellende Borste dellt dann die Haut des Wurmes unterschiedlich stark ein Vor der Betrachtung des Messresultates auf dem Bildschirm sollten Sie ihren jeweiligen Reiz in drei Kategorien einordnen 1 Schwacher Reiz die Borstenspitze ber hrt den Wurm nur ganz leicht 2 Mittelstarker Reiz leichte Eindellung der Haut 3 Starke
39. ersuchsaufbaus sollte der Borstenreizgeber ausgel st werden Auf dem Computerbildschirm sollten dann lediglich Rauschsignale oder Einstreusignale des Leitungsnetzes auftreten deren Amplitude kleiner als 10 mV sind d h an dem Wurm treten um den Faktor 1000 kleinere Signale auf 10 uV da der Verst rker alle 64 F Nervenphysiologie Signale tausendfach verst rkt dem Computer zufuhrt Pr fen Sie die Masseverbindungen falls gr ssere St rsignale auftreten Die Ableitsignale der einzelnen Versuchsteile die mit dem Computer aufgezeichnet werden sollten als entsprechende Files zum sp teren Ausdruck abgespeichert werden Da f r das Protokoll jede Achse der Ableitspur Aufzeichnung zu beschriften und die einzelnen am Computer eingestellten Darstellungsparameter anzugeben sind unbedingt daf r Notizen w hrend des Versuchs machen 65 F Nervenphysiologie 3 2 Graphische Darstellungen des Versuchsaufbaus a Differenzverst rker Verst rkung 1000fach l i Filterung 80 bis 1000 Hef N 5 cm BE lackiertes Aluminiumprofil b v c Hautmuskel O schlauch Darm Bauchmark Reizborste J Lineal Fu y Stecknadel ET Ml RAR an Soe St N Krokodil kl lackiertes RER Aluminiumprofil interne mediane 0 1 Aluminiumfolie Riesenfaser Abb 1 Schematische Detaildarstellungen zum Versuchsaufbau und zum Bauchmark querschnitt Die Messkammer mit eingelegtem Wurm Aufsicht a Querschnitt b Der Wurm
40. ersucht so viele Leukozytentypen wie m glich zu identifizieren Schatzt das Verhaltnis von Leukozyten und Erythrozyten ab Wodurch wird die Zahl der Leukozyten beeinflu t 33 B Blut 3 8 Anhang Normalwerte des Blutes beim Menschen Leucocyten Erwachsene 4000 10000 ul 4 109 10 1091 Erythrocyten M nner 4 5 106 6 106 u1 4 5 1012 6 10121 Frauen 4 106 5 4 106 ul 4 1012 5 4 1012 1 Reticolocyten Erwachsene 7 15 1000 Erythrocyten 0 007 0 015 entsprechen 35000 75000 Retikolocyten l Blut H matokrit M nner 40 54 0 4 0 54 I I Frauen 37 47 0 37 0 47 I I H moglobin M nner 10 20 Jahre 12 17 g 100 ml 120 170 g l 20 40 Jahre 13 18 g 100 ml 130 180 g l gt 40 Jahre 14 17 g 100 ml 140 170 g l im Schnitt 16 g 100 ml 160 g l Frauen 10 20 Jahre 12 16 g 100 ml 120 160 g l 20 40 Jahre 12 17 5 g 100 ml 120 175 g l gt 40 Jahre 12 7 16 g 100 ml 127 160 g l im Schnitt 14 4 g 100 ml 140 g l Mittleres Erythrocytenvolumen MCV 82 96 fl Mittleres Korpuskul re H moglobinkonzentration MCHC 320 360 g l Erythrocyten Mittleres Korpuskulares Hamoglobin MCH 28 34 pg 34 C Herzphysiologie KURS C HERZPHYSIOLOGIE EIGENSCHAFTEN DES MYOGENEN HERZENS Einleitung Der Austausch von Stoffen mit der Umgebung erfolgt bei genugend kleinen Tieren allein durch Diffusion und Osmose Gr ere Tiere hingegen ben tigen Kreislaufsysteme u
41. fixierung in Cyanobakterien Nitrogenase wird durch Sauerstoff inaktiviert 3 Alle physiologischen Prozesse in einem Organismus werden zeitlich aufeinander abgestimmt und mit dem Tag Nacht Rhythmus der Umwelt synchronisiert 111 K Chronobiologie 4 Bestimmte physiologische Prozesse eines Organismus k nnen auf eine daf r g nstige Tageszeit verlegt werden Fliegen schl pfen am fr hen Morgen wenn es noch nicht so hei und trocken ist 5 Es kann Zeit gemessen werden Circadiane Rhythmen sind genetisch determiniert das hei t dass die freilaufende Periodenl nge verschiedener Individuen einer Art wenig Variation zeigt Beim Menschen betr gt die endogene Periodenl nge verschiedenster physiologischer Parameter 24 18 Stunden in allen Altersgruppen und wird vom Suprachiasmatischen Nucleus SCN gesteuert Der SCN liegt im anterioren ventralen Hypothalamus neben dem 3 Ventrikel ber der optischen Sehbahn Er erh lt photische Eing nge vom retinohypothalamischen Trakt RHT und vom geniculohypothalamischen Tract GHT Nur der RHT ist f r die Lichtsynchronisation unerl lich Einzelne Neurone des SCN sind endogene Oszillatoren die am Tag hohe und in der Nacht niedrige Spontanaktivit t spontanes Feuern von Aktionspotentialen aufweisen Am meisten ist ber die Entstehung endogener Oszillationen von Schrittmacherneuronen bei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster bekannt Dort wurden verschiedene Mutanten isoliert die
42. folgendes Material ben tigt Schreibzeug Lineal Taschenrechner Millimeter und Logarithmenpapier Protokollheft Pr parierbesteck mit zwei feinen Pinzetten einer feinen spitzen Schere und einer gr eren Schere Bitte einen USB Stick zur Datenspeicherung mitbringen falls vorhanden Hinweise zur Anfertigung von Protokollen Die Anfertigung eines Protokolls ist Teil des Versuchs Experimente die nicht dokumentiert werden sind sinnlos Das Protokoll sollte so geschrieben sein da Studierende der Biologie die Fragestellung Methoden Ergebnisse und Schlu folgerungen auch dann nachvollziehen k nnen wenn sie den Versuch selbst noch nicht durchgef hrt haben Bei Unklarheiten in der Anfertigung eines Protokolls wenden Sie sich an die Kursbetreuer Akzeptiert werden nur gut lesbare d h mit Schreibmaschine Drucker oder in lesbarer Handschrift verfa te Protokolle Im Rechnerraum des Fachbereiches stehen allen Studierenden Personal Computer mit Textverarbeitungsprogrammen und Druckern zur Verf gung Frist Das Protokoll eines Kurstages mu am n chsten Kurstag abgegeben werden Das letzte Protokoll mu testiert am 31 07 2006 vorliegen Das Praktikum mu im n chsten Sommersemester wiederholt werden wenn die testierten Protokolle nicht rechtzeitig abgegeben werden Ansprechpartner fur die Bestatigung von Protokollen in der Schlussphase des Kurses Atmung Luzie Braulke braulkel staff uni marburg de Tel 28 23496 Bl
43. gmoiden Dissozlationskurve von zwei hy pothetischen sauerstofftragenden Pigmenten ver anschaulicht den deutlichen Unterschied in den von den jeweiligen Pigmenten im K rperinneren entladenen Mengen Sauerstoff Um das tats ch liche Volumen des an die Gewebe abgelieferten Sauerstoffs zu ermitteln mu man die O Kapazi t t der pigmenthaltigen K rperfl ssigkeit kennen und die Menge Sauerstoff die pro Zeiteinheit die Gewebe erreicht wird die S amp ttigungsprozent Skala gegen eine O Kapazit tsprozent Skala ausgetauscht so l t sich der gesuchte Wert direkt aus der Kurve ablesen 007 2 3 3 3 9 6 Sauerstoffverbrauch in Abh ngigkeit von der u eren Sauerstoff Konzentration Spannung beim Hummer Homarus vulgaris als Beispiel f r abh ngige Atmung Ver suchstemperatur ist 15 C Aus Thomas H 10 1 10 40 so t J The oxygen uptake of the lobster Homa Sauerstoflkonzentration mij Pie J Exp Biol 31 1954 228 is 3 Sausrstotfauinahme mijhjg Korpergewicht g8 15 Abb iic Abb 11 O Bindungskurven a bei verschiedenen pH Werten b bei verschiedenen CO Drucken c bei verschiedenen Temperaturen 9 7 Der Sauerstoffver brauch des Goldfisches ei nes Tieres mit unabh ngi ger Atmung ist oberhalb eines bestimmten Minimal wertes unabh ngig von der u eren Sauerstoffspan nung Die Temperaturen bei denen die Messungen durchgef hrt wurden sind jeweils Im Bild a
44. gr e Eine rechtsh ndige Versuchsperson darf mit der linken Hand w hrend der Versuche die untere linke Labyrinthecke anfassen und umgekehrt Bezugssystem Immer wenn die Versuchsperson den Stift zum Startloch zur ckf hrt wird ihr dies mitgeteilt Das Erreichen des Ziels wird mitgeteilt Protokolliert werden die Anzahl und Art der Fehler und die Zeit die f r einen Durchgang vom Start bis zum Ziel ben tigt wird Um das Ph nomen des Transfer Lernens zu untersuchen werden zwei Gruppen von Versuchspersonen gebildet Die erste bekommt das Labyrinth nicht zu sehen Sobald sich bei einer Versuchsperson eine relativ stabile Kannphase ausgebildet hat wird ihr das Labyrinth spiegelbildlich angeboten Den Versuchspersonen der zweiten Gruppe wird Gelegenheit gegeben vor dem Versuch das Labyrinth ca 5 Minuten lang zu betrachten 5 1 2 Auswertung Stellen Sie den Lernverlauf graphisch dar und vergleichen sie ihre Lernkurven Testen Sie ob bei der spiegelbildlichen Pr sentation des Labyrinths ein Transfer der vorherigen Lernerfahrung stattfindet d h ob eine Verk rzung der Lernphase eintritt Testen Sie ob ein vorangehendes optisches Kennenlernen des Labyrinths hnlich transferiert wird Diskutieren Sie welche Verst rker bei diesen Experimenten wirken 109 Lernmechanismen 5 2 Operante Konditionierung Cup stacking motorisches Lernen Beim motorischen Lernen geht es um das Erlernen eines Bewegu
45. grad Partialdr cke und Wasserl slichkeit von Gasen Funktionsprinzip der CLARK Elektrode s Anhang Literatur zur Vorbereitung zu Atmung und Energiehaushalt alternativ Eckert R Tierphysiologie Thieme Verlag Heldmaier G Neuweiler G Vergleichende Tierphysiologie Bd 2 Vegetative Physiologie Springer Verlag Schmidt RF Thews G Physiologie des Menschen Springer Verlag Schmidt Nielsen K Animal Physiologie Cambridge University Press Withers PC Comparative Animal Physiology Saunders Wehner Gehring Zoologie Thieme Verlag 10 A Atmung 3 Versuchsdurchfuhrung Ein Tiergef wird aus einer Vorratsflasche mit Wasser durchstr mt Der Sauerstoffgehalt des Wassers wird vor dem Eintritt in das Tiergefa amp und nach dem Austritt aus dem Tiergef mit je einer Sauerstoffelektrode CLARK Elektrode Funktionsprinzip siehe Anhang bestimmt Aus der Differenz im Sauerstoffgehalt wird der Sauerstoffverbrauch und der Energieumsatz des Fisches berechnet 3 1 Versuchsaufbau Die Apparatur wird nach folgendem Schema aufgebaut Schreiber 0 Elektrode 2 Wasserbad Magnetr hrer Wenn alle Schl uche angeschlossen sind wird der Hahn der Vorratsflasche ge ffnet und das System mit Wasser gef llt Dann wird das gewogene Versuchstier eingesetzt Kopf des Fisches zur Einstr m ffung das Tiergef luftblasenfrei verschlossen und das System weiter gef llt Es d rfen sich keine Luftblasen im Leitungssystem
46. gungsbildung Sinusknoten Atrioventrikularknoten erregungsleitende Strukturen Form des Aktionspotentials der Zellen im Schrittmacher und im Arbeitsmyokard Refrakt rperiode elektromechanische Kopplung Nicht Tetanisierbarkeit des Herzens EKG Entstehung und EKG Komponenten Mechanik und Modulation der Herzkontraktion Systole Diastole Schlagvolumen Herzaussto Blutdruck Puls Normalwerte Herzklappentatigkeit Abh ngigkeit der Herzt tigkeit von der Sympathikus und Vaguswirkung Inotropie Chronotropie Dromotropie Frank Starling Mechanismus Literatur zur Vorbereitung e Heldmaier G Neuweiler G Vergleichende Tierphysiologie Bd 2 Vegetative Physiologie Springer Verlag e Klinke Silbernagel Lehrbuch der Physiologie Thieme Verlag e Schmidt RF Thews G Physiologie des Menschen Springer Verlag Zur Vertiefung e Gauer Kramer Jung Herz und Kreislauf Urban amp Schwarzenback 1 Einfluss von k rperlicher Aktivit t auf Puls Blutdruck und elektrische Aktivit t des Herzens Material und Methoden a Blutdruckmessung Die Blutdruckmessung erfolgt indirekt d h unblutig nach dem Verfahren von Riva Rocci RR Dabei wird die linke Oberarmarterie A brachialis durch eine um den Oberarm angelegte Luftmanschette zusammengedr ckt wenn der Kompressionsdruck der Manschette den im Gef inneren systolischen Blutdruck gerade bersteigt Bei Verminderung der Kompression wird das kollabierte Gef rohr zun chst nur w h
47. hbereichsbibliothek Biologie 3 2 Weiterf hrende Literatur Carew TJ 2000 Behavioral Neurobiology The Cellular Organization of natural behaviour Sinauer Associates Inc Drickamer LC Vessey SH Meikle D 1996 Learning Behavior In Animal Behavior 4 edition WM C Brown Publishers pp 187 213 Kim JJ and Thompson RF 1997 Cerebellar circuits and synaptic mechanisms involved in classical eyeblink conditioning TINS 20 177 188 McFarland D 1989 Biologie des Verhaltens Evolution Physiologie Psychobiologie VCH Weinheim pp 281 323 Menzel R 1982 Neurophysiologie einfacher Lernvorgange Naturwiss Rdschau 35 61 69 Thompson RF 1993 The brain A neuroscience primer 2nd ed Eds Atkinson RC Lindzey G and Thompson RF Freeman WH and Company 4 VERSUCH A Klassische Konditionierung des Lidschlagreflexes Der Lidschlagreflex der auf eine Reizung des Auges durch einen Luftstrom erfolgt unbedingter Reiz oder unconditioned stimulus US kann an einen bedingten Reiz conditioned stimulus CS gekoppelt werden Als CS wird in diesem Versuch ein akustischer Reiz verwendet 4 1 Durchf hrung Es wird mit einem Gummiball ein leichter Luftstrom erzeugt der mit einem Schlauch auf das offene Auge einer Versuchsperson gerichtet wird Der Experimentator der den 107 Lernmechanismen Luftstrom erzeugt sollte schrag hinter der Versuchsperson sitzen damit diese ihn nicht sehen kann Der US Luftstro
