Lernmaterialien für Biohumanities an der Universität Duisburg-Essen

1. Definieren sie folgende Begriffe

a) Teleologie Zwecksetzung in Prozessen Lehre von den bewussten Zwecken/Zielen (Telos =Ziel und Logos =Zweck), welche durch das Genom oder den Willen angestrebt werden

Teleologisches Naturverständnis durch die Vier-Gründe-Lehre:

1.            Materialgrund (causa materialis) - Stoff

2.            Formgrund (causa formalis) – Form

3.            Wirkgrund (causa efficiens) – Kausalität

4.            Finalgrund (causa finalis) - Finalität

b) Paradigma Der Begriff Paradigma stammt von Thomas Kuhn. Das Paradigma ist eine konkrete Problemlösung / Theorie die von der Wissenschaft akzeptiert wird. Der Paradigmatiker ist dabei ein Rätsellöser, welcher im Rahmen des Rätsels forscht. Werden dabei Fakten entdeckt die, die alte Theorie wiederlegen, werden zunächst ad-Hoc Hypothesen gebildet um diese zu retten. Über kurz oder lang gewinnen jedoch die Revolutionisten (Jene die nicht mehr an das alte Paradigma glauben) die Überhand und es kommt zum Paradigmen-wechsel. Die Problematik des Paradigmen Wechsel liegt in der Inkommensurabilität (Gleiche Termini mit nicht vergleichbaren Kontext / Definition) mancher Theorien. Dabei werden Paradigmen auf ihre Kohärenz (Ihre Verknüpfung mit der Wirklichkeit) und ihrer Korrespondenz (Ihrer Logik – Wie passt sie ins Gesamtgefüge) beurteilt.

c) Essentialismus Entitäten (etwas existierendes, das   Seiende) besitzen notwendige, unterscheidbare Eigenschaften, Jede Art ist darauf hin angelegt, ihr artspezifisches „Wesen“ (lat. „Essentia“) zu verwirklichen

d) Reduktionismus I. Alle Eigenschaften lebender Organismen lassen sich mit Hilfe physikalischer & chemischer Terme vollständig beschreiben. II. Alle Eigenschaften lebender Organismen lassen sich mit Hilfe physiko-chemischer Gesetze erklären. - empirisches Problem

e) Falsifikation/Fallibilismus Theorie / Verfahren Poppers zur Überprüfung von Theorien beziehungsweise zum Erkenntnis Gewinn. Hierbei sollen Theorien so formuliert werden, dass sie wiederlegbar sind und Forscher sollen daran Arbeiten diese aktuelle Theorien zu Wiederlegen.

c) Verifikation Ist das Prinzip der Induktion nachdem die Wissenschaft arbeitet, hierbei werden Hypothesen formuliert und Ereignisse / Befunde dafür gesucht diese zu bestätigen

a) Teleonomie Zielgesetzlichkeit in Prozessen kausalanalytische Erklärungsweise für einen zielgerichtet scheinenden Vorgang. Als teleonomisch werden Prozesse bezeichnet, die allein aus ihren Komponenten und Strukturen erklärt werden. Sie bedürfen dadurch keiner Zusatzannahmen über mögliche externe teleologische oder intentionale Einflüsse

b) Tabula rasa Auch Kübeltheorie genannt, stammt von Aristoteles und Locke. Sie geht davon aus, dass der Verstand des Menschen ein leerer Kübel beziehungsweise ein leeres Blatt ist, welches mit Sinnes Erfahrungen gefüllt wird.

d) Inkommensurabilität Beschreibt die Tatsache das Terme verschiedener Paradigmen, aufgrund des Unterschiedlichen Kontext / Definition nicht mit einander Vergleichbar sind (Thomas Kuhn)       Theorien sind inkommensurabel,                                                                                                                       1. wenn ihre Terme in ihrem jeweiligen Kontext Grundverschiedenes bedeuten bzw.                     2. wenn Aussagen (z.B. über “Gesetze”) mangels gemeinsamen Maßstabes unvergleichbar          bzw. nicht durch Messung verglichen werden können.

a) Deduktion Ist das Verfahren nachdem Karl Popper, fordert solle die Wissenschaft arbeiten, hierbei werden bestehende Theorien versucht zu wiederlegen und bei Wiederlegung diese verbessert.

