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MonatsarchivFebruar 2013

Vorträge Kurs 12.2

 

Vortrag im Gesundheit-und-Fitness-Kurs

Alle Themen im Überblick: PDF

Allgemein:

  • Vortragszeit zwischen 5 und max. 10 Minuten
  • Anfertigen eines Handouts für die Kommilitonen (max. eine A4-Seite)
  • Anschauung durch Demonstration!
  • Literatur:
    – CD Gesundheit und Fitness, Materialien Nr. 54
    – www.sportunterricht.de

 

Speziell:              

Thema Erwärmung

  • Sinn der Erwärmung im Sport / Vorteile durch Erwärmung
  • Erwärmungsformen
  • Beschreibung des Ablaufs einer typischen Erwärmung in einer bestimmten Sportart

Thema Ausdauer I

  • Welche konditionellen Fähigkeiten gibt es?
  • Was versteht man unter „Ausdauer“ und welche Formen gibt es?
  • Welche Sportarten sind geeignet, Ausdauer zu entwickeln?
  • Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Ruhepuls und der Ausdauerleistungsfähigkeit?
  • Wie hoch sollte der Puls im Ausdauertraining liegen?

 

Thema Ausdauer II

  • Welche Methoden zur Entwicklung von Ausdauer gibt es? (kurze Beschreibung)
  • kurze Erläuterung der Trainingssteuerung durch Veränderung der Belastungsgrößen (Umfang, Intensität, Dichte, Pausengestaltung)

 

Thema Kraft I

  • Was ist „Superkompensation“?
  • Welche Gesetzmäßigkeiten muss man beachten, um erfolgreich zu trainieren?
  • Was passiert, wenn man zum falschen Zeitpunkt einen erneuten Trainingsreiz setzt?
  • Was kennzeichnet die „BORG-Skala“?

 

Thema Kraft II

  • Beschreiben Sie kurz die Kontraktionsformen des Muskels! (isometrisch, konzentrisch, exzentrisch)
  • Erstellen Sie einen Überblick über die wichtigsten Methoden des Krafttrainings!
  • Welche Größen müssen dabei unbedingt genannt werden?

 

Thema Beweglichkeit I

  • Erläutern Sie das Wirkprinzip der Muskelspindel?
  • Beschreiben Sie den Kniesehnenreflex!
  • Benennen Sie Zielstellungen des Dehnens im Sport!
  • Leiten Sie aus den physiologischen Gegebenheiten des „Dehnreflexes“ Merksätze für das richtige Dehnen ab!

 

Thema Beweglichkeit II

  • Beschreiben Sie die verschiedenen Dehnmethoden und gehen Sie dabei auch auf Vor- und Nachteile ein!
  • Demonstrieren Sie diese Methoden für bestimmte Muskeln!

 

Thema Gesunder Rücken I

  • Beschreiben Sie den prinzipiellen Aufbau eines „Bewegungssegmentes“!
  • Bennen Sie die Abschnitte der Wirbelsäule und ihre Besonderheiten (Wirbelanzahl, Schwingungsrichtung, Bewegungsmöglichkeit)!
  • Erläutern Sie kurz die Vorgänge bei einem Bandscheibenvorfall und geben Sie Hinweise zur Prävention!

 

Thema Gesunder Rücken II

  • Erläutern Sie den Begriff „Muskuläre Dysbalancen“!
  • Beispiele für Muskelgruppen, die zur Abschwächung bzw. zur Verkürzung neigen
  • Testmöglichkeit zur Ermittlung von „Muskulären Dysbalancen“
  • Möglichkeiten der Vorbeugung

 

Thema Koordination I

  • Erläutern Sie die Begriffe „Effektor – Afferenz – Efferenz – Rezeptor – ZNS“ und bringen diese in einen sinnvollen Zusammenhang! (Beispiele)
  • Bedeutung der Schulung koordinativer Fähigkeiten?

 

Thema Koordination II

  • Überblick über die koordinativen Fähigkeiten
  • Bedeutung dieser Fähigkeiten im Alltag und im Sport
  • Unterschied zwischen intra- und intermuskulärer Koordination

 

Thema Ernährung I

  • Was ist unter einer gesunden Ernährung zu verstehen?
  • Body-Maß-Index und dessen Bewertung
  • Was ist einem übergewichtigen Menschen hinsichtlich einer dauerhaften und erfolgreichen Gewichtsreduktion zu empfehlen?

 

Thema Ernährung II

  • Was versteht man unter einer sportartgerechten Ernährung?
  • Welche besonderen Ernährungsaspekte gelten bei spezifischen Sportarten (z.B. Skilanglauf, Gewichtheben, Kampfsport u.a.)?

