Bionik Altklausurfragen an der TU München | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Bionik Altklausurfragen an der TU München

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TESTE DEIN WISSEN

Erklären Sie die Unterschiede zwischen Top-down und Bottom-up Prozess. 4 Schritte von Bottom-Up Prinzip. 4 Schritte von Top-Down Prinzip. Geben Sie ein Beispiel jeweils für Top down und Bottom-up.

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Top-Down: Erst Technik dann Biologie: 1. Optimierung technischer Systeme 2. Suche nach Analogien in Biologie 3. Identifizierung geeigneter Prinzipien 4. Technische Umsetzung in ein verbessertes Produkt Bsp: Bionische Palette  Bottom-Up: Erst Biologie dann Technik: 1. Beobachten/Entdecken 2. Entschlüsseln 3. Übertragen 4. Anwenden Bsp: Klettverschluss

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Ausgehend von evolutionärer Entwicklung, warum Merkmal auch für technische Umsetzungen nicht interessant sein kann/muss.

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Merkmale werden nicht auf Höchstleistung selektiert Evolution hat keine Richtung und ist ein dynamischer Prozess

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Mimikry: Was ist das und Beschreibung der verschiedenen Arten. Was versteht man unter Mimese?

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Mimikry: Nachahmung optischer Signale anderer Arten um andere Tiere zu ihrem eigenen Vorteil zu täuschen  

  • Batessche Mimikry: Ähnlichkeit von zwei Tierarten wobei ein Tier ein ungenießbares Tier nachahmt

  • Mertenssche Mimikry: Ähnlichkeit von zwei Tierarten wobei ein Tier ein giftiges Tier nachahmt

  • Peckhamsche Mimikry: „Aggressive Mimikry“ die potentielle Beutetiere anlockt

Mimese: Form der Tarnung bezeichnet bei der ein Lebewesen in Gestalt, Farbe und Haltung einem Teil seines Lebensraumes annimmt

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Unterschied: plesiomorphe/apomorphien Merkmale

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Apomorphie: Merkmal welches im Vergleich zum direkten Vorfahren neu erworben wurde (abgeleitetes Merkmal)  Plesiomorphie: Merkmal welches bereits vor der Abstammungslinie entstanden ist

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Was ist konvergente Entwicklung und geben Sie ein Beispiel.
Warum ist dies wichtig für Bionik?
Warum werden trotzdem auch Schwesterngruppen betrachtet?

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Konvergente Entwicklung: gleiches Funktionsprinzip, das aber nicht auf gemeinsame Vorfahren zurückzuführen ist Bsp: Grabschaufeln Maulwurfsgrille und Maulwurf  

Wichtig: Verschiedene Lösungen für gleiches Problem 

Schwestergruppen: Spezialisierung vom selben Konzept

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 Erklären Sie den Begriff der Ringspezies und nennen Sie ein Beispiel! 

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Eine Ringspezies besteht aus mehreren meist morphologisch deutlich  unterscheidbaren Populationen (welche unter Umständen formal als  eigenständige Arten klassifiziert werden), bei denen Individuen benachbarter  Populationen sich kreuzen und Gene austauschen können, dies jedoch zumindest bei einigen der nicht-benachbarten Populationen nicht mehr möglich ist. (siehe  Wikipedia)  Bsp: Salamander der Gattung Ensatina

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Was versteht man unter Lamarckismus?

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Organismen vererben Eigenschaften an ihre Nachkommen, die sie während ihres Lebens erworben haben

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Erklären Sie was man bei biologischen Organismen unter hierarchischem Aufbau versteht und wie dieser Aufbau in den Organismen zu Stande kommt! Nennen Sie 1 Beispiel und beschreiben Sie die verschiedenen hierarchischen Ebenen!