48. ich steigt Ist die Assoziation zwischen Reiz und Aktion etabliert spricht man von der Kannphase Sie ist gekennzeichnet durch eine weitgehend konstante Aktionsrate Der Zeitverlauf der Lernkurve kann durch eine gro e Zahl von Parametern ver ndert werden z B durch unterschiedliche Zeitbeziehung zwischen Reiz und Belohnung be sonders aber durch Ver nderungen in der Verst rkungsrate Wird jede Aktion verst rkt spricht man von kontinuierlicher oder Immerverst rkung wird nur ein Teil der Aktionen belohnt spricht man von diskontinuierlicher Verst rkung z B jedes 2 Mal alle 2 Min Der Lernerfolg ist am gr ten bei unregelm iger Verst rkung 102 Lernmechanismen Kasten 2 Pawlowsche Konditionierung Konditionierung C Vor der Konditionierung cs Keine Antwort oder On Licht nicht relevante Antwort eaa Licht ser US UR a a Futter Speichelsekretion US s e Futter Zeit Off W hrend der Konditionierung CS bs S UR U Futter Speichelsekretion Nach der Konditionierung cs CR Licht Speichelsekretion Speicheln als Antwort auf CS 1 3 5 79 1 1315 EINE eae dae Akquisition Extinktion A Versuchsaufbau B Bei der Konditionierung wird der CS Licht kurz for dem US Futter gegeben C Vor der Konditionierung l st nur der US Speichelsekretion UR aus Nach wiederholten Paarungen von CS und US l st auch der CS alleine Speichelsekretion aus CR Eine Assoziation zwischen CS und U
49. ie Lage der Schiene wird in der vertikalen Ebene so lange variiert bis die Punktmarkierung auf der Handinnenfl che mit der Drehachse der Apparatur exakt bereinstimmt Als Peilhilfe wird ein Lichtpunkt in Richtung der Drehachse auf die Handinnenfl che projiziert Anschlie end wird der Daumen fixiert 76 G Muskelphysiologie 3 2 Ausl sung der Kontraktion Zur Ausl sung der Kontraktion wird der Nervus ulnaris elektrisch gereizt Je weiter distal der Nerv gereizt wird umso weniger Muskeln werden vom Rest Nerven versorgt bzw durch Reizung erregt Wegen der oberfl chennahen Lage wird zur Kontraktion des Musculus adductor pollicis im Versuch am Reizort b Abb 3 des Ellenbogens Epicondylus medialis gereizt Reizort c Reizort b SL Reizorta Abb 3 Lokalisation der g nstigsten Nervenreizpunkte f r den Nervus ulnaris Zur Reizapplikation werden Oberfl chenelektroden verwendet Um den ben tigten Reizstrom niedrig halten zu k nnen werden die Filzelektroden in Salzwasser ges ttigte NaClI L sung getr nkt bevor sie in ihre Metallhalterungen eingesetzt werden Mit kleinen Probeimpulsen wird das Hautareal aufgesucht auf dem die Oberfl chenelektroden genau in L ngsrichtung ber dem Nervus ulnaris liegen Wenn der genaue Reizort gefunden ist kann der bergangswiderstand zur Haut weiter G Muskelphysiologie vermindert werden indem die Haut mit einem mit etwas Ather oder Aceton getranktem Lappen von Fett ger
50. ig liegt und keine St rpotentiale das EKG berlagern registrieren Sie auf dem Speicherschirm 2 3 Zyklen eines m glichst st rungsfreien EKG und anschlie end das EKG eines gr eren Zeitbereichs Auswertung 1 Mit welcher Ableitungsform wurde das EKG der Maus registriert 2 Bestimmen Sie die Herzfrequenz der Maus in dem Sie eine mittlere Schlagrate bei einem gro em Zeitfenster berechnen 3 Ermitteln Sie die Dauer von PQ Intervall QT Intervall TP Intervall und RR Intervall Diskutieren sie die beobachteten Unterschiede in der Herzt tigkeit zwischen Mensch und Maus 3 Physiologische Untersuchungen am Froschherzen Videofilm In diesem Versuchsteil wird die Herzt tigkeit eines afrikanischen Krallenfrosches Xenopus leavis unmittelbar am frei pr parierten Herzen sichtbar gemacht und manipuliert Sie erhalten Registrierungen f r Ihr Protokoll Mechanogramme Werten Sie diese aus und diskutieren Sie daran die in diesem Versuchsabschnitt angesprochenen Fragen 40 C Herzphysiologie I Beobachtung der Herzbewegungen Methode Durchf hrung und Auswertung Das Froschherz wird freipr pariert Verfolgen Sie die Pr parationsschritte Beobachten Sie den Kontraktionsverlauf Beachten Sie die wichtigsten Herzabschnitte Sinus venosus Vorkammern Ventrikel Truncus arteriosus Aortenbogen 1 Beobachten Sie die Kontraktionsfolgen der einzelnen Herzabschnitte Wo beginnt die Kontraktionswelle und wo endet sie 2 W
51. ingebettet liegt Eine Histidyiseitenkette des Globulins fungiert als zus tzlicher Ligand f r das Eisenatom im H m Eine idealisierte r umliche Darstellung des H mogtobinmolek ls Zwei der vier H mgruppen sind in den von den getalteten Peptidketten gebildeten Taschen sichtbar nach McGilvery 1970 Aus ECKERT TIERPHYSIOLOGIE 3 3 Bestimmung des Hamoglobingehalts im Blut Fur die routinem ige H moglobin Bestimmung eignet sich haupts chlich das spektralphotometrische Verfahren Das Prinzip dieses Verfahrens besteht darin da die Hb Konzentration ber die Extinktionsmessung mit monochromatischem Licht bestimmt wird Da verd nntes Hb wenig best ndig ist und zudem seine Extinktion mit der O2 Beladung ndert ist zuvor die Umwandlung in eine farbstabile und haltbare Verbindung notwendig das H miglobincyanid Cyan Meth moglobin HbCN mit dreiwertigem Eisen Hb Fe mel s Hb Fe HB Fe CN 29 B Blut 3 3 1 Versuchsdurchf hrung 1 In ein Reagenzglas werden 5 ml Reaktionsl sung Vorsicht giftig Enth lt Kaliumcyanid Kaliumhexacyanoferrat Ill Puffer pH 7 2 mit 0 02 ml Blut aus der Fingerbeere gemischt 2 L sung bei 20 25 C inkubieren 3 Fr hestens nach 3 Minuten die Extinktion der Probe gegen Reaktionsl sung im Spektralphotometer bei 546 nm messen 4 Berechnung der H moglobinkonzentration g 100 ml mit Hilfe der Lambert Beer schen Gleichung E mit e 44 106 cm2 mol C d 1cm e
52. ingesetzt mit dem die Gefrierpunkterniedrigung einer L sung bestimmt wird W hrend Wasser einen Gefrierpunkt von 0 C besitzt zeigt eine L sung mit einer Salzkonzentration von 1 osmol kg einen Gefrierpunkt von 1 858 C kryoskopische Konstante Bei dissoziierenden Stoffen erh hen sich der osmotische Druck und die Gefrierpunkterniedrigung entsprechend der Teilchenzahl in die das Molek l bei der Dissoziation zerf llt Die osmotisch wirksame Konzentration einer L sung wird in der Biologie nicht durch den osmotischen Druck in atm sondern durch die Osmolarit t zum Ausdruck gebracht Die Einheit der Osmolarit t ist osmol l Die formale Beziehung zwischen Gefrierpunkterniedrigung dT und Osmolaritat ist dt C Osmolaritat osmol l 1 858 Eine L sung mit einer Gefrierpunkterniedrigung von 1 86 C hat demnach eine Osmolaritat von 1 osmol 3 2 2 Der OSMOMAT 030 Die Probel sung wird mit einem Peltier K hlsystem abgek hlt wobei die Temperatur elektronisch berwacht wird Hat die Probel sung eine bestimmte Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes erreicht so wird automatisch die Kristallisation eingeleitet Dies geschieht durch Impfen der L sung mit Eiskristallen Eine Edelstahlnadel wird an einem zweiten K hlsystem soweit abgek hlt dass an ihrer Spitze in Folge kondensierter Luftfeuchtigkeit winzige Eiskristalle haften Diese Nadel taucht kurzzeitig in die unterk hlte Probel sung ein Danach steigt die Temperatur sp
53. ipokinetic Hormone In Neurohormonal Techniques in Insects Chapter 2 Springer Verlag Bibliothek Biologie Signatur B 640 27 Van der Horst D J 2003 Insect adipokinetic hormones release and integration of flight energy metabolism Comp Biochem Physiol B 136 217 226 Link zum PDF im Downloadbereich unter http online media uni marburg de biologie tierphysiologie Hormone hormone html Im Versuch verwendete Puffer und Reagenzien Ringer L sung Schistocerca gregaria pH 6 8 NaCl 140mM KCI 10 mM NaH2PO e H20 4 mM NazHPO e 2 H20 6 mM CaCl 2mM Vanillin Reagenz Vanillin 13 8 mM HPO 51 Diacylglycerol 1 mg ml Diolein Dioleoylglycerol C39H720s Adipokinetisches Hormon II 25 uM PGlu Leu Asn Phe Ser Thr Gly Trp NH2 46 D Hormonphysiologie 2 VERSUCHSDURCHFUHRUNG 2 1 Vorbereitungen Es werden pro Gruppe 4 Tiere verwendet die mindestens 30 Minuten vor dem Experiment nicht mehr geflogen sind Die Tiere sitzen hierzu unter umgedrehten Trichtern Beschriften Sie insgesamt 9 Reaktionsgef e 1 V 4 V Proben der Tiere Vor der Injektion 1 N 4 N Proben Nach der Injektion BO Nullwert mit Ringerl sung Auf den Boden jedes Gef es werden 50 ul konz Schwefels ure pipettiert Schutzbrille tragen und unter dem Abzug arbeiten Achtung konz Schwefels ure ist stark tzend Die Kieselgelplatte f r die D nnschichtchromatographie DC wird bereit gelegt Der Auft
54. ische Muskelfasern sind die wichtigsten Unterschiede in der neuromuskul ren Organisation von Vertebraten und Arthropoden zu erl utern 82 H Sinnesphysiologie KURS H SINNESPHYSIOLOGIE 1 Einleitung Sinneszellen oder Rezeptoren sind spezialisierte Strukturen des Nervensystems die Zust nde und oder Zustandsanderungen Reize aus der Umwelt gt Exterorezeptoren oder dem K rperinneren gt Enterorezeptoren aufnehmen und an das ZNS melden Die zugef hrte Reizenergie ist in der Regel um ein Vielfaches geringer als f r den Erregungsvorgang ben tigt wird d h die Energie zum Aufbau des Rezeptorpotentials stammt aus dem Zellstoffwechsel dem Reiz kommt nur eine ausl sende Funktion trigger Wirkung zu W hrend das Rezeptorpotential stets mit der Reiz intensitat proportional korreliert ist Amplitudenmodulation werden am Beginn des afferenten Axons diese graduierten Potentiale in ein bestimmtes Muster von Aktionspotentialen umcodiert Frequenzmodulation die dem Alles oder Nichts Gesetz gehorchen Sinneszellen sind oft mit entsprechenden Hilfsstrukturen die dem Reiztransport dienen zu Sinnesorganen zusammengefa t Die Gesamtheit der an der Informationsaufnahme Weiterleitung und verarbeitung beteiligten Strukturen bezeichnet man als sensorisches System W hrend des heutigen Kurstages werden bestimmte Eigenschaften von Photorezeptoren z B Kennlinie zeitliches Aufl sungsverm gen etc experimentell durch elektrophy
55. ischen Potentialen an in der Zelle Intrazellulare Ableitung extrazellulare Ableitung Oszilloskop Aufbau Funktion 2 2 Literatur zur Vorbereitung Heinzel H G Neurophysiologische Versuche am intakten Regenwurm Biologie in unserer Zeit 20 308 313 1990 Dieser Originalartikel enth lt die Versuchsbeschreibungen und ist Pflichtlekt re VOR dem Versuch Vorlagen k nnen als pdf File von der Tierphysiologie Homepage heruntergeladen oder zum Kopieren im Sekretariat Heldmaier ausgeliehen werden Vomel M Pfeiffer K TPK Versuch F Neurophysiologie http online media uni marburg de biologie tierphysiologie nerven regenwurm htm Dudel J Menzel R Schmidt R F Neurowissenschaft 2 Auflage 2001 Springer Verlag Berlin Eckert R Tierphysiologie 4 Auflage 2002 Thieme Stuttgart Standard Lehrbuch Kaestner A Lehrbuch der speziellen Zoologie Bd 1 3 Teil 4 Auflage 1982 Fischer Stuttgart Darstellungen vom Bauplan des Regenwurms und dessen Bauchmark K ckenthal Leitfaden f r das Zoologische Praktikum versch Auflagen gut f r die Morphologie Penzlin H Lehrbuch der Tierphysiologie 7 Auflage 2005 Spektrum Verlag Heidelberg Standard Lehrbuch 63 F Nervenphysiologie 2 3 Weiterf hrende Literatur Drewes C D Landa K B McFall J L Giant nerve fibre activity in intact freely moving earthworms J Exp Biol 72 217 227 1978 Gunther J Mikroanatomie des Ba
56. ittlere korpuskul re H moglobinkonzentration MCHC Diese erythrozytometrischen Parameter k nnen aus dem H moglobingehalt der Erythrozytenzahl und dem H matokritwert berechnet werden 3 6 1 Berechnung des MCH Hamoglobingehalt eines Erythrozyten MCH pg H moglobin Erythrocyt 4 mostobinepe 1 Erythrozytenzahl 1 3 6 2 Berechnung des MCV Volumen eines Erythrozyten Hamatokritwert 1 1 MCV ums Erythrozytenzahl 1 3 6 3 Berechnung des MCHC Der MCHC WEr gibt den Hamoglobingehalt in Bezug auf das Gesamterythrozytenvolumen Hamatokritwert an Als konventionelle Einheit gilt die Angabe in Hb 100 ml Erythrozyten H moglobin g 100ml H matokritwert 1 T MCHC Vergleichen Sie Ihre errechneten Werte mit den Literaturwerten Wodurch k nnen die einzelnen Parameter beeinflu t werden 32 B Blut 3 7 Blutausstrich 3 7 1 Versuchsdurchf hrung 1 Blutausstrich auf einem Objekttr ger herstellen und trocknen lassen 2 3 Minuten mit 0 5 ml May Gr nwald L sung Merck bedecken 3 L sung nicht abkippen sondern 0 5 ml Phosphatpuffer pH 7 2 dazugeben und weitere 1 2 Minuten einwirken lassen 4 _Farblosung abkipppen 5 15 20 Minuten mit frisch hergestellter Giemsas Gebrauchsl sung bedecken 10 Tropfen Giemsas L sung Merck auf 10 ml Phosphatpuffer pH 7 2 mit Phosphatpuffer pH 7 2 gut von der Seite her absp len Blutausstrich trocknen lassen 3 7 2 Versuchsauswertung V
57. k nnen die Urin und Blutproben gemessen werden Zur berpr fung der Reproduzierbarkeit werden Doppelbestimmungen durchgef hrt Dazu m ssen jeweils zwei saubere und trockene Me gef e mit derselben Probel sung gef llt werden Eine MeRwiederholung einer Probe ist nicht m glich da sich die Probe w hrend der Messung entmischt Da die Messungen unter den gleichen Bedingungen wie die Kalibration erfolgen m ssen werden entsprechend 50 ul der Probefl ssigkeit in ein trockenes und sauberes Me gef mit einer Pipette eingef llt Dabei m ssen unbedingt Luftbl schen vermieden werden Das mit der Probefl ssigkeit gef llte Me gef wird bis zum Anschlag auf den Me gef halter gesteckt Vor Absenken des Me gef halters wird gegebenenfalls die Taste SAMPLE gedr ckt Die Kristallisation wird nach dem Unterkuhlen der Probefl ssigkeit automatisch eingeleitet 56 E Exkretion Der Osmolalitatswert wird an der Digitalanzeige angezeigt Nach jeder Messung muss der Temperaturfuhler durch Abwischen mit einem weichen Papiertuch grundlich gereinigt werden gegebenenfalls kann der Fuhler auch mit einem mit Wasser angefeuchteten Tuch vorgereinigt werden Tritt keine Kristallisation oder eine spontane Kristallisation ein befolgen Sie die Anweisung aus der Betriebsanleitung oder wenden Sie sich an Ihren Kursbetreuer 4 Versuchsauswertung Stellen Sie die Versuchsergebnisse graphisch dar y Achse Harnmenge Osmolarit