b) Ad hoc-Hypothese Sind Rettungssätze beziehungsweise Versuche, die oft bei einem sich ankündigenden Paradigmen Wechsel eingesetzt werden. Dabei Versuchen diese das alte Paradigma gegen das neue zu Schützen

c) Teleomatie Naturgesetzliche Endgerichtetheit von Prozessen beschreibt die naturgesetzliche Endgerichtetheit von Prozessen und deren Ausrichtung auf ein Ziel

e) Intentionalerklärung Nach Descartes gibt es eine Intentional und eine Kausal Erklärung, die Intentional Erklärung beschreibt dabei die Theorie das ein Tier (Ratte) ein Verhalten zeigt, welches Zweck gerichtet ist. Während seine Kausal Erklärung lauten würde das die Ratte ein determinierter Automat ist

f) Induktion nach Bacon Ableitung des Allgemeinen aus besonderen Erfahrungen, Schlussweise die zu einer Konklusion führt, deren logischer Gehalt über den Gehalt der zugrunde gelegten Prämisse hinausgeht. Ziel: Erkenntnisgewinn, daher auch „Erweiterungschlüsse“ genannt. 

g) Sinnkriterium Für strenge Verifikationisten besteht der Sinn einer Aussage in der Methode ihrer Verifizierbarkeit

h) Abgrenzungskriterium Falsifizierbarkeit ist nach Popper ein „Abgrenzungskriterium“ um Wissenschaft von Pseudowissenschaft abgrenzen zu können

i) Korrespondenztheorie 1. Worin besteht die Übereinstimmung zwischen Annahme und Wirklichkeit? 2. Wir setzen eine Theorie der Wirklichkeit voraus – mit welchem Recht? 3. Wir setzen eine bestimmte Theorie der Sprache voraus.

j) Kohärenztheorie Kein Grund zur Annahme, es gebe nur eine kohärente Menge von Aussagen! Wahrheit darf nicht mit Indizien für Wahrheit verwechselt werden! Kohärenz mag ein Indikator für Wahrheit sein, ist aber nicht die Wahrheit. Es kann sein, dass Annahmen, die gut zu einer bestehenden Theorie passen würden, falsch sind!

k) Cartesianischer Dualismus Geistige Substanz als einfach, unteilbar und unveränderlich (res cogitans) - Körperding als begrenzte, ausgedehnte, bewegte, unendliche, teilbare, veränderliche Substanz (res extensa)

Paradigmenwechsel Beispiele

Lamarcks Anpassungstheorie                            Darwins Selektionstheorie 

Cuviers Katastrophentheorie                                Mechanismus

Essentialismus, teleologisch                               antiteleologisch

Schöpfungslehre                                                    Naturwissenschaft 

2. Nennen sie die 5 Funktionsbegriffe nach Bunge.

Welche 5 verschiedenen Bedeutungen kann nach dem Wissenschaftstheoretiker Mario Bunge der Terminus „Funktion“ in der Biologie haben? (5 P)

Funktion 1: interne Aktivität (Funktionieren)‏

Funktion 2: externe Aktivität (Fungieren)‏

Funktion 3: interne und externe Aktivität (Gesamtaktivität: Funktionieren u. Fungieren)‏

Funktion 4: F1 v F2 mit Passungscharakter

Funktion 5: F4 mit Anpassungscharakter (Selektionsbedingte Passung)‏

Wann sprechen wir von einer “Dysfunktion”? -> F4!

4. Wer hat die folgenden Begriffe geprägt (und welcher Zeitpunkt)?

a) Teleomatie                                   Mayr 1991

b) Biochemie                                    Hopper-Seyler 1877

c) Zelltheorie                                    Schleiden/Schwann 1838

d) Organisator                                  Spemann/Mangold 1922/1924

e) Pangenesis                                   Darwin (1868)

f) morphogenetische Felder       Felder Sheldrake 1973 (Hypothetische Felder die als fortbilden Ursache von Entwicklung gelten)

g) Scala naturae                               Aristoteles ca. 300 v.C.