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Aufbau: vom Kleinen zum Großen: Komplexitätszunahme durch hierarchisches Wachsen, Organisationsebene

Wodurch: Evolution  

Beispiel: Gecko: Lamella, Setae, Spatulae

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Speikobras können ihr Gift potentiellen Angreifern in die Augen spucken. In ähnlicher Weise sind Schützenfische in der Lage mit einem Wasserstrahl Beutetiere wie z.B. Ameisen von einem überhängenden Ast zu spucken. Die Erzeugung dieser Flüssigkeitsstrahlen erfolgt bei beiden Tieren über eine impulsartige Fluidbeschleunigung. Überlegen Sie sich eine bionische Anwendung für welche diese Flüssigkeitsstrahlerzeugung als Vorbild dienen könnte! Welche konventionelle Lösung könnte dadurch ersetzt werden? Beschreiben Sie einen Vorteil und einen Nachteil gegenüber der konventionellen technischen Lösung! Nennen Sie 2 technische Parameter, welche für die Untersuchung der Mechanismen der Strahlerzeugung von wesentlicher Bedeutung sind!

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Pfefferspray  Pfefferspraydose, die unter Druck durch Gas steht  Vorteil: weniger explosiv, Nachteil: Wirtschaftlichkeit  Geschwindigkeit und Viskosität des Sekrets

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Artenvielfalt: Wo ist sie am größten? Durch welche zwei Faktoren wird sie besonders bedroht? Warum ist dies ein Problem für die Bionik?

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Tropischer Regenwald  Artensterben durch Abholzung und Klimawandel  Jede ausgestorbene Art könnte eine bionische Lösung darstellen

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 Erklären Sie den Begriffe Smart Material.

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Intelligenter Werkstoff, welcher selbstständig auf veränderte Umweltbedingungen reagiert

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Was ist Bionik? 

Unterschied Bionik und technische Bionik und Biotechnologie.

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Bionik: Übertragung von Funktionsprinzipien und Entwicklung innovativer technischer Produkte nach dem Vorbild der Natur. Lebewesen dienen als Ideengeber sind aber nicht in der Herstellung involviert.

Technische Bionik: Dient zum verbesserten Verständnis von biologischen Strukturen und Funktionen
.

Biotechnologie: Nutzung von Lebewesen für die Produktion der gewünschten Stoffe oder den Abbau unerwünschter Substanzen.

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Q:

Erklären Sie die Unterschiede zwischen Top-down und Bottom-up Prozess. 4 Schritte von Bottom-Up Prinzip. 4 Schritte von Top-Down Prinzip. Geben Sie ein Beispiel jeweils für Top down und Bottom-up.

A:

Top-Down: Erst Technik dann Biologie: 1. Optimierung technischer Systeme 2. Suche nach Analogien in Biologie 3. Identifizierung geeigneter Prinzipien 4. Technische Umsetzung in ein verbessertes Produkt Bsp: Bionische Palette  Bottom-Up: Erst Biologie dann Technik: 1. Beobachten/Entdecken 2. Entschlüsseln 3. Übertragen 4. Anwenden Bsp: Klettverschluss

Q:

Ausgehend von evolutionärer Entwicklung, warum Merkmal auch für technische Umsetzungen nicht interessant sein kann/muss.

A:

Merkmale werden nicht auf Höchstleistung selektiert Evolution hat keine Richtung und ist ein dynamischer Prozess

Q:

Mimikry: Was ist das und Beschreibung der verschiedenen Arten. Was versteht man unter Mimese?

A:

Mimikry: Nachahmung optischer Signale anderer Arten um andere Tiere zu ihrem eigenen Vorteil zu täuschen  

  • Batessche Mimikry: Ähnlichkeit von zwei Tierarten wobei ein Tier ein ungenießbares Tier nachahmt

  • Mertenssche Mimikry: Ähnlichkeit von zwei Tierarten wobei ein Tier ein giftiges Tier nachahmt

  • Peckhamsche Mimikry: „Aggressive Mimikry“ die potentielle Beutetiere anlockt

Mimese: Form der Tarnung bezeichnet bei der ein Lebewesen in Gestalt, Farbe und Haltung einem Teil seines Lebensraumes annimmt

Q:

Unterschied: plesiomorphe/apomorphien Merkmale

A:

Apomorphie: Merkmal welches im Vergleich zum direkten Vorfahren neu erworben wurde (abgeleitetes Merkmal)  Plesiomorphie: Merkmal welches bereits vor der Abstammungslinie entstanden ist

Q:

Was ist konvergente Entwicklung und geben Sie ein Beispiel.
Warum ist dies wichtig für Bionik?
Warum werden trotzdem auch Schwesterngruppen betrachtet?