 

Thema Entspannung

  • Bedeutung der Entspannung für die Gesundheit
  • Wirkung von Entspannungsverfahren
  • Überblick über Entspannungsverfahren/-techniken

 

Thema Erste Hilfe I

  • Arten, Ursachen und Auswirkungen von Muskelverletzungen (Muskelkater, Zerrung, Faserriß usw.)
  • Maßnahmen der Ersten Hilfe bei Muskelverletzungen (u.a. PECH-Regel)

 

Thema Erste Hilfe II

  • Arten, Ursachen und Auswirkungen von Gelenkverletzungen (Kontusion, Distorsion, Bandrisse, Luxation usw.)
  • Maßnahmen der Ersten Hilfe bei Gelenkverletzungen

 

Thema Doping im Sport I

  • Definition Doping
  • Überblick über Dopingformen /-mittel
  • Dopingfälle in Deutschland? (nach 1990)

 

Thema Doping im Sport II

  • Maßnahmen gegen Doping (Kontrollen, Strafen, Organisationen)
  • negative Auswirkungen von Doping (u.a. Gesundheitsschäden)

 

Thema Fitness-Trends

  • Überblick über neue Fitness-Trends (z.B. Nordic Walking, Capoeira, Pilates u.a.)
  • Beurteilen Sie diese Trends nach selbstgewählten Kriterien!

 

 

Der große Zusammenhang

Man sollte ab und zu einmal den Keller durchstöbern, es finden sich interessante Dinge: u.a. eine während meines Biologiestudiums angefertigte Übersicht über den Energie- und Baustoffwechsel des Menschen (in Vorbereitung der Biochemieprüfung).

Stoffwechsel


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3′- und 5′-Ende

Warum gibt es ein 3′- und ein 5′-Ende bei den beiden gegenläufigen Einzelsträngen (Polynukleotidsträngen) der DNA-Doppelhelix? Die Antwort liegt in der Bezeichnung der C-Atome in den Nukleotidmolekülen bzw. genauer in den Deoxyribosemolekülen. Nachfolgendes Bild zeigt ein Nukleotid mit der Kennzeichnung der einzelnen C-Atome (mit 1′ bis 5′):

Wie zu sehen, ist am C-Atom 1 die entsprechende organische Base gebunden.
Der Phosphatrest sitzt am C-Atom 5 der Ribose und stellt die Verbindung zum C-Atom 3 der nächsten Ribose her (nächste Abbildung).

Über die Wasserstoffbrückenbindungen sind schlussendlich die beiden Einzelstränge miteinander verbunden (zwei Wasserstoffverbindungen zwischen Adenin und Thymin bzw. drei Verbindungen zwischen Guanin und Cytosin):

Bei der Replikation wird dann auch die Bedeutung der Gegenläufigkeit der beiden Einzelstränge bzw. deren unterschiedliche 3′-5′-Richtung in der Doppelhelix deutlich: beide Stränge werden zwar nahezu zeitgleich synthetisiert, ein Strang wächst in 5′-3′-Richtung, während der andere aber in 3′-5′-Richtung vervollständigt wird. (siehe nachfolgende Abbildung)

 

Erbgutforschung – eine Chronologie

Die Erbgutforschung von Mendel bis Venter

Die Genforschung ist noch keine 150 Jahre alt, hat sich aber rasant entwickelt. Die Übersicht zeigt wichtige Meilensteine der Genforschung und Biotechnik.

  • 1865 – Der österreichische Augustinermönch Gregor Mendel beweist in Versuchen die Gesetze der Vererbung, was kaum beachtet wird.
  • 1869 – Der Schweizer Pathologe Friedrich Miescher entdeckt in Fischspermien und anderem biologischen Material die Nukleinsäuren.
  • 1900 – Unabhängig voneinander entdecken drei Forscher – der Deutsche Correns, der Österreicher Tschermak und der Niederländer de Vries die Mendelschen Gesetze wieder. De Vries berichtet 1901 erstmals über Mutationen.
  • 1953 – Der amerikanische Biologe James Watson und der englische Physiker Francis Crick beschreiben die Struktur Desoxyribonukleinsäure (DNS) als doppelsträngiges Molekül (Doppelhelix).
  • 1973 – Forscher produzieren das erste gentechnisch veränderte Bakterium
  • 1977 – Amerikanische Wissenschaftler schleusen erstmals genetische Informationen aus menschlichen Zellen in Bakterien ein.
  • 1978 – In Großbritannien wird das erste Retortenbaby geboren. Es ist durch künstliche Befruchtung (In-vitro-Fertilisation) gezeugt worden.
  • 1982 – Das erste gentechnisch hergestellte Medikament (Insulin) kommt in den USA auf den Markt.
  • 1988 – In den USA wird mit der „Krebsmaus“, in deren Erbsubstanz ein menschliches Krebsgen eingeschleust wurde, erstmals auf ein genmanipuliertes Tier ein Patent erteilt.
  • 1989 – Die Übertragung fremder Gene in menschliche Körperzellen mittels Viren ist in den USA erstmals gelungen.
  • 1990 – Offizieller Start des staatlich finanzierten, internationalen Humangenomprojekts (HGP) zur Entschlüsselung des menschlichen Erbguts
  • 1990 – Verabschiedung des deutschen Embryonenschutzgesetzes. Es verbietet die künstliche Veränderung menschlicher Keimbahnzellen (Ei- und Samenzellen).
  • 1997 – Durch das schottische Klonschaf „Dolly“ wird erneut die Diskussion um das exakte Kopieren von Menschen entfacht.
  • 2000 – Am 26. Juni präsentieren der US-Genetiker und Unternehmer Craig Venter und das staatliche Human-Genom-Projekt eine grobe Karte des menschlichen Erbguts.
  • 2001 – Craig Venter und das Humangenomprojekt veröffentlichen eine detailliertere Fassung des menschlichen Erbguts.