h) biogenetische Grundregel     Haeckel 1866

i) Transposon                                    McClintock 1951

j) Information                                   Wiener/Shannon 1940er

k) Genetics                                        Dobzhanzky 1937

l) messenger RNA                           Brenner/Jacob/Meselson 1961

m) Protoplasma                               Hugo von Mohl (1846)

n) Survival of the fittest                Spencer 1864

o) Information                                 Nobert Wiener (1948) - Kybernetik

p) Zentrales Dogma                        1958 Francis Crick (Informationsfluss zwischen Biopolymeren)

q) Intron/Exon                                 Walter Gilbert (1978)

r) Entelechie                                     Aristoteles (Entelechie ist das was in uns den Zweck festlegt)

s) Epigenese                                      Harvey 1661 (Organe aus spezialisierten Gewebe)

b) Operon                                          Jacob /Monod (1960)

e) Gen                                                  Johansen (1909)

f) Homeobox-Gene                        1980er Lewis /Nüsslein-Vollard

i) Nuklein                                            Mischer (1869)

k) Diauxie                                           Jacob & Monod 1960

l) Kybernetik                                     Wiener 1948

m) RNA-Interferenz                       Tuschl 2001

n) Evo-Devo                                      Carroll 2008

o) Gleichgewicht                              Hippokrates und Galen (Vier Säfte Lehre)

p) Ökosystem                                   Sir Arthur George Tansley (1935)

q) Biozönose                                     Möbius (1877)

r) Aktualitätsprinzip                        1830 Charles Lyell

5. Welche Begriffe haben die folgenden Wissenschaftler geprägt? Erklären sie kurz.

a) Caroll                                               Evo-Devo (Evolutionäre Entwicklungsbiologie), Entwicklung der Steuerung der Individualentwicklung der Lebewesen (Ontogenese) in der Evolutionsgeschichte

b) Monod                                           Operon-Modell der Genregulation, Aufbau prokaryotischer Gene und deren Aktivitätsregulierung

c) Weismann                                     Keimbahn, Trennung von Genotyp/Phänotyp, Neodarwinist, Keimplasma(-theorie) - nur das in den Keim- oder Samenzellen befindliche Erbgut wird weitergegeben

d) McClintock                                   Springende Gene, Transposons - DNA-Abschnitt der seine Position ändern kann (Transposition) 

e) Waddington                                 Vorläufer von Evo-Devo, Epigenetik

Der Biotheoretiker August Weismann hat drei wichtige Gebiete der klassischen Biologie befruchtet. Nennen Sie die drei Gebiete (a, b, c). (6 P)

a) Gebiet: Genetik (Reduktionsteilung)

b) Gebiet: Entwicklungsbiologie (Mechanische Differenzierung)

c) Gebiet: Evolutionsbiologie (Neodarwinismus)

7. Welche Bedeutungen hatte der Begriff „Gen“ im Verlauf der Wissenschaftsgeschichte? (5 Punkte)

1) Das Gen als Rechnungseinheit der Vererbung – Wilhelm L. Johannsen

2) Operon – Model (Genetischer Code) – Jacob und Monod

3) 1 Gen – 1 Enzymhypothese (Das Gen als Information des Arbeitertiers) - Beadle/Tantum

4) Gen als Einheit der Mutation – Max Delbrück

5) Pan – Genesis Theorie (Keimzellen als Sammelbecken des Bestandteile des Körpers) - Darwin

6) Das Gen als Strich auf der Genkarte -Morgen

7) Correns de Vries Tschermak – Chromosom als Vererbungseinheit

8) Protoplasma als Träger der Proteine– Hugo von Mohl

8. Die drei Namen stehen für drei verschiedene Evolutionstheorien. Geben Sie ein

Stichwort und erläutern Sie das in einem Satz. (6 Punkte)

Lamarck: Arttransformation - 1. Tendenz zur Höherentwicklung 2. Wechselwirkungen Organismus-Umwelt. Vervollkommung & Anpassung, Gradualismus

Darwin: Selektionismus, Weiterentwicklung durch Anpassung, Arttransmutation, Individuelle Variation & Natürliche Selektion, survival of the fittest

Mayr: Synthetische Evolutionstheorie vereint neue Erkenntnisse aus den Teilbereichen Genetik, Ökologie, biologischer Systematik u.v.m. aus dem 20. Jahrhundert mit der Evolutionstheorie nach Darwin. Die fünf Evolutionsfaktoren wirken auf den Genpool der Arten und sind verantwortlich für die Veränderung des Genpools einer Population.

