Biologie Kapitel 2


T. B.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über grundlegende biologische Konzepte auf Universitätsniveau. Sie konzentrieren sich auf die Struktur und Funktion von Proteinen, die Rolle von Wasser als Lösungsmittel, sowie die Eigenschaften und Aufbau von Polymeren wie DNA und Kohlenhydraten. Besonders behandelt werden auch die Funktionen von Enzymen, die Vielfalt der Kohlenstoffverbindungen und die Bedeutung von Lipiden. Ideal für Studierende, die ihr Verständnis der molekularen Biologie vertiefen möchten, da sie komplexe Themen verständlich aufbereiten und durch Beispiele veranschaulichen.
Flashcards
30
Students
1
Language
German
Category
Biology
Level
University
Created / Updated
27.10.2019 / 18.10.2023

Flashcards

Nenne drei grundsätzliche Feststellungen zu Wasser

- Wasser ist der biologische Grundstoff auf der Erde
- Alle Lebewesen benötigen zum Überleben Wasser mehr als jeden anderen Stoff
- Die meisten Zellen sind von Wasser umgeben, und sie selbst bestehen zu 70 bis 95 % aus Wasser

Erkläre die grundlegenden Eigenschaften (4) von Wasser

- die Kohäsion
- die Fähigkeit, ausgleichend auf Temperaturdifferenzen zu wirken
- die Ausdehnung beim Gefrieren
- die Vielseitigkeit als Lösungsmittel

Adhäsion

  • Ist die Kraft die vorliegt wenn unterschiedliche Substanzen aneinander haften, wie zum Bsp. ein Wassertropfen auf einem Blatt einer Pflanze.

Kohäsion

Entsteht durch die H-Brücken. Unterstützt den Nährstoff- und Wassertransport innerhalb einer Pflanze, entgegen der Schwerkraftrichtung, weil H-Brücken die Substanzen wie Nährstoffe zusammenhalten

Erkläre die Fähigkeit, ausgleichend auf Temperaturdifferenzen zu wirken

  • Wasser hat eine hohe spezifische Wärmekapazität, sprich es ist fähig viel Energie (kinetische) aufzunehmen ohne seine Temperatur wesentlich zu ändern. Dafür sind wieder die intermolekularen H-Brücken verantwortlich.
  • Wärmeaufnahme = Auflösung H-Brücken, (Wasser verdampft)
  • Wärmeabgabe = H-Brücken Bildung.
  • Wasser nimmt die Wärme von Luft mit höherer Temperatur auf und gibt gespeicherte Wärme an die kühlere Luft ab

Polarität des Wassers / Erkläre warum Wasserstoffbrücken bei Wasser entstehen

H Atome sind partiell positiv geladen, O Atome partiell negativ, wodurch Wasserstoffbrücken entstehen.

Die positiv polarisierten Wasserstoffatome werden von den negativ polarisierten Sauerstoffatomen anderer Wassermoleküle angezogen.

 

 

Erkläre die Bedeutung der Ausdehnung beim gefrieren des H2Os für das Leben

  • Wenn Wasser gefriert (Eis), hat es eine geringere Dichte, die maximale Dichte erreicht Wasser bei 4°C. Dies ist essentiell für das marine Leben, denn würde Eis absinken und nicht oben auf den Wasser isolierend aufschwimmen, würden die Ozeane kompakt zufrieren.

Eigenschaft von Wasser als Lösungsmittel 1

Erkläre;

Lösung

Lösungsmittel

Gelöste Substanz

Wässrige Lösung

Hydrathülle

 

Lösung = Flüssigkeit, die eine homogene Mischung aus 2 oder mehr Stoffen ist

Lösungsmittel = als Lösungsmittel wird die nach Menge überwiegende Komponente einer Lösung bezeichnet

Gelöste Substanz= ergänzt das Lösungsmittel zur Lösung 

Wässrige Lösung= Wasser ist Lösungsmittel

Wasser kann dank seiner Polarität leicht Wasserstoffbrückenbindungen bilden  Wenn eine ionische Verbindung in Wasser gelöst wird, ist jedes gelöste Ion von einer Hydrathülle von Wassermolekülen umgeben

Polare Verbindungen, die aus nicht ionisierten Molekülen bestehen (z.B. Zucker), sind gut wasserlöslich Grosse Moleküle können wasserlöslich sein, falls ionisierbare oder polare Bereiche vorhanden

Eigenschaften und Bedeutung von Kohlenstoff

• Lebewesen bestehen aus chemischen Verbindungen auf der Grundlage von Kohlenstoff 

• Kohlenstoff ist fähig, Moleküle zu bilden, die gross, komplex und vielgestaltig sind  

• Proteine, DNA, Kohlehydrate bestehen aus Kohlenstoffatomen 

• Ketten aus Kohlenstoffatomen bilden die Gerüste organischer Verbindungen

Wie können Kohlenstoffgerüste angeordnet sein? 