A:

Konvergente Entwicklung: gleiches Funktionsprinzip, das aber nicht auf gemeinsame Vorfahren zurückzuführen ist Bsp: Grabschaufeln Maulwurfsgrille und Maulwurf  

Wichtig: Verschiedene Lösungen für gleiches Problem 

Schwestergruppen: Spezialisierung vom selben Konzept

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Q:

 Erklären Sie den Begriff der Ringspezies und nennen Sie ein Beispiel! 

A:

Eine Ringspezies besteht aus mehreren meist morphologisch deutlich  unterscheidbaren Populationen (welche unter Umständen formal als  eigenständige Arten klassifiziert werden), bei denen Individuen benachbarter  Populationen sich kreuzen und Gene austauschen können, dies jedoch zumindest bei einigen der nicht-benachbarten Populationen nicht mehr möglich ist. (siehe  Wikipedia)  Bsp: Salamander der Gattung Ensatina

Q:

Was versteht man unter Lamarckismus?

A:

Organismen vererben Eigenschaften an ihre Nachkommen, die sie während ihres Lebens erworben haben

Q:

Erklären Sie was man bei biologischen Organismen unter hierarchischem Aufbau versteht und wie dieser Aufbau in den Organismen zu Stande kommt! Nennen Sie 1 Beispiel und beschreiben Sie die verschiedenen hierarchischen Ebenen!

A:

Aufbau: vom Kleinen zum Großen: Komplexitätszunahme durch hierarchisches Wachsen, Organisationsebene

Wodurch: Evolution  

Beispiel: Gecko: Lamella, Setae, Spatulae

Q:

Speikobras können ihr Gift potentiellen Angreifern in die Augen spucken. In ähnlicher Weise sind Schützenfische in der Lage mit einem Wasserstrahl Beutetiere wie z.B. Ameisen von einem überhängenden Ast zu spucken. Die Erzeugung dieser Flüssigkeitsstrahlen erfolgt bei beiden Tieren über eine impulsartige Fluidbeschleunigung. Überlegen Sie sich eine bionische Anwendung für welche diese Flüssigkeitsstrahlerzeugung als Vorbild dienen könnte! Welche konventionelle Lösung könnte dadurch ersetzt werden? Beschreiben Sie einen Vorteil und einen Nachteil gegenüber der konventionellen technischen Lösung! Nennen Sie 2 technische Parameter, welche für die Untersuchung der Mechanismen der Strahlerzeugung von wesentlicher Bedeutung sind!

A:

Pfefferspray  Pfefferspraydose, die unter Druck durch Gas steht  Vorteil: weniger explosiv, Nachteil: Wirtschaftlichkeit  Geschwindigkeit und Viskosität des Sekrets

Q:

Artenvielfalt: Wo ist sie am größten? Durch welche zwei Faktoren wird sie besonders bedroht? Warum ist dies ein Problem für die Bionik?

A:

Tropischer Regenwald  Artensterben durch Abholzung und Klimawandel  Jede ausgestorbene Art könnte eine bionische Lösung darstellen

Q:

 Erklären Sie den Begriffe Smart Material.

A:

Intelligenter Werkstoff, welcher selbstständig auf veränderte Umweltbedingungen reagiert

Q:

Was ist Bionik? 

Unterschied Bionik und technische Bionik und Biotechnologie.

A:

Bionik: Übertragung von Funktionsprinzipien und Entwicklung innovativer technischer Produkte nach dem Vorbild der Natur. Lebewesen dienen als Ideengeber sind aber nicht in der Herstellung involviert.

Technische Bionik: Dient zum verbesserten Verständnis von biologischen Strukturen und Funktionen
.

Biotechnologie: Nutzung von Lebewesen für die Produktion der gewünschten Stoffe oder den Abbau unerwünschter Substanzen.

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