3) Welche Bedeutungen hatte der Begriff „Evolution“ im Laufe der Wissenschtsgeschichte?

a) Katastrophismus: Cuvier Aussterben von Arten danach Neuschöpfung / oder wie Bonnet aufsteigenden der Individuen auf der Evolutionsleiter

b) Lamarkismus: Anpassung durch Gebrauch und Nichtgebrauch und höher Entwicklung mit der Zeit (Ohne Aussterben)

c) Darwinismus: Vererbung der Variabilität (Lamarck angehaucht) und Selektion

d) Neodarwinismus: reine Selektion und Vererbung über Chromosomen

e) synthetische Evolutionstheorie: Vererbung über Chromosomen und Populationsgenetik (Mayr)

4) Ansätze der Evolutionstheorie, erklären Sie die Theorie in einem Satz und mit einem

prägnanten Stichwort.

a. Lamarck

Arten sind veränderbare Lebensformen und alle Organismen sind Naturerzeugnisse (von Gott), ein Aussterben ist daher unmöglich. Er geht von einer Parallel Entwicklung aus, desto länger die Arten existieren desto höher sind diese Entwickelt.

b. Darwin

Natürliche (Struggle of Live) und sexuelle Selektion haben zur heutigen Biodiversität geführt. Ein Aussterben von Arten wird hierbei angenommen.

c. Dawkins

Geht vom Angreifen der natürlichen Selektion am Gen und nicht am Individuum beziehungsweise der Gruppe. Gleichzeitig führt er die Kulturelle Evolution ein und benennt ihr „Gen“ als „Meme“ „Egoistische Gen“

d. Ernst Mayr

Begründer der Synthetischen Evolutionsbiologie, der die natürliche Auslese Darwins mit den Genetischen Ergebnissen in Einklang brachte. Hierbei definierte er die Art als Fortpflanzungsgemeinschaft und erklärte die Allopatrische Artbildung.

e. Aristoteles und Platon:

Der Mensch orientiert sich an einem „Idealtyp“. Alle Abweichungen davon sind schlecht

f. Linné (1707-1778): Arten als unveränderbare Lebensformen die von Gott geschaffen wurden und sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln.

g. Charles Bonnet (18JH)

Scala Naturae – Katastrophen, ein Aussterben ist mit dem Aufstieg der Überlebenden Arten auf der Leiter der Evolution verbunden.

h. George Cuvier

1769-1832 Die Arten sind Konstant, vielmehr findet nach einem Aussterben ein Artwechsel durch Migration statt.

i. Wallace

Geht ebenso wie Darwin von natürlicher Zuchtwahl der Organismen aus.

Ordnen Sie die Ereignisse in der Zeitleiste ein. (5 Punkte)

1800                     1850                      1900                     1925                       1950                      1975                      2000

5.1 Entdeckung der Mendelschen Regeln 1865 Mendel

5.2 Entdeckung des Säugetiereis 1826/1827 Karl Ernst von Baer

5.3 Entwicklung von EVO-DEVO 2008 Carroll

5.4 Entdeckung des Organisators 1922-1924 Spemann/Mangold

5.5 Fluktuationstest 1943 Lauria/Dellbrück

5.6 Entdeckung der „springenden Gene“ 1951 McClintock

5.7 Formulierung der Zelltheorie 1838 Schleiden/Schwann

5.8 Entdeckung der „Hox-Gene“ 1980 Nüsslein-Vollard & Wiesschaus

5.9 Erscheinen von Darwins Hauptwerk 1859

6.0 Nuklein 1869 Miescher

6.1 Gen 1909 Johannsen

6.2 Genkarte 1911 Morgan

6.3 Entdeckung des Penicillins 1928 Fleming

6.4 DNA-Struktur 1953 Watson/Crick

6.5 Keimplasma 1892 Weismann

6.6 1-Gen-1-Enzym-Hypothese 1941 Beadle/Tatum

6.8 Wiederentdeckung der Mendelschen Regeln 1895 Correns

6.9 Photosynthese 1779 Ingenhousz

7.0 Zellenlehre 1838 Schwann

Wie veränderte sich die Sprache der Molekulargenetik in den 50er Jahren? Beschreiben Sie den Wandel in einem Satz (a). Nennen Sie den Namen eines mit diesem Wandel verbundenen Biologen (b). (4 P)

a) Ein Satz zum Wandel: Ablösung des Proteinparadigmas - Neues „Zentraldogma“ Sie beschreibt die Übertragung der Information, die durch die Reihenfolge (Sequenz) von Monomeren (Nukleotide bei DNA und RNA, Aminosäuren bei Proteinen) festgelegt ist.

b) Biologe: Francis Crick (1958)