  • Kohlenstoffmolekülgerüste variieren in Grösse und können gerade, verzweigt oder ringförmiggeschlossen vorkommen

Was sind Kohlenwasserstoffe, zähle eine Eigenschaft auf

Organische Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoffatomen bestehen 

Viele organische Verbindungen einer Zelle bestehen nur aus Kohlenwasserstoffen

Sind reaktionsträge (höhere Aktivierungsenergie nötig) und die Reaktionen die sie eingehen sind mit hohem Energieumsatz verbunden 
 

Was ist eine funktionelle Gruppe? Was hat sie für einen Einfluss?

Eine Atomgruppe in einer Verbindung, die die Stoffeingenschaften und das Reaktionsverhalten massgeblich bestimmt

Funktionelle Gruppen nehmen an chemischen Reaktionen Teil, indem sie Einfluss auf die Molekülform, oder dessen physikalische Eigenschaften nehmen

- Art, Anzahl und Anordung der R-Gruppen verändern die physikalischen Eigenschaften

 

Nenne die 7 bedeutendsten funktionellen Gruppen:

1. Hydroxylgruppe - OH

2. Carbonylgruppe - C=O

3. Carboxylgruppe - COOH

4. Aminogruppe - NH2

5. Sulfhydrylgruppe (Diolgruppe) - SH

6. Phosphorylgruppe - PO3

7. Methylgruppe - CH3

Erkläre die Begriffe Makromoleküle und Polymere

Makromoleküle sind Polymere. Ein Polymer ist aus zahlreichen gleichen oder ähnlichen Baueinheiten, sogenannte Monomere zusammengesetzt, die durch kovalente Verbindungen verknüpft sind.

Wichtige Polymere: Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate

Strukturen von Kohlenhydraten aufzeichnen, am Beispiel von Gluccose.

Was für ein Zucker ist Gluccose? (Eselsbrücke: Ta-tü-ta-ta )

 

Ein Monosaccharid (Einfachzucker) (Liegt in Flüssigkeit ringförmig vor) 

Monosaccharide: Was für Zwecke erfüllen sie? 

  • Monosaccharide (Einfachzucker) dienen den Zellen als Energielieferant und als Rohmaterial zum Bau weiterer Moleküle

Was ist ein Disaccharid? Aus was besteht es? Unterscheide Gluccose von Fructose und Maltose

Disaccharid (Zweifachzucker) besteht aus zwei miteinander verknüpften Monosacchariden

 Benenne die unterschiedlichen Funktionen von Polysacchariden. 

Unterschied Planzenzellen und Tierzellen

Polysaccharide sind Makromoleküle, Polymere aus zahlreichen Monosaccharidresten, die als Speicherstoffe und Baumaterial dienen

Pflanzenzellen:

1 . Speicher: Stärke = Speicherpolysaccharid aus Glucose. Wird als Granula (Körner) in den Plastiden der Pflanzenzellen gespeichert. 

2. Baustoff: Cellulose (für Menschen unverdaulich, aber Balaststoff) 

Tierzellen:

Speicher:  Glycogen = Tierisches Polysaccharid, Glycogen wird in Leber- und Muskelzellen eingelagert (Körner)

 

Erkläre die Eigenschaften von Lipiden 

Wichtigste Gruppen 3

Heterogene Gruppe hydrophober Moleküle 

Bilden keine Polymere aus

Vermischen sich schlecht oder gar nicht mit Wasser 

Hydrophob, weil sie aus aliphatischen Kohlenwasserstoffketten bestehen, die an hydrophile Kopfgruppen gebunden sind 

Wichtigste Gruppen sind 

o Fette 

o Phospholipide 

o Steroide 

Zeichne den Aufbau von Fetten auf (schema)

Aus was bestehen Fette? 

Was passiert bei der Synthese eines Fettmoleküls?

Was ist eine Fettsäure? 

Bestehen aus Glycerin und Fettsäuren: 1 Glycerin + 3 Fettsäuren

Glycerin ist der Grundbaustoff -> Reaktion mit 3 Fettsäuren (Esterbindung --- H2O Molekül abgespalten) = Fettmolekül 

Glycerin: dreiwertiger Alkohol, drei C-Atome tragen jeweils eine OH-Gruppe

Fettsäure: langkettige Carbonsäure mit aliphatischem Kohlenstoffgerüst und einer Carboxylgruppe

Unterschied gesättigte und ungesättigte Fettsäuren

Gesättigte Fettsäuren enthalten die maximale Zahl von Wasserstoffatomen und keine Doppelbindungen. Bei Raumtemperatur sind sie fest.