58. konstant und ungedampft auch ohne u ere Zeitgeber Ein freilaufender Rhythmus ist eine selbsterregte Schwingung unter konstanten Umweltbedingungen periodischer Licht Dunkel Wechsel Lichtzeit Dauer des Tages bei einer definierten Beleuchtungsst rke Dunkelzeit Dauer der Nacht bei einer definierten Beleuchtungsst rke 114 K Chronobiologie Phasenantwort Kurve PRC Beschreibt Ausma und Vorzeichen beschleunigt verlangsamt einer durch Einzelreize verursachte Phasen Verschiebung in ihrer Abh ngigkeit von der durch den Reiz getroffenen Phase Advance tA Lo Phase Shift Delay 3 A a Subjective Day gt Subjective Night Circadian Time hrs 115 K Chronobiologie K A Melatonin ein Zeiger der Inneren Uhr bei S ugern y 1 ed Der vom circadianen Schrittmacherzentrum erzeugte Rhythmus wird ber unterschiedliche Systeme an den K rper weiter vermittelt Ein wichtiger gut untersuchter Mechanismus ist die Umsetzung der circadianen Information der Inneren Uhr in ein Melatonin Hormonsignal bei S ugern e Hauptbildungsort des Hormons ist das Pinealorgan Zirbeldr se e Bei allen untersuchten S ugetieren lag das Maximum der Melatoninbildung immer in der subjektiven Nacht Die Melatoninsynthese ist somit stark vom Beleuchtungsrhythmus abh ngig Man spricht in diesem Zusammenhang beim Melatonin auch vom Hormon der Dunkelheit e Da
59. ktrum der Wissenschaft 2 79 18 Scientific American 12 78 68 Tonegawa S Die Molek le des Immunsystems Spektrum der Wissenschaft 12 85 116 Scientific American 10 85 104 Young JD Cohn ZA Wie Killerzellen toten Spektrum der Wissenschaft 3 88 86 Scientific American 1 88 28 Zucker MB Die Blutplattchen Spektrum der Wissenschaft 8 80 22 Scientific American 6 80 70 24 B Blut 3 Versuche 3 1 Kurzzeitelektrophorese von Serum auf Celluloseacetat Folie Blut besteht aus Blutplasma und den darin suspendierten zellularen Bestandteilen d h den roten und wei en Blutzellen Erythrozyten und Leukozyten und den Blutplattchen Thrombozyten Der Anteil der Blutzellen am Blutvolumen wird H matokrit genannt er betr gt beim Mann im Normalfall 44 46 Vol und bei der Frau 41 43 Vol Nach Ausf llung des f r die Gerinnung verantwortlichen Fibrinogens wird die fl ssige Phase als Serum bezeichnet Eine wichtige Methode zur Analyse der im Serum enthaltenen Proteine ist die Elektrophorese die auf folgendem Prinzip beruht Legt man an eine Proteinl sung ein elektrisches Feld an wandern die Protein lonen bei negativer Summenladung zur Anode bei positiver Summenladung zur Kathode Die Wanderungsgeschwindigkeit und richtung ist dabei abh ngig von der Ladungsgr e der Proteine und dem pH Wert der Pufferl sung 3 1 1 Versuchsdurchf hrung Eine Probe Humanserum wird auf Celluloseacetat Folie aufgetrennt Als Puffer dient 40
60. lt Eine kurze Darstellung des Versuchsausgangs mu im Text erfolgen Ergebnisse k nnen auch in Abbildungen oder Tabellen dargestellt werden Alle Abbildungen m ssen eindeutige Achsenbeschriftungen und Erkl rungen der verwendeten Symbole enthalten Abk rzungen in Abbildungen und Tabellen m ssen erkl rt werden Zu jeder Abbildung geh rt eine Legende was ist dargestellt und zu jeder Tabelle eine berschrift was ist in der Tabelle angegeben Wo von Unterschieden zwischen Me ergebnissen z B Mittelwerten oder Korrelationen von Variablen gesprochen wird sind Irrtumswahrscheinlichkeiten anzugeben sofern statistische Verfahren verwendet wurden Wichtig Der Teil Ergebnisse soll keine _ Interpretationen oder Schlu folgerungen enthalten 4 Diskussion der Ergebnisse Welche Schlu folgerungen lassen sich aufgrund der gewonnenen Ergebnisse ziehen Konnten die in der Einleitung genannten Fragen beantwortet bzw die Hypothesen best tigt oder abgelehnt werden Dies ist der wichtigste Teil des Protokolls Versuche und Ergebnisse ohne Interpretation sind wertlos Im Mittelpunkt soll die Diskussion der eigenen Ergebnisse stehen nicht etwa eine Diskussion der Lehrbuchinhalte zu diesem Thema Die Diskussion kann falls erforderlich eine Kritik der Methoden enthalten Wichtiger ist jedoch eine Diskussion der gewonnenen Resultate und ihrer biologischen Bedeutung Klausuren Als Leistungsnachweis f r den Kurs wird eine schriftliche Pr fu
61. m Stoffe an die K rperzellen heran zu f hren und abzutransportieren In die Kreislaufsysteme sind Abschnitte eingeschaltet die durch rhythmische Kontraktionen das Blut in Bewegung halten Diese Organe werden als Herzen bezeichnet Die rhythmischen Kontraktionen werden von Schrittmachern ausgel st Beim myogenen Herz wirken autorhythmische Zentren modifizierte Muskelzellen im Herz als Schrittmacher w hrend beim neurogenen Herz meist im ZNS aktivierte aufgelagerte Herzganglienzellen die rhythmischen Kontraktionen ausl sen Im Gegensatz zum myogenen Herz werden im neurogenen Herz die Erregungen nicht von einer Muskelzelle zur anderen direkt bertragen In diesem Versuchsabschnitt sollen im Eigenversuch einige Eigenschaften von myogenen Herzen mit nicht invasiven Methoden kennen gelernt werden Hierzu soll die Wirkung von k rperlicher Aktivit t auf Puls Blutdruck und EKG Muster beim Menschen untersucht werden Im zweiten Versuchsabschnitt soll das Ruhe EKG des Menschen mit dem einer Maus verglichen werden Im letzten Versuchsabschnitt wird anhand eines ca 20 min tigen Films die Herzt tigkeit eines Frosches am frei pr parierten Herzen dargestellt Grundkenntnisse Anatomie Kreislaufsysteme bei Flu krebs Frosch und Sauger Bau Krebs Frosch und S ugerherz vegetatives Nervensystem Morphologie der Herzmuskelfasern 35 C Herzphysiologie Erregungsentstehung und Weiterleitung Autorhythmische Zentren Mechanismus der Erre
62. m wird in unregelm igen Abst nden Mittel ca 2 3 Sekunden gegeben Etwa gleichzeitig mit dem Luftstrom Prinzip der Kontiguit t wird kurz der CS Klickger usch gegeben Die besten Lernerfolge werden erzielt wenn der CS kurz 0 2 0 8 Sek vor dem US einsetzt Nach einer gewissen Lernphase sollte der Lidschlagreflex durch das Klickger usch ausl sbar sein Jeder Kursteilnehmer soll einmal Versuchsperson und Experimentator sein Vorsicht bei Personen mit empfindlichen Bindeh uten und Kontaktlinsentr gern 4 2 Auswertung Protokollieren Sie wie schnell sich bei den einzelnen Versuchspersonen die CR einstellt Stellen sie den Zeitverlauf der Extinktion fest Versuchen Sie die Umkehrbarkeit der Extinktion nachzuweisen 5 VERSUCH B 5 1 Operante Konditionierung Handlabyrinth Bei Labyrinthversuchen in der operanten Konditionierung verwendet man entweder Hoch oder Tieflabyrinthe Der Schwierigkeitsgrad reicht von einfachen Y Labyrinthen bis zu hoch komplexen Labyrinthen die auch dreidimensional angelegt sein k nnen Bei diesem Versuch kommen zweidimensionale Tieflabyrinthe zum Einsatz Am auf dem Tisch liegenden Labyrinth soll die Versuchsperson mit verbundenen Augen den richtigen Durchgang mit einem Stift erlernen 108 Lernmechanismen 5 1 1 Durchf hrung Es werden folgende Lernhilfen gegeben kurze Erfahrung ber Gangtiefe und Gangwinkel ebenfalls ber die Gangbreite kurzes Abtasten der Labyrinth
63. n ll Homberg Schachtner Stengl F Nervenphysiologie G Muskelphysiologie H Sinnesphysiologie e H ren e Sehen I Lernmechanismen K Chronobiologie Zeitplan Der Kurs besteht aus 10 Versuchsterminen a 5 Stunden und 2 Klausurterminen in der Mitte und am Ende des Kurses Montagskurs 24 04 06 10 07 06 14 15 18 30 Uhr Dienstagskurs 25 04 06 11 07 06 14 15 18 30 Uhr 1 Klausur Di 06 06 06 13 00 14 00 Uhr Gr H rsaal und ZGK 1015 2 Klausur Di 18 07 06 13 00 14 00 Uhr Gr H rsaal und ZGK 1015 Nachschreibtermin Fr 28 07 06 13 00 14 30 Uhr Raum siehe Aushang Informationen f r die Kursteilnehmer W hrend des Semesters werden wichtige Informationen an der T r des Kursraumes 1046 ausgeh ngt so z B die endg ltige Gruppenverteilung der genaue Terminplan und die Klausurergebnisse Weitere Informationen auf der Homepage Tierphysiologie Vorbereitungen F r eine sinnvolle Arbeit im Kurs wird die Kenntnis des in der Vorlesung Grundlagen der Tierphysiologie behandelten Stoffes vorausgesetzt F r die erfolgreiche Durchf hrung der Versuche ist es notwendig da sich die Kursteilnehmer anhand der Kursanleitung auf jeden Versuch vorbereiten Die Kursanleitung finden Sie im Web unter der Adresse http online media uni marburg de biologie tierphysiologie Die in den Anleitungen zu den einzelnen Versuchen empfohlene Literatur kann in der Bibliothek des FB Biologie eingesehen wer
64. ner O2 Diffusion durch die Membranfolie Der Sauerstoff wird an der Gold Kathode reduziert D h die Gold Kathode gibt Elektronen an den Sauerstoff ab wobei OH lonen entstehen An der Silber Anode wird Silber zu Silberchlorid oxidiert N N N N N N N N N N N N N N fi Sets N 4e N N 3 N 2 H20 03 gt 4 OH 4 Ag 4 CI gt 4 AgCI N RRA ARAMA sohn e 82 Og 22 KCI L sung Es ergibt sich somit ein Strom der dem Partialdruck des Sauerstoffes direkt proportional ist Zu ber cksichtigen ist dabei da die Diffusion des Sauerstoffes durch die Membranfolie und die L slichkeit des Sauerstoffes in Wasser temperaturabh ngig sind Beide Faktoren werden jedoch durch zwei im Elektrodenkopf eingebaute Thermistoren automatisch kompensiert 14 A Atmung Kiemenb gen in Kiemenh hle Gill resistance Opercular valve Oral cavity Opercular cavity Kiemenfilament Buccal pump Opercular pump Kiemenlamelle Fig 1 6 Water is pumped over the gills of fish by a dual pumping system With the aid of suitable valves the pumps provide a unidirectional flow of water over the gill Arterie stn tace Hughes 1960 Vene Blut 100 HYPERBOLISCH i O Atgsze an Gewebn 250 SIGMOIO i a a H H O Spannung Or Spannung Im Gewebe In Arterien o 50 100 O Spannung In mm Hg 9 13 Dieses Schema einer hyperbolischen und einer si
65. ng angefertigt Sie besteht aus zwei Pr fungsteilen die nach jeweils f nf Kurstagen stattfinden Die Punkte der beiden Pr fungsteile werden addiert Bestanden hat wer mehr als die H lfte der erreichbaren Punktzahl gt 25 25 erzielt Bei der Nachklausur m ssen beide Pr fungsteile wiederholt werden Wird ein Prufungsteil ohne Entschuldigung z B rztliches Attest vers umt dann gilt der Pr fungsteil als nicht bestanden Unfallverh tungsvorschriften Die Vorschriften f r die Verh tung von Unf llen sind unbedingt zu beachten Nicht mit dem Mund pipettieren Pipettierhilfe verwenden usw Beim Arbeiten mit menschlichem Blut sind Schutzhandschuhe zu tragen Verhalten am Arbeitsplatz Die sachgerechte Behandlung lebender Tiere vor w hrend und nach den Versuchen hat Vorrang vor allen anderen T tigkeiten Erst wenn die Versuchsanordnung aufgebaut und der Ablauf des Versuchs klar ist werden die Tiere in den Versuch genommen Ger te und Materialien werden den Kursteilnehmern z Z noch kostenfrei zur Verf gung gestellt und m ssen deshalb sorgsam behandelt werden Die Arbeitspl tze sollten sauber und aufger umt verlassen werden Glasger te gr ndlich reinigen und mit Aqua dest aussp len A Atmung KURS A ATMUNG UND ENERGIEUMSATZ An diesem Kurstag sollen Atmung und Energieumsatz zwischen ektothermem Fisch und endothermem Mensch verglichen werden Tiere beziehen die zum Leben notwendige Energie aus der Oxidation von Nahrs
66. ng der ERG Form sowie die erhaltenen Daten f r alle getesteten Frequenzen Tabelle sind im Ergebnisteil zu zeigen zu beschriften und im Ergebnistext zu beschreiben 4 Versuch B H rphysiologie 4 1 Bestimmung der unteren H rschwelle beim Menschen Audiometer 4 1 1 Durchf hrung Die von einem Schwingungssummer erzeugten T ne deren Frequenz und Schalldruck einstellbar sind werden einer Versuchsperson VP in einem schalltoten Raum ber einen Kopfh rer jeweils ein Ohr vorgespielt Es soll festgestellt werden bei welchem Schalldruck der jeweilige Ton in Abh ngigkeit von der eingestellten Frequenz f r die VP gerade h rbar wird 92 H Sinnesphysiologie 4 1 2 Auswertung Die Werte werden in eine vorgedruckte Diagrammkarte eingetragen In diesem Vor druck ist die normale H rschwelle als gerade Linie dargestellt die mit 0 dB bezeichnet wird vgl Schmidt Thews dort ist ein Audiogramm abgedruckt 4 2 Bestimmung der Zeitdifferenzschwelle des H rens beim Menschen ber Laufzeitdifferenz und Intensit tsdifferenz des Schalls zwischen beiden Ohren wird das Richtungsh ren erm glicht Schallwellen aus der Richtung a erreichen das rechte Ohr fr her als das linke Bei konstanter Schallgeschwindigkeit und bekanntem Ohrenabstand entspricht der Strecke As ein bestimmtes A t das als Laufzeitdifferenz bezeichnet wird 4 2 1 Durchf hrung 0i s subjektive I Schlauchmitte o objektiver H Schlauchmit