Struktur des Chromatins

… verändert nach Buselmaier/Tariverdian „Humangenetik“ 1991:

Aufbau eines Chromosoms

Wie ist die DNA in Chromosomen verpackt?

Zwei gegenläufige DNA-Moleküle bilden eine Doppelhelix. Das Chromatin besteht aus einer spezies-spezifischen Anzahl solcher DNA-Doppelstränge. Das Chromatin wird während der Mitose im Lichtmikroskop in verdichteter Form als Chromosomen sichtbar (Abb. 1).

Abbildung 1 (Metaphasechromosom des Chinesischen Hamsters)

 

Einzelne eukaryontische Chromosomen sind im Interphasekern nicht sichtbar. Die DNA-Fäden besitzen einen Durchmesser von 20Å-30Å und eine durchschnittliche Länge von 5 cm in einem menschlichen Chromosom. Würde man alle menschlichen Chromosomen aneinanderreihen und lang ausgestreckt messen, so ergäbe dies einen Faden von ca. 2 m Länge. Bei einem Kerndurchmesser von ca. 5 µm muss also ein starkes Ordnungsprinzip existieren.

Isoliert man das Chromatin aus Zellkernen und untersucht es chemisch, so findet man neben DNA (und einer kleinen Menge RNA) zwei Hauptklassen von Proteinen:

•             fünf verschiedene Typen von basischen Histonen (H1, H2A, H2B, H3, und H4) und

•             eine heterogene Gruppe von Nicht-Histonproteinen,

die z.B. eine Anzahl von Enzymen enthält. Die Histone sind für die strukturelle Organisation der Chromosomen offenbar die wichtigere Gruppe von Proteinen. Sie enthalten viele basische Aminosäuren und haben daher durch ihre positive Ladung eine hohe Affinität zur negativen Ladung der DNA. Dabei bilden die Histone H2A, H2B, H3 und H4 an den Polen abgeflachte Proteinkugeln, Oktamere aus den Dimeren der vier verschiedenen Histone. Jede Proteinkugel ist von dem DNA-Faden mit 1,8 Linkswindungen, was 146 Basenpaaren entspricht, umwickelt. Man bezeichnet einen solchen Komplex als Nukleosomencore. Der fünfte Typ von Histon, H1, ist außerhalb dieser Nukleosomen-coren gelagert und mit DNA variierender Länge (15-100 Basenpaare) assoziiert. Diese DNA verbindet ein Nukleosom mit dem anderen und wird somit als Linker-DNA bezeichnet. Fortlaufende Einheiten von ca. 200 Basenpaaren bilden die Nukleosomen-Fiber mit einem Durchmesser von 100Å.

Auch die H1-Histone verkürzen den DNA-Faden weiter, indem mit ihrer Hilfe mehrere Nukleosomen helikal aufgedreht werden. Dies führt zu einer Verkürzung um das 40fache. Diese Struktur wird als Elementarflbrille bezeichnet, hat eine Dicke von 300Å und wird durch Schleifenbildung nochmals um das 20fache verkürzt. Eine weitere Aufwindung im Metaphasechromosom führt schließlich zu einem 20 000stel der ursprünglichen Länge des DNA-Fadens (Abb. 2 und Abb. 3).

Abbildung 2 (Struktur des Chromatins)

Abbildung 2 (Organisation der DNA im Metaphasechromosom)

Zusammenfassend lässt sich also festhalten, dass die DNA-Doppelhelix in den Chromosomen in mehrfach verdrillter Form vorliegt. Die genetische Information eines Organismus ist also auf verschiedene Verpackungseinheiten verteilt. Jede Verpackungseinheit enthält eine große Zahl von funktionellen Informationseinheiten, weiche als Gene bezeichnet werden. Die

Gene liegen in einer linearen Anordnung im Chromosom vor. Jedes Chromosom ist die Kopplungsgruppe für die in ihm befindlichen Gene. Gene, die auf großen Chromosomen weit voneinander entfernt liegen, werden so vererbt, als ob sie nicht gekoppelt wären, da sie normalerweise immer durch Crossing-over-Prozesse getrennt werden. Man spricht dann von Syntänie.

Der Artikel auch als Download.

 

 

© F. Neubeck 2013