 

Ungesättigte Fettsäuren haben eine oder mehrere Doppelbindungen

Phospholipide: Aussehen, Aufbau

- Hat nur 2 (statt 3) mit dem Glycerylrest veresterte Acylreste -> können nur 2 Fettsäuren binden -> Das 3. C des Glycerin ist mit einem Phosphorsäurerest (Orthophosphatmolekül) verestert

Der Kohlenwasserstoffanteil (Fettsäure) ist hydrophob, die Phosphorsäuregruppen sind hydrophil

Wie kommt die grosse Vielfältigkeit der Funktionen der Proteine zustande?

Polypeptide sind lineare Polymere, die aus einem Satz von 20 verschiedenen Aminosäuren aufgebaut werden

-> Ein Protein besteht aus einem oder mehreren Polypeptiden 

Proteine machen mehr als 50% der Trockenmasse der meisten Zellen aus

Verknüpfung:
Verknüpfung von zwei Aminosäuren                 Dipeptid
Verknüpfung vieler Aminosäuremolekülen        Polypeptid
Verknüpfung über 100 Aminosäuremolekülen   Protein


 

4 Aufgaben die Proteine erledigen

beschleunigen chemische Reaktionen (Enzyme)

beteiligen sich an Transportvorgängen (Motorprotein, Kanalprotein)

unterstützen die zelluläre Kommunikation (Hormone)

Abwehr von fremden Substanzen und Organismen (Antikörper) u.a.

Erkläre die prinzipiellen Funktionsweisen von Enzymen 

Sind katalytisch wirksame Proteine, die chemische Reaktionen beschleunigen 

Katalysatoren verbrauchen sich nicht selbst, sie erfüllen ihre Aufgabe wieder und wieder 
 

Benenne die Ebenen der Proteinstruktur 4

Primärstruktur = Aminosäuresequenz (linear)

Sekundärstruktur = Wicklungen und Faltungen der Polypeptidkette (Faltungen)

Tertiärstruktur ist durch Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Seitenketten (“Rest R”) bestimmt (3D-Faltung)

Quartärstruktur = Komplexe Proteine,  Zusammenlagerung mehrerer gefalteter Polypeptidketten (z.B. Hämoglobin)

 Proteinfaltung erklären, welche Proteine unterstützen? 

Primärstruktur bietet keine verlässliche Möglichkeit, den Faltungsvorgang in einer Proteinzelle vorherzusagen

Die meisten Proteine durchlaufen mehrereZwischenzustände auf ihrem Weg zu einer stabilen Form

Chaperone sind Helferproteine, die andere Proteine beim Faltungsprozess unterstützen

Funktionen der Nucleinsäure erklären

Typen

Aufgaben der DNA

Nucleinsäuren speichern und übertragen Erbinformation

Die Aminosäuresequenzen von Polypeptiden werden durch Gene festgelegt

Gene bestehen aus DNA oder RNA = Nucleinsäuren

Desoxyribonucleinsäure DNA;

o Enthält die Information für ihre eigene Verfielfältigung (Replikation)

o Steuert die Herstellung der RNA und damit die Proteinbiosynthese (Transkription)

o Proteinherstellung erfolgt durch die Ribosomen (Translation)

 

Strukturen von Nucleinsäure aufzeichnen (EHER IDENTIFIZIEREN)

Wie werden Nucleinsäuren auch bezeichnet? 

Was ist ein Nucleosid? 

 

Nucleinsäuren werden wegen ihrer Polymerstruktur als Polynucleotide bezeichnet => besteht aus Nucleotiden

 

Jeder Nucleotid seinerseits ist zusammengesetzt aus:

- Einem stickstoffhaltigen Molekülteil, der Nucleinbase

- Einem fünfgliedrigen Zuckerrest

- Einem Phosphorsäurerest

Nucleosid: Zuckerrest und Base

 

 

Die DNA ist wie angeordnet?

Basenkombinationen?

Bindungen? 

DNA Molekül besteht aus 2 Polynucleotidketten, diese sind spiralförmig um eine Achse gedreht =  Doppelhelix

o Die Stränge verlaufen gegenläufig: das 5‘-Ende es einen Strangs liegt am 3‘-Ende des anderen Strangs = antiparalell

o Basenkombinationen: Adenin (A) mit Thymin(T) (Doppelbindung), Guanin (G) mit Cytosin (C) (Dreifachbindung)

o Durch die 3fachbindung bei G+C = höheren Siedepunkt = Schwieriger zu denaturieren

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