Immunabwehr: Probeklausur – Biologie Klasse 11

Name

Datum

Punkte0 / 50

Note—

Bearbeitet0 / 0

Bearbeitungszeit90 Minuten

AFB I

Wissen und Reproduzieren

12 Punkte

Befunde in einer T-Helferzelle

AFB I 12 Punkte

Forschende untersuchen T-Helferzellen zu verschiedenen Zeitpunkten nach einer Infektion mit HIV im Elektronenmikroskop und mit Farbmarkierungen (M1).

M1 Befunde in einer infizierten T-Helferzelle

Befund	Beobachtung
1	Die Hüllmembran eines Virus ist in die Zellmembran übergegangen, das Kapsid liegt im Cytoplasma.
2	Im Cytoplasma findet man DNA mit der Basenfolge des Virus-Erbguts.
3	Virus-DNA ist fest mit der DNA eines Chromosoms verbunden.
4	An der Zellmembran wölben sich kugelige Strukturen nach außen.
5	Freie Viren enthalten lange Vorläuferproteine, die nach und nach zerschnitten werden.
6	Ein Virus haftet mit seinen Glykoproteinen an der Zelloberfläche.

a) Ordne jedem Befund aus M1 den Schritt des Vermehrungszyklus zu. 6 P

Befund 1

Befund 2

Befund 3

Befund 4

Befund 5

Befund 6

b) Nenne die Bestandteile, die von der Wirtszelle stammen. (mehrere Antworten richtig) 4 P

c) Gib an, warum HIV vor allem T-Helferzellen befällt. 2 P

Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 1 Fusion, 2 reverse Transkription, 3 Integration, 4 Knospung, 5 Reifung, 6 Andocken (je 1 P). b) Lipide der Hülle, Ribosomen, Nukleotide stammen von der Zelle; reverse Transkriptase und das gp120-Gen bringt das Virus mit (je richtiges Kreuz 1 P, falsche Kreuze heben Treffer auf). c) gp120 passt nur zu CD4 (Wirtsspezifität) (2 P).

AFB II

Zusammenhänge herstellen

26 Punkte

Mäuse ohne CD4- oder CD8-Zellen

AFB II 14 Punkte

Drei Gruppen von Mäusen werden mit dem gleichen Virus infiziert. Zehn Tage später misst man Antikörper gegen das Virus und die Zahl infizierter Zellen, die durch Apoptose beseitigt wurden (M2).

M2 Ergebnisse zehn Tage nach der Infektion

Gruppe	Behandlung vor der Infektion	Antikörper (rel.)	beseitigte infizierte Zellen (rel.)
A	keine	100	100
B	alle Zellen mit CD4 entfernt	5	10
C	alle Zellen mit CD8 entfernt	95	8

Werte relativ zu Gruppe A (= 100).

a) Erkläre die Ergebnisse, indem du jeder Gruppe die passende Erklärung zuordnest. 6 P

Gruppe A

Gruppe B

Gruppe C

b) Berechne, um welchen Faktor die Antikörpermenge in Gruppe B kleiner ist als in Gruppe A. 2 P

Faktor =

c) Erläutere die humorale Immunantwort in Gruppe A. Wähle die zutreffenden Schritte. (mehrere Antworten richtig) 4 P

d) Begründe, warum in Gruppe C trotz vieler Antikörper die Infektion länger dauert. 2 P

Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) A: beide Arme intakt; B: ohne T-Helferzellen keine Interleukine → kaum Antikörper und kaum Apoptose; C: ohne zytotoxische T-Zellen normale Antikörper, aber kaum Apoptose (je 2 P). b) 100 : 5 = 20 (2 P). c) Bindung und MHC-II-Präsentation, Interleukine der T-Helferzelle, Plasmazellen bilden Antikörper (4 P, falsche Kreuze heben Treffer auf). d) Antikörper wirken nur außerhalb von Zellen (2 P).

