05.Makromoleküle
Struktur und Funktion von biologischen Makromolekülen (Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Nukleinsäuren)
Struktur und Funktion von biologischen Makromolekülen (Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Nukleinsäuren)
Aufbau von Fetten (2P)
- 1x Glycerin (Alkohol aus 3 C-Atomen + je 1 OH-Gruppe)
- 3x Fettsäure (Carboxylgruppe (O=C-OH) am Ende einer C-Kette)
-> Triacylglycerin
Was ist die Funktion der Fette? (1P)
Energiespeicherung
Unterschied Fette und Polysaccharide? (1p)
1g fett hat doppelt so viel Energie wie 1g Polysachhariad (ist aber trotzdem leichter!)
> Ideal, um Gewicht zu verringern und so Energie zu sparen (Tiere) oder z.B. in Nüssen (Fortpflanzung bei Pflanzen)
Was ist der Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Fettsäuren? Was sind ihre Eigenschaften? (2P+2P)
Gesättigte FS: keine C=C Bindung -> FS ist gerade
-> enthalten NUR ges. FS, Fett ist fest, da gut stapelbar (z.B. Butter)
Ungesättigte FS: mind. eine C=C Bindung -> FS ist gewinkelt
-> enthalten mind. eine unges. FS, Fett ist flüssig, da nicht kompakt (z.B. Olivenöl)
Aufbau von Phospholipiden (3P)
- 1x Glycerin
- 2x Fettsäure (gesättigt o. ungesättigt)
- 1x Phosphat +Rest
Was ist speziell an Phospholipiden? (1P)
Der Kopf der Phospholipide (Phosphat, Glycerin und Rest) ist hydrophil (wasserliebend).
-> Ordnen sich in polaren Umgebungen, wie z.B. Wasser in Doppelschichten an -> MEMBRAN
Wie sind Stereoide aufgebaut und was sind ihre Funktion? (1P+2P)
Kohlenstoffgerüst, das vier fusionierte Ringe enthält.
-> Regulation der Membranfluidität (z.b. Cholesterol)
-> Hormone
Wie sind Aminosäuren aufgebaut und was sind ihr Funktion? (3P+1P)
- Carboxl-Gruppe (-COOH)
- Amino-gruppe (-NH2)
- Rest (bestimmt Eigenschaft der AS, kann unpolar, polar, sauer (negativ geladen) oder basisch (positiv geladen) sein)
(Chiralität L-Form)
-> Grundstruktur der Proteine
Definition Polypeptid (1P)
Polymer bestehend aus 10-1000 Aminosäuren
Wie heisst die Aminosäure mit Schwefel? (1P)
Cystein
-> Eine der wichtigsten Aminosäuren, einzige mit Schwefel!
Wie heisst die Reaktion zwischen zwei Aminosäuren? Wie funktioniert sie? Wie heisst die entstandene Bindung? (1P+1P+1P)
- Kondensation
- Carboxyl-Gruppe (C-Terminus) und Amino-Gruppe (N-Terminus) reagieren unter Abspaltung von Wasser
-> Peptidbindung
Nenne die vier Strukturebenen eines Proteins und was sie je beinhalten. (4P)
Primärstruktur -> Aminosäuresequenz, Abfolge
Sekundärstruktur ->Aufwicklungen und Faltungen, die Aufgrund der Reihenfolge der Atome im Rückrat enstehen (z.B. α-Helix oder β-Faltblatt)
Tertiärstruktur -> Interaltionen zwischen den R-Gruppen (H-Brücken, ionische Bindungen, VdW-kräfte, Disulfidbrücken (kovalente S-S Bindung zwischen zwei Cystein-AS)
Quartiärstruktur -> Zusammenlagerung & Anordnung verschiedener Polypeptidketten zu einem Protein
Wodurch wird die Struktur eines Protein nebst der Aminosequenz bestimmt? Was passiert, wenn sich diese verändert? (1P+1P)
- physikalische und chemische Bedingungen (Temperatur, pH-Wert, Salzkonzentration, ...)
-> Veränderung kann zu Denaturierung (reversibel/irreversibel) führen (ein denaturiertes Protein ist biologisch inaktiv und verliert seine Funktion
Nenne die zwei Arten von Nukleinsäuren mit ihren Nukleotiden. (2P)
- DNA (Desoxyribonukleinsäure) (-> Cytosin,Thymin, Adenin, Guanin)
- RNA (Ribonukleinsäure) (-> Cytosin,Uracil, Adenin, Guanin)
Definition Nukleinsäure (1P)
Nukleinsäuren sind Polymere aus Nukleotiden (Monomere), sind also Polynukleotide.