67. ngegeben Aus Fry F E J u 1 S Hart The relation of tem perature to oxygen con sumption In the goldfish Biol Bull 94 1948 66 77 Sauerstoffverbrauch cm kg h 120 200 280 40 Rate of oxygen consumption arbitrary units 0 so eo Sauerstoffspannung mm Hg 16 10 100 Vol O gebunden 20 30 40 Temperature C Fig 7 1 Many temperature dependent rate processes proceed more and more rapi as temperature increases See text for further information nn Sorngraph s Amphur pO in mm Hg 9 19 O Gleichgewichtskurven Volumprozent von gebundenem Sauerstoff in m O 100ml Blut oder Zoiomflussigkeit Jals Funktion des O Partialdruk kes in mm Hg 1 Arenicola 20 C pH 4 9 2 Makrele 20 C 1 mm CO 3 Mensch 38 C pH 7 4 4 Taube 42 C 40 mm CO 5 Amphi uma 20 C 43 mm CO 6 Rochen 10 4 C pH 7 8 7 Sipunculus 19 C pH 7 7 8 Cancer 23 C 1 mm CO 9 Spirographis 20 C pH 7 7 Im Gegensatz zu Dissoziationskurven welche die prozentuale S ttigung angeben ohne Ber cksich tigung der tats chlich gebunden vorliegenden Sauerstoffmenge zeigen die Gieichgewichtskur ven die Transport Leistung der jeweiligen Kor perfl ssigkeit an Man vergleiche die hier f r Can cer 8 dargestellte Kurve mit der Dissoziations kurve von Panulirus ebenfalls einem dekapoden Krebs in Abb 9 16 Noch Redfield aus Prosser C L u F A Brown Ir Hrsg
68. ngsablaufes den man nach mehrmaliger Wiederholung immer besser bzw schneller beherrscht z B Klavierspielen Wichtig hierbei ist dass dieser Prozess idealerweise unabh ngig vom bewussten Nachdenken ber den Lernablauf erfolgt Bei diesem Versuch sollen so schnell wie m glich zwei Becherpyramiden aus jeweils sechs Bechern aufgestapelt und wieder zusammengesteckt werden 5 2 1 Durchf hrung Als Lernhilfe wird der Versuchsperson kurz erkl rt auf welche Weise sich optimal eine Pyramide aus sechs Bechern stapeln l sst Daran anschlie end erh lt die Versuchsperson einmal die M glichkeit diesen Bewegungsablauf langsam durchzuf hren Ein Durchgang beginnt mit zwei Becherstapeln von je sechs Bechern die vor der Versuchsperson stehen Diese hat ihre Handfl chen auf dem Tisch liegen Auf das Startkommando hin werden nacheinander beide Becherpyramiden aufgestellt und in der gleichen Reihenfolge zusammen geschoben Die H nde werden danach wieder auf den Tisch gelegt Protokolliert wird die Zeit eines Durchganges zwischen H nde abheben und H nde wieder ablegen Es werden so viele Durchg nge gemacht bis sich eine stabile Zeit Kannphase einstellt 5 2 2 Auswertung Stellen Sie den Lernverlauf graphisch dar und vergleichen Sie ihre Lernkurven Diskutieren Sie welche Verst rker bei diesem Experiment wirken Im Kurs stehen Rechner zur Dateneingabe zur Verf gung F r den Datentransfer sollte pro Gruppe ein USB Stick mitgebracht
69. o sensorischer Neurone MN einige Motoneurone die die Muskel in den Kiemen versorgen faz N ist ein identifiziertes fazilitie rendes Neuron das durch einen starken Reiz erregt wird und Ruhe 2 Std IR Habituation I spontane Erholung N 29 Habituation Dishabituation d fazilitatorisches Neuron IK ca kis dessen Aktivit t im Verhalten zur Sensitisierung f hrt d Schema der intrazellul ren Reaktionswege bei der heterosynaptischen Fazilitation des mechanosensorischen Neurons SN von Aplysia 5 HT Serotonin der modulatorische Transmitter der von dem fazilitatorischen Neuron ausgesch ttet wird Serotonin Rezep tor Typ der durch Cryptoheptidine blockiert wird Il Serotonin Rezeptor Typ Il der durch Cryptoheptidine nicht blockiert wird PLC Phospholipase C AZ Adenylatzyklase DAG Diacylglyce rol PKC Proteinkinase C PKA Proteinkinase A IFP intermedia tes Filamentprotein NCAM neuronales Zelladh sionsmolek l Positive und negative Zeichen geben eine Zunahme oder Abnahme der lonenleitf higkeiten und anderer zellul rer Pro zesse an aus Menzel 1996 siehe 3 1 100 Lernmechanismen 2 2 Assoziatives Lernen Hierzu geh ren die klassische und die operante Konditionierung Beim assoziativen Lernen wird eine Assoziation zwischen einem Reiz und einer Reaktion geschaffen Assoziationen k nnen sehr lange andauern Klassische Konditionierung Unter der klassischen auch
70. obuline Transferrin 300 33 3 90 5 8 Eisentransport B Lipoprotein 550 0 3 bis 3000 bis Transport von Lipiden 1 8 20000 bevorzugt Cholesterin Fibrinogen 400 11 8 340 5 8 Blutgerinnung Immunglobuline y Globuline yG Globuline 1200 76 9 156 5 8 Antik rper gegen bakterielle Anti yA Globulin 240 16 0 150 7 3 gene und k rperfremdes Protein yM Globulin 125 1 3 960 Nat rliche Antik rper z B Isoh magglutinine yE Globulin 0 03 0 002 190 Antik rper aus Schmidt Thews Physiologie des Menschen 27 B Blut 3 1 2 Versuchsauswertung Die bei der photometrischen Auswertung erhaltene Kurve wird ausgeschnitten Die den einzelnen Kurventeilen entsprechenden Proteinfraktionen erhalt man in ihrer prozentualen Aufteilung indem die Fl che unter den Kurventeilen durch Ausz hlen der K stchen ausgemessen wird Diskutiert die Ergebnisse im Vergleich mit Literaturwerten 3 2 Blutgruppenbestimmung ABO und Rh System Das Blut jedes Menschen ist durch einen bestimmten Satz spezifischer Erythrozyten Antigene charakterisiert Unter den vielen bisher nachgewiesenen Antigenen l sen rund 30 relativ heftige Reaktionen bei Kontakt mit dem spezifischen Antik rper aus Zu den wichtigsten Systemen geh ren das ABO und Rh System beide besitzen besondere Bedeutung in der medizinischen Praxis Im ABO System k nnen menschliche Erythrozyten 4 verschiedene Antigen Eigenschaften haben A B AB und 0 Das Serum von Menschen mit diesen Blu
71. ocke Krogh sches Spirometer welche durch ein Gegengewicht ausbalanciert ist taucht in einen mit Wasser gef llten Kasten Die 17 A Atmung Spirometerglocke wird durch den an der R ckwand befindlichen Einla stutzen unter geringem Druck mit Luft gef llt Die Spirometerglocke soll bei maximaler F llung etwa 1 cm tief eintauchen An das Spirometer schlie t ein Schlauchsystem an das aus zwei getrennten Wegen f r Inspiration und Expiration besteht Die Steuerung des Gasstromes erfolgt durch 2 Ventile die in dem Mundst ck sitzen Bei der Expiration durchstr mt die G Spirometerglocke Weg f r Inspiration E Weg f r Expiration M Mundst ck mit Ventilen A Flasche mit Atemkalk R Registriereinrichtung Luft den Atemkalk Natronkalk in dem das Kohlendioxid absorbiert wird Aus der Hubh he der Spirometerglocke kann auf dem Registrierpapier direkt die inspirierte und expirierte Gasmenge 1 abgelesen werden 3 3 Versuchsdurchfuhrung zur Messung des Energieumsatzes in Ruhe und der Atemvolumina In diesem Versuch sollen Energieumsatz in Ruhe Vitalkapazit t expiratorisches und inspiratorisches Reservevolumen Atemzugvolumen Atemminutenvolumen und Atemfrequenz bestimmt werden Erkl rung der Begriffe auf nachfolgender Skizze Nach ausreichender F llung der Spirometerglocke mit Atemgas nimmt die Versuchsperson das Mundst ck in den Mund Nach Gewohnung an die Ventilatmung wird etwa drei Minuten normal gea
72. ometer bestimmt Gleichzeitig wird den Versuchspersonen an der Fingerbeere Blut abgenommen und ebenfalls die Osmolaritat bestimmt Zur Blutabnahme Fingerbeere oder Ohrl ppchen mit Alkohol reinigen und mit einer sterilen Einweg H mostilette ca 2 mm tief einstechen Ersten Blutstropfen verwerfen Sofort anschlie end trinken die Versuchspersonen innerhalb von 10 Minuten entweder 1 d nnen Pfefferminztee oder 1 Br he und lassen dann alle 30 Minuten Wasser Die Harnmenge und die Osmolarit t der Harnproben werden bestimmt Bei Interesse kann der Versuch erweitert werden indem z B der EinfluR von starkem Fl ssigkeitsverlust Schwitzen nach intensivem Sport z B Joggen oder von Koffein Nikotin oder Alkohol auf die Nierent tigkeit untersucht wird Die Osmolarit t des Blutes wird 30 Minuten und nochmals 120 Minuten nach der Wasseraufnahme erneut bestimmt Es wird notiert was die Versuchspersonen in den letzten Stunden vor dem Versuch zu sich genommen haben 53 E Exkretion 3 2 Bestimmung der Osmolaritat von Harn und Blutproben 3 2 1 Messprinzip Konzentrationsanderungen osmotisch wirksamer Teilchen werden von Veranderungen des Gefrierpunktes des Siedepunktes und des Dampfdruckes begleitet Messungen dieser Parameter ergeben daher Aufschlu ber die Osmolaritat einer L sung z B in Harn Blut So ist der Gefrierpunkt einer L sung um so niedriger je h her deren Osmolaritat ist Im Kurs wird das Kryoskop OSMOMAT030 e
73. ontan bis auf die Kristallisationstemperatur an diese Temperatur wird mit einer Aufl sung von 1 858 10 3 C gemessen 54 E Exkretion Die sich einstellende Gefrierpunktstemperatur wird vom Ger t erfa t und unter Ber cksichtigung der Kalibrierwerte in Osmolalit tswerte umgerechnet und an der Digitalanzeige angezeigt Digit TI L sungsmittel L sung 0 E EEE 4 1 Gefrierpunkts g he depression Unter Ausl sung k hlung i Zeit in Min o 4 0 1 Abb 1 Bestimmung der Gefrierpunktserniedrigung 3 2 3 Kalibrierung des OSMOMAT 030 Vor der Messung der Gesamtosmolalit t von Probel sungen mu der OSMOMAT 030 mit Wasser und einer Kalibrierl sung kalibriert werden Kalibrieren des Null Punktes mit Wasser Zun chst wird ein sauberes und trockenes Me gef mit einer Pipette mit 50 ul Wasser gef llt Dabei d rfen keine Luftbl schen in der Fl ssigkeit sichtbar sein Das Me gef wird dann bis zum Anschlag auf den Me Rgef halter gesteckt so dass der Temperaturf hler von dem Wasser umgeben ist Vor dem Absenken des Me gef halters wird die Taste ZERO gedr ckt Nach erfolgter Unterk hlung und Ausl sung der Kristallisation stellt sich der Gefrierpunkt von Wasser ein der vom Ger t erfa t wird Der Me wert wird automatisch vom Ger t als Nullwert bernommen und der Wert 0 wird an der Digitalanzeige sichtbar Beim Kalibrieren ist zu beachten dass m gliche
74. permeabilitat der gepunkteten Region Wasser wird daraufhin vermehrt dem Harn osmotisch entzogen Aufgrund der vermehrten Wasserreabsorption werden die Bedingungen die die ADH Sekre tion verursachen gemildert E Exkretion neurosekretorische Zellen im Hypothalamus m neurosekretorische Endigungen in der Hypophyse hohe Plasma osmolaritat niedriger Blut druck Wasser erh hte reabsorption H 0 Permeabilitat Sammelrohr Abbildung aus R Eckert Tierphysiologie Thieme Verlag 59 E Exkretion 60 F Nervenphysiologie KURSTEIL F NERVENPHYSIOLOGIE ABLEITUNGEN VOM BAUCHMARK DES REGENWURMS 1 Einleitung Im Gegensatz zu vielen anderen K rperzellen sind Nervenzellen Neurone elektrisch erregbar d h sie antworten bei Depolarisation des Membranpotentials nach berschreiten der Feuerschwelle mit Aktionspotentialen AP Mehrzahl APs die im Axon fortgeleitet werden Solche ausl senden Depolarisationen werden in der biologischen Situation bei Nervenzellen durch postsynaptische Potentiale im Synapsenbereich und bei Rezeptoren durch physikalische oder chemische Reizung erzeugt Im physiologischen Experiment k nnen sie auch durch elektrische Reizung ausgel st werden Grundlegende und wichtige Eigenschaften der Erregungsvorg nge bei Nervenzellen sowie der Weiterleitung neuronaler Signale sollen in diesem Kursteil experimentell untersucht werden Eine geeignete Methode um Ne
75. pitel 23 Deetjen P Speckmann E J Heschler J 2005 Physiologie 4 Auflage Elsevier Munchen Kapitel 4 besonders anschauliche Darstellungen Randell D Burggren W French K 2002 Eckert Animal Physiology 5th Edition Freeman New York speziell Chapter 10 Schmidt RF Schaible H G 2000 Neuro und Sinnesphysiolgie 4 Auflage Berlin Springer insbesondere Kapitel 4 3 Versuche Kontraktionsverhalten des Musculus adductor pollicis in der Hand des Menschen Der Musculus adductor pollicis ist ein Muskel des Daumenballens der f cherf rmig vom ulnaren Sesambein zu Ansatzstellen am Mittelhandknochen des Mittelfingers und zu Handwurzelknochen zieht Abb 2 Die Kontraktion des Muskels f hrt zum Heranziehen des Daumens Der M adductor pollicis wird von Motoneuronen des Nervus ulnaris versorgt Der N ulnaris verl uft an der medialen Seite des Oberarms oberfl chlich ber das Ellenbogengelenk Musikantenknochen und versorgt ber den Ramus profundus die Hand ber elektrische Reizung des N ulnaris mittels Hautelektroden sollen die Kontraktionseigenschaften des M adductor pollicis untersucht werden Der Versuch wird als computergesteuertes Experiment mit Hilfe eines Myographen durchgef hrt Abb 1 Die Reizparameter werden ber eine Bedienungsoberfl che zentral gesteuert die gewonnenen Messdaten on line im Computer erfasst und verarbeitet und k nnen schlie lich ausgewertet graphisch dargestellt und ausgedruckt
76. r Elemente haupts chlich des 1 optischen Ganglions Lamina 87 H Sinnesphysiologie 3 2 Versuchsaufbau Als Lichtquelle L dient ein Diaprojektor 250W Das Licht kann durch einbringen verschiedener Graufilter in den Strahlengang in seiner Intensit t ver ndert werden Die Belichtungszeit 1 1 25s ist am Photoverschluss verstellbar und f r den Versuch auf 0 5s optimal eingestellt Zur Abdunkelung des Versuchstieres und zur Abschirmung gegen ber elektrischen St rfeldern wird ein Kasten mit Faraday K fig ber die Apparatur geklappt Der Reizverlauf wird ber eine Photozelle registriert und am PC dargestellt Differente DE und indifferente Elektrode IE sind mit den Eing ngen des Vorverst rkers Differenzverst rker verbunden der sich ebenfalls im Faraday K fig befindet und die abgeleiteten Signale zum D A Wandler weiterleitet Dieser sendet die Faraday K fig SER Graufilter O BE el it gt Photoverschluss D A Wandler Abb 2 Schematischer Versuchsaufbau zum Kursteil Sehen L Lichtquelle IE Indifferente Elektrode DE Differente Elektrode Vor V Vorverstarker D A Digital Analog 88 H Sinnesphysiologie digitalisierten Daten schlie lich zum PC wo die weitere Auswertung und Speicherung erfolgt 3 3 Durchf hrung Die Heuschrecke wird ca 20 Minuten durch K hlung bet ubt dann wird der Kopf abgetrennt und mit Hilfe einer Wachs Kolophonium Mischung auf einem