Zwei Antigene, zwei Verläufe

AFB II 12 Punkte

Einem Kaninchen wird an Tag 0 Antigen X injiziert, an Tag 40 ein Gemisch aus Antigen X und Antigen Y. M3 zeigt die Antikörperkonzentrationen.

M3 Antikörper gegen X und Y (relative Einheiten)

Tag	Anti-X	Anti-Y
0	0	0
5	0,5	0
12	8	0
20	4	0
40	1	0
43	60	0
47	240	1
52	200	9
60	150	4

a) Entnimm M3 das Maximum von Anti-X nach der ersten und nach der zweiten Injektion. 4 P

Maximum 1. Injektion = Einheiten

Maximum 2. Injektion = Einheiten

b) Berechne das Verhältnis der beiden Maxima von Anti-X. 2 P

Faktor =

c) Leite aus M3 das Phänomen der erworbenen Immunität ab. Wähle die zutreffenden Aussagen. (mehrere Antworten richtig) 6 P

Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 8 und 240 Einheiten (je 2 P). b) 240 : 8 = 30 (2 P). c) Sekundäre Antwort gegen X schneller und stärker, gegen Y primärer Verlauf, Ursache Gedächtniszellen; die Antikörper der ersten Antwort waren an Tag 40 fast abgebaut, das Gedächtnis ist spezifisch (6 P, falsche Kreuze heben Treffer auf).

AFB III

Verallgemeinern und beurteilen

12 Punkte

Mumps in der Stadt

AFB III 12 Punkte

In einer Stadt kommt es zu einem Mumpsausbruch. Ein Elternbrief behauptet: „Die Impfung wirkt nicht — die meisten Erkrankten waren geimpft.“ M4 enthält Daten dazu.

M4 Daten zum Mumpsausbruch

Größe	Wert
Basisreproduktionszahl R₀ von Mumps	5
Impfquote q in der Stadt	85 %
Wirksamkeit E des Impfstoffs	88 %
Erkrankte Geimpfte	51 von 8 500
Erkrankte Ungeimpfte	45 von 1 500

a) Berechne die Herdenschutz-Schwelle q_krit für einen perfekten Impfstoff in Prozent. 2 P

q_krit = %

b) Berechne den Anteil tatsächlich immuner Menschen q · E in Prozent. 2 P

q · E = %

c) Beurteile mit deinen Ergebnissen, ob in der Stadt Herdenschutz besteht. 2 P

d) Nimm zur Aussage des Elternbriefs Stellung. Wähle die wissenschaftlich haltbaren Argumente. (mehrere Antworten richtig) 6 P

Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 1 − 1/5 = 0,8 = 80 % (2 P). b) 0,85 · 0,88 = 0,748 = 74,8 % (2 P). c) 74,8 % < 80 %: R = 5 · (1 − 0,748) = 1,26 > 1, kein Herdenschutz (2 P). d) Raten statt absoluter Zahlen: 51/8 500 = 0,6 %, 45/1 500 = 3 %, Risiko ohne Impfung etwa fünfmal höher; viele Geimpfte erkranken nur, weil fast alle geimpft sind (6 P, falsche Kreuze heben Treffer auf).

Ergebnis

Erreicht

0 / 50

Prozent

0 %

Note

—

Aufgabe	Thema	Punkte

Punkteverteilung

Aufgabe	Thema	AFB	Punkte
A1	Vermehrungszyklus von HIV	AFB I	12
A2	Humorale und zelluläre Immunantwort	AFB II	14
A3	Primäre und sekundäre Immunantwort	AFB II	12
A4	Impfung und Herdenschutz	AFB III	12
Summe (AFB I: 12 P · AFB II: 26 P · AFB III: 12 P)			50

Notenschema

Punkte	Note	Beurteilung
46 – 50 P	1	sehr gut
40 – 45 P	2	gut
30 – 39 P	3	befriedigend
22 – 29 P	4	ausreichend
12 – 21 P	5	mangelhaft
0 – 11 P	6	ungenügend