Was sind die Funktionen der Nukleinsäuren DNA und RNA? (2P)
- DNA: Enthält Erbinformation (Genetischer Code = Abfolge der Nukleotide), ist für RNA-Synthese zuständig
- RNA: Ist für Proteinsynthese zuständig
Wie ist ein Nukleotid aufgebaut? (3P)
- Stickstoffbase
- Pyrimidine (einfacher Sechserring, Ausbildung von 2 H-Brücken möglich (Cytosin, Thymin, Uracil))
- Purine (Fünferring fusioniert mit Sechserring, Ausbildung von 3 H-Brücken möglich ( Adenin, Guanin))
-Pentose (Zucker)
- Desoxyribose (H-Atom am 2C-Atom mehr, chemisch stabiler, nur in DNA)
- Ribose (OH-Gruppe am 2C-Atom, nur in RNA)
- Phosphatgruppe
Wie heisst die Reaktion zwischen zwei Nukleotiden? Wie funktioniert sie? Wie heisst die entstandene Bindung? (1P+1P+1P)
Wie heisst die Reaktion zwischen zwei Nukleotiden? Wie funktioniert sie? Wie heisst die entstandene Bindung? (1P+1P+1P)
- Kondensation
- C-Atome im Zucker werden durchnummeriert (1-5). Die Base hängt am 1'-C-Atom, das Phosphat am 5'-C-Atom. Die Kondensation geschiet zwischen dem Phosphat und dem 3'-C-Atom vom nächsten Zucker.
- Kovalente Bindung/Phosphordiester-Bindung
Wie sieht die DNA aus? Was sind ihre Bestandteile und wie halten diese zusammen? (1P+2P)
- Doppelhelix
- Ist zweistrangig mit komplamentären Strängen, die in gegensätzliche Richtung verlaufen. (antiparalell)
- Die Stränge sind durch H-Brücken zwischen den Basen verbunden (A=T/G≡C)
Was sind die Unterschiede zwischen RNA und DNA? (im Aufbau) (3P)
RNA / DNA
Ribose / Desoxyribose (Zucker)
Uracil / Thymin (Base)
einsträngig / zweistängig -> Doppelhelix
Nenne die vier verschiedenen Klassen organischer Verbindungen. Wieviele davon sind Polymere? (4P)
- Kohlenhydrate
- Lipide (kein Polymer!)
- Proteine
- Nukleinsäuren
-> 3 von 4 sind Polymere
Definition Polymer (1P)
Langes Molekül, das aus gleichen oder ähnlichen Grundbausteinen (Monomeren) bestehnt, welche durch kovalente Bindungen verbunden sind.
Definition Zelluläres Makromolekül (1P)
Polymer, das aus 100-10'000 Monomeren besteht.
Wie funktioniert Polymer Synthese? (1P)
- Durch die Kondensationsreaktion (De-hydration)
Wie funktioniert Polymer Abbau? (1P)
Durch Hydrolyse (Hydration)
Wie werden Monosaccharide klassifiziert? (3P)
- Anhand der Position der Carbonylgruppe (C=O)
- Anzahl C-Atome
- räumliche Anordnung
Wie heissen Monosaccharide mit einer Aldehydgruppe? (Was bedeutet Aldehyd + Beispiel) (3P)
- Sie heissen Aldose
- Aldehyd = Carbonylgruppe (C=O) am Anfang/Ende des Zuckers
- zum Beispiel Glukose
Wie heissen Monosaccharide mit einer Ketongruppe? (Was bedeutet Keton? + Beispiel) (3P)
- Sie heissen Ketose
- Keton = Carbonylgruppe (C=O) in der Mitte des Zuckers
- zum Beispiel Fructose
Monosaccharid mit 3 C-Atomen (1P)
Triose
Monosaccharid mit 5 C-Atomen (1P)
Pentose
Monosaccharid mit 6 C-Atomen (1P)
Hexose
Wie funktioniert die Ringbildung in wässriger Lösung von Glucose? (1P)
Das C1-Atom bindet an C5-OH
Funktion der Monosacchardie? (1P)
Bausteine der Di- und Polysaccharide
Was ist der Unterschied zwischen α und β Glucose?
OH-Gruppe am 1C-Atom "vertauscht" (links: α , rechts: β)
Zwei Arten von Disacchariden (2P + Beispiel)
- 1-4 glykosidische Bindung z.B. Maltose (Glukose+Glukose)
- 1-2 glykosidische Bindung z.B. Sucrose (Glukose+Fructose)
Definition Polysaccharide (1P)
Vielfachzucker, Makromolekül aus einfachen Zuckern (z.B. Glukose, Fructose)
Funktion der Polysaccharide (2P)
- Energiespeicher
- Strukturerhalter
Nenne die α Glukose Polysaccharide (2P + Funktion)
- Stärke (Amylose (unverzweigt)/Amylopectin (verzweigt))
- Glycogen (verzweigter)
Was ist der Vorteil von Glycogen gegenüber Stärke? Wo finden wir welche Form? (2P+2P)
- Glycogen braucht weniger Platz (kompakter)
- Seine Energie kann schneller freigesetzt werden
- Stärke findet man in Pflanzen (Einlagerung in den Plastiden für späteren Gebrauch)
- Glycogen findet man in tierischen Zellen (Speicherung in Leber- und Muskelzellen, schneller Zugang z.B. bei Anstrengung wie Rennen)
Die Struktur und Funktion der Polysaccharide wird bestimmt durch ... (3P)
- Die Art der Zuckermonomere
- Die Länge der Kette
- Den Bindungen (Position der glykosidischen Bindungen)
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Lernkarten
Nenne die vier verschiedenen Klassen organischer Verbindungen. Wieviele davon sind Polymere? (4P)
- Kohlenhydrate
- Lipide (kein Polymer!)