77. r Reiz die Haut wird um 0 5 mm und mehr eingedellt Reizen Sie den Wurm m glichst an der jeweils ussersten Spitze des K rpers Beachten Sie dass der Wurm an der vordersten Spitze am empfindlichsten ist Am Hinterende sollten Sie nicht h ufiger als alle 15 s reizen am Vorderende h chstens einmal pro Minute sollten Sie dies trotzdem tun betrachten Sie das jeweilige Ergebnis kritisch Warum Welches Ph nomen l sst sich hier eventuell beobachten Falls der Wurm sich nach einem starken Reiz zusammenzieht ver ndert er seine Lage relativ zu den Stecknadelelektroden Achten Sie auf die Lage der angeschlossenen Stecknadeln schliessen Sie gegebenenfalls die f r die Ableitung zu verwendenden Krokodilklemmen an andere Stecknadeln an und protokollieren Sie deren Lage relativ zum Reizort vor dem n chsten Reiz Speichern Sie die erhaltenen Ableitungen 3 3 3 Auswertung Messen Sie Dauer und Amplituden der Nerven und Muskelpotentiale und finden Sie Kriterien zu deren Unterscheidung Bei welchen Reizst rken treten MPs und Zuckreflexe auf Wo ist der Wurm empfindlicher vorn oder hinten Warum Bewerten Sie die Empfindlichkeit nach der Zahl der ausgel sten APs der jeweiligen Riesenfaser die auftreten m ssen bevor ein Muskelpotential auftritt Wie unterscheidet sich die Reaktion auf starke bzw schwache Reize am Wurmvorder oder Hinterende Wo und bei welchem Reiz ist ein SAP zu finden L sst sich bei Reizung am Vorder oder Hinterende das
78. r bildhaften Weise gespeichert Derart Erlerntes ist in Form des deklarativen Ged chtnisses st ndig im Bewusstsein verf gbar 2 Beim impliziten Lernen prozedurales Lernen werden Informationen dar ber gespeichert wie etwas zu tun ist Dabei handelt es sich um motorische F higkeiten und einfache Wahrnehmungsleistungen die weitgehend automatisch gespeichert werden prozedurales Ged chtnis 2 5 Pr gung Pr gung ist ein Lernvorgang der in den verschiedensten Funktionskreisen auftreten kann Er ist gekennzeichnet durch eine sensible Phase nur in dieser Zeit kann gelernt werden und durch eine weitgehende rreversibilitat des Lernresultates 3 Grundkenntnisse Beschreibung unterschiedlicher Lernformen mit Beispielen Prinzip der Kontiguit t Kontingenz Prim re und sekund re Verst rkung Lernkurve Lern und Kannphase Kurzzeit Langzeitged chtnis Verst rkungsprinzipien Beispiele der Erm dung Reifung Transferlernen 3 1 Literatur zur Vorbereitung Buchholz C 1979 Unterricht der Biologie Heft 33 3 Jahrgang Cruse H 1976 Biologe in unserer Zeit 6 183 185 Beschreibung des Labyrinthversuchs Menzel R 2001 Neuronale Plastizit t Lernen und Ged chtnis In Neurowissenschaft 2 Auflage Eds Dudel J Menzel R Schmidt D Springer Verlag Berlin Heidelberg New York pp 485 518 106 Lernmechanismen 1 steht zum Download auf der Tierphysiologie Webseite 2 oder 1 Auflage zu finden in der Fac
79. ragbereich der Proben 2 cm vom unteren Rand wird mit einem Bleistift markiert Insgesamt sollen im Laufe des Experiments 10 Proben Tiere 1 4 vor und nach der Injektion ein Diacylglyceridstandard Diolein sowie ein Gemisch aus Mono Di und Triglyceriden siehe Punkt 3 1 nach und nach in gleichm igem Abstand voneinander aufgetragen werden Tragen Sie die H molympheproben so auf dass die Proben jedes Tieres vor und nach der Injektion direkt nebeneinander zu liegen kommen Notieren Sie sich die Reihenfolge 2 2 Tierexperimentelles Vorgehen I Die Versuchstiere werden an den Fl geln gehalten auf den R cken gedreht und an der Basis Coxa eines Hinterbeines mit einer Kan le so angestochen dass mit einer Mikroliterpipette 2 x 1 ul H molymphe entnommen werden kann 1 ul Hamolymphe wird in die vorbereiteten Reaktionsgef e mit Schwefels ure berf hrt In die Schwefels ure pipettieren nicht an den Rand des Gef es Weitere 1 ul der H molymphe jedes Tieres wird auf die DC Platte aufgetragen 10 wl Ringer L sung bzw AKH 25 uM werden den Versuchstieren mit einer Hamiltonspritze durch die Membran zwischen dem 2 und 3 Abdominalsternit injiziert Tier 1 2 je 10 ul Ringerl sung Tier 3 4 je 10 ul AKH 25 uM Das Reaktionsgef f r den Nullwert BO wird mit 1 ul Ringerl sung beschickt Die Tiere werden f r genau 60 min zur ck unter die Trichter gesetzt In der Zwischenzeit werden die Diacylglycerolstandards fur die quan
80. rcadiane Zeit CT Zeitgeberzeit ZT Synchronisation Mitnahme wiederkehrt z B vom Beginn der Laufaktivit t am ersten Tag bis zum Beginn der Laufaktivit t am zweiten Tag Kehrwert der Periodenl nge 1 t Differenz zwischen Schwingungsgleichwert und Maximum der Auslenkung oder Doppelamplitude Differenz zwischen Maximum und Minimum augenblicklicher Zustand einer Schwingung innerhalb einer Periode gegeben durch den Wert der Ver nderlichen und ihrer s mtlichen zeitlichen Ableitungen z B der Beginn der Laufaktivit t um CT 12 Uhr Die unter konstanten Umweltbedingungen freilaufende circadiane Periodenl nge t 24 Stunden CT CT 0 12 ist der subjektive Tag CT 12 24 ist die subjektive Nacht des Tieres Bei nachtaktiven Tieren ist der Beginn der Laufaktivit t um CT 12 Die Tagesl nge eines externen Zeitgebers wie z B des Licht Dunkelwechsels hat eine Periodenl nge von T 24 Stunden ZT Zustand 2er oder mehrere Schwingungen die auf Grund wechselseitiger oder einseitiger Beeinflussung gleiche Frequenz haben Koppelung einer selbsterregten Schwingung an einen Zeitgeber mit dem Ergebnis dass beide Schwingungen gleiche Frequenz haben 113 Endogen Freilaufend LD K Chronobiologie also synchronisiert sind oder dass ihre Frequenzen in einem ganzzahligen Verhaltnis zueinander stehen Frequenz Demultiplikation innerhalb begrenzter Frequenz Bereiche Ein endogener Rhythmus ist stabil
81. rend der Druckspitzen wieder entfaltet Das dabei auftretende pulssynchrone Flie ger usch 36 C Herzphysiologie kann man mit Hilfe eines H hrrohrs Stethoskop distal der Kompressionsstelle in der Ellenbeuge h ren sobald der Manschettendruck den systolischen Druck unterschreitet Bei weiterem Druckabfall nimmt es zunachst an Starke zu sobald der diastolische Druck unterschritten wird verschwindet es wieder b Puls Der Puls reflektiert die sich durch den K rper ausbreitende Druckwelle die bei der Kontraktion des Ventrikels Systole entsteht Er ist immer dort besonders gut tastbar wo dicht unter der Hautoberfl che ein arterielles Gef verl uft Die Pulskontrolle erfolgt durch Auflegen von Zeige Mittel und Ringfinger auf die A radialis Speichenschlagarterie des linken Handgelenks In der Regel wird die Pulsfrequenz innerhalb von 15 Sekunden bestimmt und dann auf die Minute hoch gerechnet Bei gesunden Menschen betr gt der Ruhepuls in der Regel ca 60 80 Schl ge pro Minute c Ableitung des EKG beim Menschen Mittels Elektrokardiographie werden Ver nderungen der Potentialdifferenz mV zwischen zwei Punkten auf der K rperoberfl che registriert Grunds tzlich l t sich von jedem Punkt der K rperoberfl che ein EKG Elektrokardiogramm ableiten Nach bereinkunft wird das EKG jedoch von festgelegten Punkten abgenommen Je nach Ableitungsform erh lt man verschiedene EKGs die sich in Amplitude und Aus
82. retion und Reabsorption Harnkonzentrierungsmechanismen Henlesche Schleife Osmolaritat Osmolalit t ADH Adiuretin Renin Angiotensin Aldosteron System 2 2 Literatur zur Vorbereitung Eckert R Tierphysiologie Thieme Verlag Emmerich H Stoffwechselphysiologisches Praktikum Kapitel Wasser und lonenhaushalt Thieme Verlag Heldmaier G Neuweiler G Vergleichende Tierphysiologie Bd 2 Vegetative Physiologie Springer Verlag Schmidt RF Thews G Physiologie des Menschen Springer Verlag Schmidt Nielsen K Animal Physiology Cambridge University Press bei weiterem Interesse Beeukes Ill R Renal countercurrent mechanisms or how to get something for almost nothing In Taylor CR Johansen K Bolis L A companion to animal physiology S 266 288 Cambridge University Press 1982 Cantin M Genest J Das Herz als endokrine Druse Spektrum der Wissenschaft 4 86 122 Scientific American 2 86 62 3 Versuch Da im Kurs aus Zeitmangel keine vollst ndige Nierenfunktionspr fung durchgef hrt werden kann wird nur der Einflu eines Wassersto es Tee und zum Vergleich der 52 E Exkretion Einflu von isotoner Fl ssigkeitszufuhr Gem se Fleischbruhe auf die Harnausscheidung Menge Osmolarit t und die Blutosmolarit t untersucht 3 1 Versuchsdurchf hrung 1 Die Versuchspersonen entleeren ihre Blase Die Menge des Harns wird gemessen und die osmotische Konzentration mit einem Gefrierpunkt Osm
83. rvensignale zu erfassen ist die extrazellul re Ableitung der Potential nderungen an der Zellmembran des freiliegenden Nervenpr parates z B Nerv Muskel Pr parat eines Frosches mit Hilfe feiner Metallelektroden Am intakten Regenwurm lassen sich sogar die Nervenimpulse einzelner gut bekannter Nervenfasern mit Metallelektroden an der Hautoberfl che messen ohne dass das Tier erst pr pariert werden muss Neben tausenden von kleinen Nervenfasern besitzt der Regenwurm in seinem Bauchmark drei Riesenfasern mit besonders grossem Durchmesser siehe Abb 1 Die mediane Riesenfaser hat einen Durchmesser von bis zu 0 07 mm die beiden lateralen Riesenfasern erreichen bis zu 0 05 mm Die mediane Riesenfaser besteht aus einer Nervenzelle pro K rpersegment die ber eng aneinanderliegende Membranscheiben den sogenannten Septen mit den entsprechenden Nervenzellen der Nachbarsegmente in Verbindung stehen Zum Teil sind die Membranen im Bereich der Septen sogar aufgel st so dass durchgehende protoplasmatische Verbindungen zwischen benachbarten Zellen bestehen Dort wo die Membranen eng aneinanderliegen k nnen sich Membranporen sog gap junctions ausbilden ber diese sowie die direkten Verbindungen werden die elektrischen Str me eines Aktionspotentials gut weitergeleitet Die mediane Riesenfaser entspricht daher funktionell einem einzigen Axon Die beiden 61 F Nervenphysiologie lateralen Riesenfasern sind ahnlich aufgebaut aber zusat
84. rweise der Temperaturf hler von vorhergegangenen Messungen noch mit Proberesten kontaminiert ist Eine Kontrollmessung mit Wasser sollte nach der Null Punkt Kalibration die exakte Kalibration best tigen Gegebenenfalls mu eine erneute Kalibrierung erfolgen F r jede neue Messung mu ein sauberes und trockenes Me gef mit frischem Wasser benutzt werden 55 E Exkretion Eichen mit einer Kalibrierlosung Zun chst wird ein sauberes und trockenes Me gef mit einer Pipette mit 50 ul einer Kalibrierl sung gef llt Das Me gef wird dann bis zum Anschlag auf den Me gef halter gesteckt Der Temperaturf hler ist von der Fl ssigkeit umgeben Vor dem Absenken des Me gef halters wird die Taste CAL gedr ckt worauf an der Digitalanzeige der Wert 300 angezeigt wird Beim weiteren Dr cken dieser Taste k nnen nacheinander folgende Werte eingestellt werden 400 500 600 700 750 1200 1800 2500 300 200 und wieder 300 Nach Absenken des Me gef halters wird die L sung unterk hlt und die Kristallisation ausgel st Es stellt sich ein Me wert ein der als Kalibrierwert entsprechend der vorhergegangenen Einstellung automatisch bernommen und an der Digitalanzeige angezeigt wird Dieser Eichwert wird durch eine Kontrollmessung mit einer neuen Kalibrierl sung best tigt Gegebenenfalls mu eine erneute Kalibrierung erfolgen 3 2 4 Messen einer Probel sung Nach Eichung und berpr fung der Eichung k nnen
85. s in mm Hg von 0 C von 10 40 9 271 9 910 10 588 11 305 12 065 12 870 13 721 14 622 15 575 16 581 17 644 18 765 19 948 21 196 22 512 23 897 25 359 26 897 28 514 30 217 32 007 33 888 35 865 37 942 40 121 42 409 44 808 47 324 49 961 52 726 55 61 9 333 9 976 10 658 11 379 12 144 12 953 13 809 14 715 15 673 16 685 17 753 18 880 20 070 21 324 22 648 24 039 25 509 27 055 28 680 30 392 32 191 34 082 36 068 38 155 40 344 42 644 45 054 47 582 50 231 53 009 55 91 9 395 10 042 10 728 11 453 12 223 13 037 13 898 14 809 15 772 16 789 17 863 18 996 20 193 21 453 22 785 24 182 25 660 27 214 28 847 30 568 32 376 34 276 36 272 38 369 40 596 42 880 45 301 47 841 50 502 53 294 56 51 Zehntelgrade 4 5 9 458 9 521 10 109 10 176 10 799 10 870 11 528 11 604 12 302 12 382 13 121 13 205 13 987 14 076 14 903 14 997 15 871 15 971 16 894 16 999 17 974 18 086 19 113 19 231 20 316 20 440 21 583 21 714 22 922 23 060 24 326 24 471 25 812 25 964 27 374 27 535 29 015 29 184 30 745 30 923 32 561 32 747 34 471 34 667 36 477 36 683 38 584 38 801 40 796 41 023 43 117 43 355 45 549 45 799 48 102 48 364 50 774 51 048 53 580 53 867 Sop 56 81 9 585 10 244 10 941 11 680 12 462 13 290 14 166 15 092 16 071 17 105 18 197 19 349 20 565 21 845 23 198 24 617 26 117 27 696 29 354 31 102 32 934 34 864 36 891 39
86. samtlipidgehalt bestimmt werden Eine Aussage ber die einzelnen Lipidklassen kann mit dieser Methode nicht getroffen werden Die DC bietet durch die Auftrennung der verschiedenen Lipidklassen dagegen die M glichkeit die in die H molymphe freigesetzten Lipide qualitativ zu untersuchen 49 D Hormonphysiologie In diesem Praktikumsteil wird die sogenannte HPTLC high performance thin layer chromatography HPDC angewendet Sie weist gegen ber der Standard DC eine schnellere und sch rfere Trennung sowie eine gr ere Empfindlichkeit auf Erreicht wird dies durch kleinere und wesentlich besser gr ennormierte Kieselgelpartikel Die Proben werden auf eine Konzentrierungszone aufgetragen an der die Lipide nicht adsorbiert werden An der Grenze zur eigentlichen Trennzone werden die Proben zu einer Linie konzentriert die Trennung dadurch wesentlich verbessert 3 1 Vorgehensweise Aufgetragen auf die DC Platte wurden ja bereits die Haemolymphproben der Tiere vor und nach der Injektion Tragen Sie zus tzlich als Referenzsubstanzen 1 ul eines Diacylglyceridstandards Diolein 50 mg ml sowie 1 ul eines Gemisches aus Mono Di und Triglyceriden handels bliches Sonnenblumen l 1 20 verd nnt auf Nachdem die Proben getrocknet sind wird die DC Platte in eine Kammer mit Chloroform Methanol Essigs ure 98 2 1 als Laufmittel eingestellt und so lange chromatografiert bis die Lauffront etwa ein Drittel der Platte heraufgewandert ist Die Platt
87. schlagsrichtung unterscheiden Man unterscheidet a bipolare und b unipolare Ableitungen Abbildung 1 Bei den bipolaren Extremitatenableitungen nach Einthoven I Il Ill wirken die beiden Arme und das linke Bein wie verl ngerte Elektroden Ableitung betrifft die Verbindung zwischen rechtem und linkem Arm Ableitung Il bezieht sich auf die Verbindung zwischen rechtem Arm und linkem Fu Ableitung Ill auf die Verbindung zwischen linkem Arm und linkem Fu Auch die unipolaren Extremit tenableitungen nach Goldberger oder V Ableitungen werden an beiden Armen und am linken Bein abgeleitet Doch werden hierbei jeweils die Elektroden zweier Extremit ten ber Widerst nde zusammengeschaltet und dienen als Bezugselektrode indifferente gegen ber der dfritten differenten Elektrode Die Goldberger Ableitungen sind nach der jeweils differenten Elektrode benannt 37 C Herzphysiologie aVR rechter Arm aVL linker Arm und aVF linker Fu aV augmented Voltage da es zu einer Vergr erung der Ausschlagh he um bis zu 50 kommt Abbildung 1 nach Einthoven linker Arm Quelle Klinke und Silbernagl Lehrbuch der Physiologie Versuchsdurchf hrung Legen Sie vor Versuchsbeginn f r jeden der aufgef hrten Versuche die Anzahl der Versuchspersonen fest und fertigen Sie entsprechende Tabellen f r Ihre anfallenden Me werte an Zun chst wird bei allen Teilnehmern Puls und Blutdruck in Ruhe sitzend gemessen
88. siologische Ableitung objektive Sinnesphysiologie an einem Insekt der Wanderheuschrecke Schistocerca gregaria untersucht Demgegen ber sollen durch Versuche der subjektiven Sinnesphysiologie Empfindungen im Selbstversuch Erkenntnisse ber sensorische Systeme gewonnen werden z B H rschwellenbestimmung Richtungsh ren Zeitdifferenzschwelle des H rens zeitliches Aufl sungsverm gen des Auges 83 H Sinnesphysiologie 2 Grundkenntnisse Theoretische Vorkenntnisse aus der Vorlesung Grundlagen der Tierphysiologie Grundlegende Kenntnisse der Neurophysiologie Bau und Funktion der Nervenzelle Ruhepotential Aktionspotential etc siehe Kurs F Kenntnisse ber Anatomie von Insekten 2 1 Allgemeine Sinnesphysiologie Phasische und tonische Rezeptoren Kennlinien Beziehung zwischen Reiz Rezeptorpotential Impulsfolgefrequenz ad quater Reiz Rezeptortypen Photorezeptoren Mechanorezeptoren etc Hemmung 2 2 Sehphysiologie Bau und Funktion des Wirbeltierauges am Beispiel des menschlichen Auges Aufbau dioptrischer Apparat Bildentstehung Akkomodation Fehlsichtigkeit Aufbau der Netzhaut Photorezeptoren Besonderheiten des Ruhe und Belichtungspotentials Sehpigmente und Transduktionsproze Farbempfindlichkeit Adaptation r umliches und zeitliches Aufl sungsverm gen Bau und Funktion des Insektenauges Bau eines Ommatidiums Appositionsauge Superpositionsauge neurales Superpositionsauge
89. swertung Messen Sie die Leitungszeiten f r beide Fasertypen als die Zeiten zwischen den Spitzen von APs die an den beiden Messstellen auftreten und berechnen Sie aus dem Leitungsweg nach der Formel Geschwindigkeit Weg Zeit die Fortleitungsgeschwindigkeit Bei starker Reizung des Hinterendes erhalten Sie eine Serie von Nervenimpulsen der lateralen Riesenfasern Hier k nnen Sie beobachten dass die zweiten und folgenden Impulse einer Serie schneller ca 10 fortgeleitet werden als der erste Beobachten Sie die Form des Nulldurchgangs eines biphasischen Potentials bei vergr ertem Elektrodenabstand Je nach den Ableitbedingungen unterschiedliche Hautwiderst nde an den beiden Ableitorten kann das Plateau auch sehr schr g werden und die beiden Halbwellen k nnen verschiedene Amplituden haben Auf jeden Fall wird aber der bei kurzem Elektrodenabstand glatte Nulldurchgang bei Vergr erung des 69 F Nervenphysiologie Elektrodenabstandes durch eine zus tzliche Potentialkomponente unterbrochen Manchmal l sst sich auch bei dem zun chst blichen Elektrodenabstand von 10 mm bereits eine leichte Verz gerung der Messspur im Nulldurchgang beobachten welche Ihnen vielleicht zuvor nicht aufgefallen ist dies bedeutet dann dass das AP in seiner r umlichen Ausdehnung fast genau zwischen die beiden Elektroden im Abstand von 10 mm passt Messen Sie die Dauer mehrerer z B 6 Potentialhalbwellen ermitteln Sie den Mittelwert und geben
90. t bei hohen Frequenzen wieder ab Bestimmen Sie aus den Daten die absolute und relative Refraktarzeit des Systems Tetanus Drucken Sie die Rohdaten aus Bei welcher Frequenz tritt ein unvollstandiger glatter Tetanus auf Warum verschmelzen die Einzelzuckungen Vergleichen Sie die maximale Kraftentwicklung bei Reizung mit Einzelreizen Doppelreizen und im glatten Tetanus Isotonische Maxima Erstellen Sie die Ruhedehnungskurve sowie die Kurve der isotonischen Maxima Ausdrucke Warum nimmt die aktive Kontraktionsamplitude bei bermaximaler Reizung mit zunehmender Vordehnung des Muskels ab Isometrische Maxima Erstellen Sie die Ruhedehnungskurve sowie die Kurve der isometrischen Maxima Ausdrucke Wie ver ndert sich die Kontraktionskraft mit zunehmender Muskell nge Warum 81 4 G Muskelphysiologie Erfolgskontrolle Nach dem Praktikumsteil sollten Sie in der Lage sein den anatomischen Feinbau von Skelettmuskelfasern zu beschreiben die physiologischen Vorg nge von elektrischer Reizung am Nerv bis zur Kontraktion des Muskels zu erl utern elektromechanische Kopplung zu erkl ren wie ein Tetanus entsteht charakterisitische Unterschiede zwischen quergestreifter glatter und Herzmuskulatur darzustellen den Unterschied zwischen isometrischer und isotonischer Kontraktion zu erkl ren den prinzipiellen Verlauf der Kurve der isometrischen und isotonischen Maxima zu skizzieren zu erkl ren was tonische und phas
91. t und so verst rkt dass sie vom Computer verarbeitet werden k nnen Die Daten aller Messkan le k nnen simultan auf einer Bildschirmseite des Computers untereinander dargestellt werden Die kalibrierten Messsignale k nnen mit hoher Aufl sung ausgemessen und zeitlich exakt einander zugeordnet werden und schlie lich als Funktionsgraphiken am Bildschirm dargestellt oder auf Drucker ausgegeben werden F hren Sie folgende Auswertungen durch Einzelreiz Vermessen Sie aus den Funktionsgraphen folgende Parameter Hohe der maximalen Kraft Latenzen Reiz EMG EMG PMG PMG Kraft Anspannungszeit Erschlaffungszeit Drucken Sie das Kraft EMG und PMG Diagramm aus Diskutieren Sie die biphasische Form des EMG s und PMG s sowie die Vorg nge die sich w hrend der drei gemessenen Latenzzeiten abspielen Steigende Reizserie Erstellen Sie ein Diagramm das die Muskelkraft in Abh ngigkeit von der Reizstarke zeigt Ausdruck Diskutieren Sie die Kurve Bei welcher Reizst rke beginnt die 80 G Muskelphysiologie Kraftentwicklung Warum nimmt die Kraft bei steigender Reizstarke zu Bei welcher Reizstarke ist keine weitere Kraftsteigerung mehr zu verzeichnen Welcher Zustand ist in der Plateauphase erreicht Doppelreize Erstellen Sie ein Diagramm das die Muskelkraft in Abh ngigkeit von der Reizfrequenz zeigt Ausdruck Diskutieren Sie die Kurve Bei welcher Frequenz hat die Kraft ihr Maximum erreicht Warum nimmt die Kraf
92. telpunkt 93 H Sinnesphysiologie Die VP steckt sich die beiden Oliven eines Stethoskops die durch einen Gummi schlauch verbunden sind in die Ohren Der Betreuer klopft mit einem Bleistift in zufalligem rechts links Wechsel langsam von au en nach innen gehend auf den Schlauch und stellt die Punkte fest bei denen die VP gerade noch angeben kann ob rechts oder links geklopft wurde Die beiden Grenzpunkte werden markiert Da beide Ohren in der Regel nicht gleich empfindlich sind unterschiedliche Intensit ts schwelle f llt die subjektive Mitte nicht mit der geometrischen Schlauchmitte zusammen 4 2 2 Auswertung Bestimme die subjektive Mitte s als Mittelpunkt der Strecke As und deren Abweichung vom Schlauchmittelpunkt o Aus der Strecke As zwischen den beiden Grenzpunkten soll der scheinbare H rwinkel a ermittelt werden bei dem gerade noch eine rechts links Unterscheidung m glich ist hierbei kann als Ohrenabstand 18 cm angenommen werden Aus der Strecke As wird die f r die rechts links Unterscheidung notwendige Laufzeit Zeitdifferenzschwelle errechnet Schallgeschwindigkeit in Luft 330 m s 5 Erfolgskontrolle Nach diesem Praktikumsteil sollten Sie in der Lage sein zu beschreiben welche Eigenschaften das Rezeptorpotential kennzeichnen und wie es sich vom Aktionspotential unterscheidet die Beziehung zwischen Reiz Rezeptorpotential und Impulsfolgefrequenz wiederzugeben die Unterschiede in Aufbau un
93. teten Reaktionsgef e mit der Schwefels ure gegeben s o Zus tzlich wird je 1 ul H molymphe der Tiere auf die DC Platte aufgetragen 2 5 Colorimetrische Bestimmung des Lipidgehalts Es ist essentiell dass alle Proben mit Hilfe des Vortexger tes gut gemischt werden Nach dem Mischen m ssen die Proben kurz abzentrifugiert werden damit alle Fl ssigkeit sich am Boden des Gef es befindet Die gut gemischten Proben Standards und H molymphproben werden f r 10 min auf dem Heizblockthermostat bei 80 C erhitzt und dann im Wasserbad abgek hlt In jedes Cup wird 1 ml Vanillinreageagenz pipettiert Vanillinreagenz reagiert auf Zugabe von Lipiden mit einem Farbumschlag colorimetrischer Nachweis Achtung Das Vanillingreagenz ist lichtempfindlich und enth lt konz Phosphors ure Proben gut mischen durch Auf und Abpipettieren und 30 min bei Raumtemperatur im Dunkeln inkubieren Die Extinktion der Proben wird im Photometer bei 540 nm gemessen Als Referenz dient die Nullprobe BO F r die Messung geben Sie 1 ml jeder Probe in eine K vette und notieren die Extinktion in einer Ergebnistabelle Erstellen Sie nachfolgend mit Hilfe von Microsoft Excel PC Pool eine Graphik der Standardkurve und berechnen Sie hieraus den Lipidgehalt der Proben 3 D nnschichtchromatographie DC der Lipide aus der H molymphe Da das Vanillin Reagenz mit einer Vielzahl von Lipiden reagiert kann beim colorimetrischen Nachweis lediglich der Ge
94. tgruppen enth lt jeweils nur agglutinierende Antik rper die nicht gegen die eigenen Erythrozyten gerichtet sind Die Rh Eigenschaft der Erythrozyten wird durch mehrere Antigene bestimmt von denen die wichtigsten C D E c und e sind Da Antigen D die gr te antigene Wirksamkeit besitzt wird Blut mit D Erythrozyten als Rh positiv und bei Fehlen dieser Eigenschaft als Rh negativ bezeichnet 3 2 1 Versuchsdurchf hrung In 4 L cher der Testplatte wird je 1 Tropfen Testserum Anti A Anti B Anti AB Anti D aufgetragen Es wird je 1 Tropfen Blut dazugegeben und mit jeweils einer neuen Pipettenspitze vermischt Die Testplatte mit dem Anti D Tropfen mu f r ca 15 Minuten bei 37 C im W rmeschrank inkubiert werden Um eine Austrocknung zu verhindern wird die Testplatte dabei in eine mit feuchtem Filterpapier ausgelegte Petrischale mit Deckel gelegt 3 2 2 Versuchsauswertung Notieren Sie die auftretenden Agglutinationen Betrachtung unter dem Mikroskop 28 B Blut Welche Blutgruppe liegt vor H H C CH X HES Na ie ER c C d c N 7 N Fe N 4 d N A C C ooc cH IAN Ne ch Ne pets ee C C 7 HC CH CH 00C A Ham t Histidin His coo H H H N C H os a ps CH CH H H Ny H N His Giobin Seitenkett Peptid Abb 14 2 A Zusammeniagerung eines Eisen tons und Protoporphyrin iX zu H m B Schematische Darstellung des H m das in einer aus dem Globulinmolek l gebildeten Tasche e
95. titative Bestimmung angesetzt siehe Punkt 2 3 47 D Hormonphysiologie 2 3 Erstellen einer Standardkurve fur Diacylglycerol Es soll ausgehend von einer Stamml sung 1 mg Diacylglycerol Diolein ml Chloroform eine Standardkurve fur Diacylglycerol im Bereich von 0 150 ug hergestellt werden Jeder Standard wird doppelt angesetzt S1 S1 S7 S7 siehe Pipettierschema Das Endvolumen jeder Probe soll 200 ul betragen Wieviel ul Stamml sung bzw Chloroform muss in jedes Reaktionsgef pipettiert werden Vervollst ndigen Sie die Tabelle Achtung Chloroform ist giftig und fruchtsch digend Nur unter dem Abzug arbeiten Ansatz Diacyglgycerol Diacylglycerol Chloroform Endvolumen ng ul Hl ul 1 S1 0 200 2 S2 25 200 3 S3 50 200 S4 S4 75 200 5 S5 100 200 S6 S6 125 200 S7 S7 150 200 Stellen Sie die Standards gem Pipettierschema her Lassen Sie das Chloroform bei 80 C auf dem Heizblock f r ca 10 15 min abdampfen Abzug Die Proben werden kurz im Wasserbad abgek hlt Hierauf wird in jedes Cup 50 ul Schwefels ure pipettiert Abzug Abschlie end werden 1ul Ringer L sung hinzugef gt Die Standardproben sind jetzt fertig f r die Lipidbestimmung Abschnitt 2 5 48 D Hormonphysiologie 2 4 Tierexperimentelles Vorgehen Il Genau 60 min nach der Injektion wird den Tieren erneut 1 ul H molymphe entnommen und in die vorberei
96. tmet Der Versuch l sst sich am besten auswerten wenn 18 A Atmung man einen gleichm ig abfallenden Kurvenzug ohne wesentlichen Wechsel in der Tiefe der Atemz ge erh lt Zur Ermittlung des expiratorischen und inspiratorischen Reservevolumens und der Vitalkapazit t wird dann jeweils nach maximal tiefer Inspiration maximal ausgeatmet Barometerdruck und Temperatur im Spirometer m ssen notiert werden 1 Atemzugvolumen normales In bzw Expirationsvolumen d d 2 Inspiratorisches Reservevolumen Volumen 20 30 J 50 60 J 20 50 J das nach normaler Inspiration noch zus tzlich eingeatmet werden kann 3 Exspiratorisches Reservevolumen Volumen das nach normaler Exspiration noch zus tzlich eingeatmet werden kann 4 Residualvolumen Volumen das nach maximaler Exspiration noch in der Lunge zur ckbleibt 5 Vitalkapazit t Volumen das nach maximaler Inspiration maximal ausgeatmet werden kann Summe aus 1 2 und 3 6 Inspirationskapizitat Volumen das nach normaler Exspiration maximal eingeatmet werden kann Summe aus 1 und 2 7 Funktionelle Residualkapizit t Volumen das Von diesen Gr en kommt neben dem nach normaler Exspiration noch in der Lunge enthalten ist Summe aus 3 und 4 8 Totalkapitzit t Volumen das nach maximaler Atemzugvolumen nur der Vitalkapitzit t und der funktionellen Residualkapizit t eine gr ere Bedeutung zu Inspiration in der Lunge enthalten ist Summe aus 4 und 5
97. toffen Kohlenhydrate Fette Proteine Unter Verbrauch von Sauerstoff entstehen dabei CO3 und H20 Der Energiegewinn pro Liter verbrauchtem Sauerstoff betr gt etwa 20 kJ Aus dem Oz gt Verbrauch und der CO Produktion kann deshalb der Energiebedarf und umsatz eines Tieres direkt abgelesen werden TEIL 1 BESTIMMUNG DES SAUERSTOFFVERBRAUCHS BEIM FISCH 1 Einleitung Im ersten Versuchsteil wird untersucht wie Tiere auf nderungen des Sauerstoffangebots im Atemmedium reagieren Grunds tzlich lassen sich die Reaktionen auf eine nderung der O gt Konzentration in zwei Kategorien einteilen Einige Arten z B Hummer reagieren auf nderungen der Sauerstoffkonzentration mit nderungen ihres Sauerstoffverbrauchs und zeigen damit eine abh ngige Atmung Viele Tiere u a fast alle Vertebraten sind dagegen in der Lage bei einem verminderten Sauerstoffangebot ihren Sauerstoffverbrauch bis zu einem kritischen O Partialdruck konstant zu halten und zeigen damit eine unabh ngige Atmung Diese Regulationsleistung wird im Kurs bei einem Fisch gemessen 2 2 A Atmung Vorbereitung des Kurses Stichworte zur Vorbereitung Atmungsorgane bei verschiedenen Tiergruppen abhangige und unabhangige Atmung Regulation der Atmung O gt Transport O gt Bindungskurve energieliefernde Stoffwechselprozesse physikalische Begriffe f r Arbeit Energie und Leistung Einheiten kalorisches quivalent Wirkungsgrad Gesamt Teilwirkungs
98. u k nnen Voraussetzung hierf r ist eine Reduktion des Muskels auf eine einfache idealisierte Form Der reale Muskel besteht aus Fasern unterschiedlicher L nge und Ausrichtung Unter der Annahme dass ein Kreisbogen Abb 2 rechts die funktionelle Resultante 15 G Muskelphysiologie eines Muskelfachers hinreichend simuliert kann man den M adductor pollicis auf die Form eines Kreisfachers reduzieren der auf den distalen Rand des Muskelfachers projiziert wird Die reale Muskelkraft wirkt Uber den Muskelradius auf die Drehachse im Daumengrundgelenk und wird ber ein Ubersetzungsrad bersetzungsradius hier 35 mm auf den eigentlichen Kraftmesser bertragen Es gilt die Beziehung Muskelkraft x Muskelradius Messkraft x bersetzungsradius Da sowohl der bersetzungsradius als auch die Umrechnungsformel bereits softwarem ig ber cksichtigt wurden ist nur noch die Messung und Eingabe des jeweiligen Muskelradius notwendig um hinreichende Aussagen ber reale Muskelkr fte bzw l ngen zu erhalten Abb 2 Das walzenf rmige Daumengrundgelenk erm glicht eine kreisf rmige Bewegung des Daumens um einen gedachten Kreismittelpunkt Die Bildmitte zeigt Ursprung und Ansatz des f cherf rmigen M adductor pollicis berlagert von markanten Eckpunkten seiner Bewegungsfl che rechts ist die geometrische Idealisierung des Muskels verdeutlicht Handfl che und Unterarm werden anschlie end in der Verschienungseinheit fixiert D
99. uchmarks von Lumbricus terrestris L Z Morph Tiere 70 141 182 1971 Gunther J Walther J B Funktionelle Anatomie der dorsalen Riesenfaser Systeme von Lumbricus terrestris L Z Morph Tiere 70 253 280 1971 Hodgkin A L amp Huxley A F Currents carried by sodium and potassium ions through the membrane of the giant axon of Loligo J Physiol 116 449 472 1952 klassischer Artikel Erstbeschreibung der Messung von Transmembranstr men am Neuron 2 4 Vorbereitungsfragen Was ist ein Nerv Was ist ein Ganglion Welche lonen sind haupts chlich an der Entstehung des Ruhepotentials Aktionspotentials beteiligt Was ist ein Axon was ein Dendrit Was ist der Unterschied zwischen graduierten und Aktionspotentialen in welchen Kompartimenten eines Neurons sind sie zu finden Was besagt die Nernst Gleichung 3 Versuche F r die Versuche bitte mitbringen Schreibzeug 1 USB Stick pro Teilgruppe Gute Laune 3 1 Versuchsaufbau und Datenerfassung Wurm mit Leitungswasser abwaschen und mit dem Vorderende nach links zwischen die Moosgummistreifen mit der Ventralseite die hellere Seite nach unten auf die Stecknadeln der Messkammer legen Zwei Moosgummistopfen vor das Wurm Vorderende und Hinterende plazieren Das Plexiglaslineal ber den Wurm legen und mit mehreren Gummib ndern befestigen siehe Abb 1 Verschaltung siehe Versuchsaufbau Abb 2 Einstellungen am Bioverst rker EMG Verst rkung X 1000 Als Kontrolle des V
100. uckung des Muskels ausgel st werden und Muskelkraft Elektro und Phonomyogramm aufgezeichnet werden Im Modus Vorversuch wird in aufeinanderfolgenden Einzelreizen die Reizst rke von 6 mA solange erh ht bis keine weitere Steigerung der auf dem Monitor registrierten Muskelkraft mehr auftritt Mit Ubermaximaler Reizst rke wird dann der Hauptversuch durchgef hrt und unter dem Namen der Versuchsperson gespeichert 78 G Muskelphysiologie Steigende Reizserie Im Versuchsmen wird die Option Steigende Reizserie gew hlt Beginnend mit einer Reizst rke von 0 mA wird eine Serie von Reizen bis zur bermaximalen Reizst rke gegeben Der Versuch wird erst als Vorversuch und dann zur Speicherung der Daten als Hauptversuch durchgef hrt Doppelreiz Nach Auswahl des Men s Doppelreiz wird bei bermaximaler Reizst rke eine Serie von Doppelreizen gegeben deren Frequenz von 2 Hz bis 1250 Hz gesteigert wird Nach einem Vorversuch wird zur Datenspeicherung der Hauptversuch durchgef hrt Tetanus Im Versuchsmenu Tetanus werden bei submaximaler Reizst rke f nf Reizserien gegeben a 5 Reize mit 5 Hz b 8 Reize mit 8 Hz c 12 Reize mit 12 Hz d 18 Reize mit 18 Hz und e 30 Reize mit 30 Hz Nach einem Vorversuch zur Kontrolle der Versuchsapparatur wird der Hauptversuch durchgef hrt Isotonische Maxima Im Versuchsmen Isotonische Maxima wird durch Erh hung der auf den Muskel wirkenden Hebelkraft der M
101. ung um sich in dieser zurechtzufinden Beobachtendes Lernen Bei dieser Lernform wird durch Beobachten des Verhaltens eines anderen Tieres gelernt In einer hnlichen Situation kann dann ein entsprechendes Verhalten ausgef hrt werden Nachahmungslernen Diese Lernform tritt auf wenn ein Tier sofort die Aktion eines anderen Tieres in dessen Gegenwart imitiert Ein gut untersuchtes Beispiel ist das Gesangslernen der Vogel Beim Menschen hat diese Lernform f r die Entwicklung menschlicher Gesellschaften gro e Bedeutung 2 4 H here Lernleistungen Einsichtiges Lernen Von einigen Wirbeltieren insbesondere Primaten sind Lernleistungen bekannt bei denen das Tier eine raum zeitliche Handlungsfolge nicht operant erlernt sondern in Gedanken planend durchspielt und anschlie end zielstrebig durchf hrt Diese Lernform wird gegen ber dem assoziativen Lernen als einsichtiges Lernen abgegrenzt Kennzeichnend f r Lernen durch Einsicht ist die weitgehende Inaktivit t w hrend der Lernphase Deutlich sichtbar wird nur die Kannphase Die Unterscheidung ob assoziatives Lernen durch Versuch und Irrtum oder einsichtiges Lernen vorliegt ist sehr schwer im Einzelfall vielleicht gar nicht m glich 105 Lernmechanismen Explizites und implizites Lernen Beim Menschen unterscheidet man zwei Lernkategorien 1 Beim expliziten Lernen deklaratives Lernen werden Informationen Uber die Welt Personen Orte und Dinge schnell in eine
102. unter nat rlichen Bedingungen die L nge der Dunkel zur Hellphase von der Jahreszeit abh ngt ver ndert sich auch das Muster der Melatoninaussch ttung Das Hormon ist somit auch an der Vermittlung jahreszeitlicher circannualer Rhythmen beteiligt e Melatoninrezeptoren befinden sich u a in der pars tuberalis der Hirnanhangdr se Hypophyse Einige Wirkungen des Melatonins Melatonin erh ht die Schlafeffiziens d h es hat schlaffordernde Eigenschaften wirkt sich u a hemmend auf die Sekretion der Hormone FSH LH und Prolaktin aus steuert die jahreszeitliche Fortpflanzung 2 1 Literatur zur Vorbereitung Dudel Menzel Schmidt Neurowissenschaften Springer Verlag Kap 24 Penzlin Kap Biorhythmen 2005 116 K Chronobiologie 3 Versuche Ziel des Kurses ist sich die Grundbegriffe der circadianen Rhythmik am Beispiel eines geeigneten Tiermodells zu veranschaulichen und einzupragen Im Kurs wird gelernt wie circadiane Parameter in einem Verhaltenstest gemessen werden und wie ein chronobiologisches Experiment geplant durchgef hrt und ausgewertet wird Diese allgemeinen Grundprinzipien sollen dann auf ein Experiment ein Gedankenexperiment mit Menschen relevant f r die Chronomedizin bertragen werden Fragen 1 Wie untersucht man ob ein Aktivit ts Rhythmus endogen oder exogen gesteuert wird 2 Wie baut man einen solchen Versuch auf 3 Wie analysiert man die Daten 4 Wie testet man ob Licht diesen Rh
103. urlich diskutiert werden 3 5 Bestimmung der Verschmelzungsfrequenz bei verschiedenen Lichtintensitaten 3 5 1 Durchf hrung Zu diesem Versuch wird eine in ihrer Flickerfrequenz regelbare Stroboskoplampe mit extrem kurzen Lichtblitzen benutzt Alle Messungen werden im Dunkeln durchgef hrt Verschmelzungsfrequenz des Menschen Die Lampe wird auf eine helle neutrale Fl che gerichtet Abstand ca 30 cm und die Verschmelzungsfrequenz sowohl bei max Intensit t als auch bei 10 bzw 1 Filter 2 und 3 bestimmt Verschmelzungsfrequenz der Heuschrecke Die Stroboskoplampe wird vor die Ableitapparatur gestellt und das Flickerlicht direkt auf das Auge gerichtet Ansonsten verl uft dieser Versuch wie Versuch 1 Getestet werden steigende Flickerfrequenzen bis die Flimmerverschmelzungsfrequenz des Heuschreckenauges erreicht ist Der Versuch wird f r drei Intensit ten 100 10 1 durchgef hrt Die Flickerfrequenz der Stroboskoplampe ergibt sich aus der Anzahl der Lichtblitze pro 0 5 s am Monitor ablesbar wobei die Flickerverschmelzungsfrequenz an der ver nderten Form des ERGs erkennbar ist wie sollte dieses aussehen f r trennbare bzw nicht trennbare Flicker Reize 3 5 2 Auswertung Wie ver ndert sich der Potentialverlauf des ERGs mit steigender Flickerfrequenz Welchen Einfluss hat die Lichtintensit t auf die Flickerverschmelzungsfrequenz 91 H Sinnesphysiologie Aussagekr ftige Ableitungen Verlauf der nderu
104. usbildung von demen Die Konzentration der harnpflichtigen Stoffwechselendprodukte im Blut steigt an und der Patient kann an einer Ur mie sterben Bei einer klinischen berpr fung der Nierenfunktion kann festgestellt werden wieweit ein Patient seinen Harn verd nnen bzw konzentrieren kann Der Patient trinkt 1 Wasser innerhalb von 10 Minuten Danach wird alle 30 Minuten die Blase entleert und es werden Menge und Osmolaritat des Harns bestimmt Die ausgeschiedene Harnmenge soll dabei nach 1 bis 2 Stunden gr er als 300 ml pro 30 Minuten sein Nach sp testens vier Stunden soll die gesamte bersch ssige Fl ssigkeit wieder ausgeschieden sein Der osmotische Wert des Harns sinkt dabei von etwa 1000 mosm l auf unter 100 mosm l Die Niere ist somit in der Lage dem K rper fast reines Wasser zu entziehen Anschlie end an den Verd nnungsversuch bekommt der Patient nur Trockenkost aber keinerlei Fl ssigkeit Die bis zum n chsten Morgen ausgeschiedene Harnmenge wird gemessen und die Osmolarit t bestimmt Eine gesunde Niere scheidet dabei einen Harn mit einer Osmolarit t von etwa 1000 mosm I aus Die Niere kann also bei Wassermangel 51 E Exkretion einen konzentrierten Harn bilden und mit wenig Flussigkeit relativ viele Substanzen aus dem Korper entfernen 2 Vorbereitung des Kurses 2 1 Grundkenntnisse Exkretionsorgane und produkte bei verschiedenen Tiergruppen Nierenanatomie Glomerulare Filtration Tubul re Sek
105. ut Florian Bolze Bolzef students uni marburg de Tel 28 23395 Herz Tobias Fromme fromme staff uni marburg de Tel 28 25372 Hormone Carola Meyer meyerc staff uni marburg de Tel 28 23496 Exkretion J rn We els wessels staff uni marburg de Tel 28 23547 Nerven Christian Wegener wegener staff uni marburg de Tel 28 2341 1 Muskel Prof Homberg homberg staff uni marburg de Tel 28 23402 Sinne Ulrike Tr ger u traeger web de Tel 28 23475 Lernen Joachim Schachtner schachtj staff uni marburg de Tel 28 23414 Chronobio Monika Stengl stengl staff uni marburg de Tel 28 25956 Ein Protokoll soll aus folgenden vier Kapiteln mit diesen Kapitel berschriften bestehen 1 Einleitung Die Einleitung sollte alle Informationen enthalten die notwendig sind um die Fragestellung und den gew hlten Versuchsansatz zu verstehen Welche Fragen sollen mit diesem Versuch beantwortet bzw welche Hypothesen getestet werden Eine ausf hrliche Schilderung des gesamten theoretischen Hintergrundes wie in einem Lehrbuchkapitel sollte vermieden werden 2 Methoden Erkl rung des Versuchsaufbaus Was wurde gemessen Wie und wie oft wurde es gemessen Wie wurden die Ergebnisse ausgewertet Welche statistischen Verfahren wurden verwendet Was mu der Leser wissen um den nachfolgenden Ergebnisteil zu verstehen Abk rzungen sind bei ihrer ersten Verwendung zu erkl ren 3 Ergebnisse Welche Ergebnisse wurden erzie
106. utes Blutzellen und deren Aufgaben Serumproteine Aminos uren Peptidbindungen isoelektrischer Punkt Analyseverfahren physiologische Bedeutung Blutgruppen ABO Rh Vererbung geographische Verteilung H moglobin Aufbau Eigenschaften Bindungskurven Grundlagen der Immunabwehr Mechanismus der Blutgerinnung Prinzip der Photometrie Lambert Beersches Gesetz 23 2 1 B Blut Literatur zur Vorbereitung Emmerich H Stoffwechselphysiologisches Praktikum Kapitel Respira torische Farbstoffe Korperflussigkeiten Analysenmethoden Thieme Verlag Heldmaier G Neuweiler G Vergleichende Tierphysiologie Bd 2 Vegetative Physiologie Springer Verlag und alternativ Schmidt RF Thews G Physiologie des Menschen Springer Verlag Schmidt Nielsen K Animal Physiology Cambridge University Press bei weiterem Interesse Stryer L Biochemie Kapitel Hamoglobin Spektrum der Wissenschaft Verlag von Boehmer H Kisielow P Selbst Erkenntnis des Immunsystems Spektrum der Wissenschaft 1 92 36 44 Buisseret PD Allergie Wenn die Immunabwehr Fehler macht Spektrum der Wissenschaft 10 82 26 Scientific American 8 82 82 Doolittle RF Fibrinogen Hauptakteur bei der Blutgerinnung Spektrum der Wissenschaft 2 82 58 Scientific American 12 81 92 Golde DW Gasson JC Blutbildende Hormone Spektrum der Wissenschaft 9 88 70 Scientific American 7 88 34 Perutz MF Struktur des Hamoglobins und Transportvorgange bei der Atmung Spe
107. von 5 ms Dauer und Frequenzen von 1 10 und 50 Hz und vergleichen Sie die Werte miteinander V Registrierung des EKG des Froschherzens Methode ber am Froschherz befestigte Elektroden werden die Spannungs nderungen mittels eines Oszillographen sichtbar gemacht Auswertung 1 Zeichnen Sie das EKG des Frosches beschriften Sie die einzelnen Kurvenabschnitte und ordnen Sie diese den erregungsleitenden Strukturen zu 2 Vergleichen Sie das EKG von Frosch und S uger und diskutieren Sie die Unterschiede 43 C Herzphysiologie 44 D Hormonphysiologie KURS D HORMONPHYSIOLOGIE WIRKUNG VON ADIPOKINETISCHEM HORMON AUF DEN LIPIDGEHALT DER HAMOLYMPHE 1 EINLEITUNG Das adipokinetische Hormon AKH der Insekten spielt eine zentrale Rolle bei der Mobilisierung von Lipiden die als Energielieferant f r die Flugmuskulatur ben tigt werden Abb 1 Ziel des Experimentes ist der Nachweis einer adipokinetischen Wirkung von AKH bei der afrikanischen W stenheuschrecke Schistocerca gregaria Hierzu wird adulten flugf higen Tieren das Hormon injiziert und der Lipidgehalt der Hamolymphe vor und nach der Injektion verglichen Biotest Lipide werden durch konzentrierte Schwefels ure zu Produkten umgesetzt die mit Vanillin Reagenz zu einer gef rbten Substanz reagieren deren Absorption bei 540 nm gemessen werden kann Diese Reaktion macht eine quantitative colorimetrische Bestimmung von Lipiden m glich Mit Diglyceridl sungen bzw Diac
108. von der Art des Stimulus bestimmt Langzeit Habituation Sensitisierung Die oben angef hrten Kurzzeitformen von Habituation und Sensitisierung sind durch Erholungsphasen von Minuten bis Stunden und einer nderung der Transmitteraussch ttung an den Synapsen gekennzeichnet Neben diesen Kurzzeitformen gibt es auch Langzeitformen Die Erholungsphase bei Langzeit Habituation Sensitisierung kann Tage bis Wochen dauern es kann eine nderung in der Anzahl funktioneller Synapsen auftreten und es ist Genaktivit t involviert 99 Lernmechanismen Kasten 1 Eine marine Nacktschnecke Aplysia californica dient als Modellsystem fiir die neuronalen Grundlagen nicht assoziativer Lernvorg nge b Wasserstrahl schwache mechanische Reize starke sensitisierende Reize Y Heterosynaptische Bahnung des Kiemen und Siphon R ckziehreflexes der Meeresschnecke Aplysia califor nica a Werden die Kiemen mechanisch gereizt z B mit einem Wasserstrahl kontrahieren sie sich reflexartig b Wiederholte Reizung f hrt zur Habituation der Kontraktionsst rke Die Kon traktion ist um so st rker je h her die Registrierspur ist Unter jeder Registrierung steht die Zahl der aufeinanderfolgenden Reize Unterbricht man die Reizung erholt sich der Reflex Der Pfeil gibt einen starken dishabituierenden Reiz am Kopf oder Schwanz an Schaltbild der monosynaptischen Komponente des Reflexkreises SN repr sentiert eine gr ere Zahl mechan
109. werden 110 K Chronobiologie KURS K CHRONOBIOLOGIE 1 Einleitung Im Tag Nacht Rhythmus ist das Verhalten von Menschen genauso wie das von Tieren charakterisiert durch einen pr zisen 24 Stunden Rhythmus von Ruhe und Aktivit t Schlaf und Wachzustand Dieser circadiane Rhythmus ist eine fundamentale Anpassung der Organismen auf der Erde an einen berw ltigenden Umweltreiz den 24 st ndigen Licht Dunkelwechsel der auf und untergehenden Sonne Circadiane Rhythmen wurden in Ein und Vielzellern in allen untersuchten Pflanzen und Tieren gefunden Sie orchestrieren die Zeitstruktur aller physiologischen Prozesse in einem Organismus und bieten offensichtliche Selektionsvorteile 2 Grundkenntnisse Circadiane Rhythmen haben Folgendes gemeinsam 1 unter konstanten Umweltbedingungen DD Dauerdunkel oder LL Dauerlicht und konstanter Temperatur zeigen sie einen freilaufenden endogenen Rhythmus mit einer Periodenl nge t Tau von etwa 24 Stunden der temperaturkompensiert ist 2 im normalen 24 st ndigen Licht Dunkelrhythmus eines Tages LD wird dieser endogene Rhythmus auf exakt 24 Stunden synchronisiert Welchen Evolutionsvorteil bieten circadiane Rhythmen 1 Tagesperiodische nderungen k nnen antizipiert werden die Empfindlichkeit unserer Augen ver ndert sich noch ehe es Tag wird 2 Miteinander inkompatible biochemische Prozesse in einer Zelle k nnen zeitlich getrennt werden z B Photosynthese versus Stickstoff
110. werden 74 G Muskelphysiologie Me oe Bildschirm a elektronik D A Steuer PERENE elektronik Abb 1 Modularer Aufbau des Myographen Me einheit Versch einheit Reiz einheit Computer 3 1 Verschienung des Unterarms Die Verschienungseinheit dient in erster Linie dazu alle st renden Bewegungen der Extremit t auszuschalten Die zu untersuchenden Zielbewegungen bzw kr fte sollen sich dagegen voll auf die Apparatur bertragen Vor der Verschienung wird zun chst die Lage der Bewegungsachse des Daumengrundgelenks mit einem Punkt auf der Handinnenfl che Filzstift markiert Es ist zu beachten dass beim Daumengrundgelenk die von au en tastbaren Gelenkfl chen nicht selbst die Lage der eigentlichen Bewegungsachse markieren sondern kreisbogenformig um einen gedachten Kreismittelpunkt herum angeordnet sind Auf der walzenf rmigen Oberfl che des Daumengrundgelenks wird der Daumen im Abstand des Walzenradius um die Bewegungsachse herumgef hrt der Kreismittelpunkt bildet dann die Bewegungsachse Zum Auffinden der Bewegungsachse f hrt man Daumenbewegungen aus w hrend ein Stift ber die Daumeninnenfl che gehalten wird Der Punkt ist dann gefunden wenn sich die Haut unter dem Stift bei Bewegung des Daumens nicht mehr kreisbogenf rmig bewegt Vor der Verschienung muss der Muskelradius gemessen werden Abb 2 rechts um von den Daten der Kraftmessung auf reale Muskelkr fte schlie en z
111. ylglycerol bekannter Konzentration wird eine Standardkurve erstellt aus der dann die Konzentration der zu bestimmenden Probe berechnet werden kann Neben dieser quantitativen Untersuchung wollen wir auch in einem qualitativen Assay mittels D nnschichtchromatografie DC von Haemolymphproben vor und nach der AKH Injektion feststellen welche Klasse von Lipiden besonders auf die Hormonzugabe anspricht Mitzubringen sind Laborkittel geschlossene Schuhe Schreibzeug Taschenrechner Abb 1 Schematic overview of AKH controlled substrate mobilization from locust fat body during flight activity AKHs adipokinetic hormones Abk rzungen R receptor G G protein HDLp high density lipophorin LDLp low density lipophorin apoLp lll apolipophorin III FFA free fatty acids aus Van der Horst et al 2003 D Hormonphysiologie Grundkenntnisse Lipidstoffwechsel von Insekten Vertebraten Endokrine Dr sen von Insekten Vertebraten Hormonklassen G Protein gekoppelte Hormonrezeptoren cAMP Adipokinetisches Hormon Lokalisation Struktur und Wirkung Diacylglycerol Prinzip der D nnschichtchromatographie Microsoft Excel Literatur zur Vorbereitung Hormonphysiologie Heldmaier amp Neuweiler Vergleichende Tierphysiologie Band 2 Vegetative Physiologie Springer Verlag Kapitel 9 Chemische Kommunikation durch Hormone Weiterf hrende Literatur AKH Stone J V and Mordue W 1980 Ad
112. ythmus beeinflu t 5 Wie findet man heraus ob eine bestimmte Krankheit circadian beeinflu t wird und weshalb ist es wichtig das zu wissen Aufgaben 1 Bestimmen Sie die Periodenl nge der Laufaktivit t einer Schabe Leucophaea maderae in L D in DD in LL 2 Setzen Sie die Tiere selbst in die Versuchsapparatur und benutzen Sie die vorhandene Software fur die Datenaufnahme und analyse 3 Wie wurden Sie testen ob Lichtpulse den Rhythmus beeinflussen 4 Skizzieren Sie schriftlich ein Chronomedizin Experiment am Menschen 117 K Chronobiologie Injektion CT 12 12 ie 2 m o o i2 ig Phasenverschiebung 2 5 Std Laufradaktvit t einer Schabe im Dauerdunkel Am 17 9 wurde ein Peptid in die N he des circadianen Schrittmacherzentrums injiziert was zu einer Phasen verz gerung von 2 5 h f hrte Zwei Tagesl ngen sind nebeneinander aufgetragen
113. z der Durchflu geschwindigkeit und dem Tiergewicht l t sich der Sauerstoffverbrauch des Fisches bestimmen D F U Vo Te mlO2 g 1 h 1 2 D Differenz des O Gehalts vor und nach dem Tiergef mg O2 11 F Durchflu amp geschwindigkeit I h 1 U Umrechnungsfaktor von mg Og in ml O3 1 Mol O 32 g 22 4 1 G K rpergewicht des Fisches g Berechnen Sie den Sauerstoffverbrauch des Fisches pro Gramm und pro Tier Stellen Sie den Sauerstoffverbrauch und die Atemfrequenz in Abhangigkeit vom Sauerstoffgehalt graphisch dar Welche Mechanismen sind an der Konstanthaltung des Sauerstoffverbrauchs beteiligt Berechnen Sie aus dem Sauerstoffverbrauch den Energieverbrauch in W und W g 1 J W es des Fisches 20 J ml O7 und vergleichen Sie ihn mit dem Ruheumsatz beim Menschen 4 Anhang Funktionsprinzip der CLARK Elektrode Die CLARK Elektrode besteht aus einer Gold Kathode und einer Silber Anode die Uber eine KCI L sung elektrolytisch miteinander in Verbindung stehen Von der Probenl sung sind sie durch eine Oz durchlassige Membranfolie abgetrennt Die Gold Kathode wird mit 800 mV Gleichstrom gegen ber der Silber Anode polarisiert 13 A Atmung U 800 mV ALMALLLLLLL EP Le N ALLL LLLI LLL ILLL CLL LLL LLL LLL LLL KCI L sung Bringt man nun in die Me kammer eine Oz haltige Probenl sung so f hrt der Oz Partialdruckunterschied zwischen Membranau en und innenseite zu ei
114. zlich noch Uber Querbrucken miteinander verbunden Auf diese Weise bildet dieses Paar eine funktionelle Einheit Die Riesenfasern sind ein Glied in der neuronalen Verschaltung die der Meidereaktion des Regenwurms zugrundeliegt Sie erhalten ihre Signale von Riesen Interneuronen die ihrerseits wieder von Rezeptorzellen Mechanorezeptoren des Hautmuskelschlauches erregt werden Von den Riesenfasern wird die Erregung dann auf segmentale Riesen Motoneurone verschaltet und an die Muskulatur weitergeleitet dies f hrt dann zur R ckzugsbewegung des Tieres Dabei leitet die mediane Riesenfaser Erregungen von vorne nach hinten w hrend das laterale Riesenfasersystem Alarmsignale von hinten nach vorne vermittelt Um Aktionspotentiale m glichst schnell weiterzuleiten wurden in der Evolution drei verschiedene Prinzipien entwickelt 1 Die Vergr erung des Axondurchmessers 2 Die Ausbildung von Myelinscheiden die an definierten Stellen unterbrochen sind um eine saltatorische Erregungsleitung zu erm glichen 3 Elektrische Synapsen die daf r sorgen dass die Weiterleitung der Nervensignale von einer Zelle zur n chsten sehr schnell vonstatten geht Die mediane Riesenfaser hat einen gro en Durchmesser und verf gt ber elektrische Synapsen Auch eine einfache Form der Myelinisierung ist vorhanden saltatorische Erregungsleitung wie bei Vertebraten kommt hier jedoch nicht vor 2 Vorraussetzungen fur die Versuchsdurchfuhrung 2 1 Theoretische

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