- Proteine
- Nukleinsäuren
-> 3 von 4 sind Polymere
Definition Polymer (1P)
Langes Molekül, das aus gleichen oder ähnlichen Grundbausteinen (Monomeren) bestehnt, welche durch kovalente Bindungen verbunden sind.
Definition Zelluläres Makromolekül (1P)
Polymer, das aus 100-10'000 Monomeren besteht.
Wie funktioniert Polymer Synthese? (1P)
- Durch die Kondensationsreaktion (De-hydration)
Wie funktioniert Polymer Abbau? (1P)
Durch Hydrolyse (Hydration)
Wie werden Monosaccharide klassifiziert? (3P)
- Anhand der Position der Carbonylgruppe (C=O)
- Anzahl C-Atome
- räumliche Anordnung
Wie heissen Monosaccharide mit einer Aldehydgruppe? (Was bedeutet Aldehyd + Beispiel) (3P)
- Sie heissen Aldose
- Aldehyd = Carbonylgruppe (C=O) am Anfang/Ende des Zuckers
- zum Beispiel Glukose
Wie heissen Monosaccharide mit einer Ketongruppe? (Was bedeutet Keton? + Beispiel) (3P)
- Sie heissen Ketose
- Keton = Carbonylgruppe (C=O) in der Mitte des Zuckers
- zum Beispiel Fructose
Monosaccharid mit 3 C-Atomen (1P)
Triose
Monosaccharid mit 5 C-Atomen (1P)
Pentose
Monosaccharid mit 6 C-Atomen (1P)
Hexose
Wie funktioniert die Ringbildung in wässriger Lösung von Glucose? (1P)
Das C1-Atom bindet an C5-OH
Funktion der Monosacchardie? (1P)
Bausteine der Di- und Polysaccharide
Was ist der Unterschied zwischen α und β Glucose?
OH-Gruppe am 1C-Atom "vertauscht" (links: α , rechts: β)
Zwei Arten von Disacchariden (2P + Beispiel)
- 1-4 glykosidische Bindung z.B. Maltose (Glukose+Glukose)
- 1-2 glykosidische Bindung z.B. Sucrose (Glukose+Fructose)
Definition Polysaccharide (1P)
Vielfachzucker, Makromolekül aus einfachen Zuckern (z.B. Glukose, Fructose)
Funktion der Polysaccharide (2P)
- Energiespeicher
- Strukturerhalter
Nenne die α Glukose Polysaccharide (2P + Funktion)
- Stärke (Amylose (unverzweigt)/Amylopectin (verzweigt))
- Glycogen (verzweigter)
Was ist der Vorteil von Glycogen gegenüber Stärke? Wo finden wir welche Form? (2P+2P)
- Glycogen braucht weniger Platz (kompakter)
- Seine Energie kann schneller freigesetzt werden
- Stärke findet man in Pflanzen (Einlagerung in den Plastiden für späteren Gebrauch)
- Glycogen findet man in tierischen Zellen (Speicherung in Leber- und Muskelzellen, schneller Zugang z.B. bei Anstrengung wie Rennen)
Die Struktur und Funktion der Polysaccharide wird bestimmt durch ... (3P)
- Die Art der Zuckermonomere
- Die Länge der Kette
- Den Bindungen (Position der glykosidischen Bindungen)
Nenne die β Glukose Polysaccharide (2P)
- Cellulose (unverzweigte (lineare Polymere) Aneinanderlagerung durch H-Brücken -> Dichte Fasern)
- Chitin (Material im Exoskelett von Arthopoden (Gliederfüssler), enthält Stickstoff)
Nenne die vier wichtigen Polysaccharide der Biologie. (4P)
- Stärke (aus α Glucose)
- Glycogen (aus α Glucose)
- Cellulose (aus β Glucose)
- Chitin (aus β Glucose)
Warum sind Lipide keine Polymere? Was ist ihre wichtigste Eigenschaft? (2P)
- Da sie nicht kovalent gebunden sind, sondern grosse Moleküle bilden, indem sie sich nebeneinander anlagern.
- Sind hydrophob (bestehen aus unpolaren Kohelnwasserstoffketten)
Arten von Lipiden (Grafik zur Veranschaulichung)
Wichtig in diesem Kapitel sind die einfachen Lipide (ohne Wachse), Phospholipide und Stereoide
Aufbau von Fetten (2P)
- 1x Glycerin (Alkohol aus 3 C-Atomen + je 1 OH-Gruppe)
- 3x Fettsäure (Carboxylgruppe (O=C-OH) am Ende einer C-Kette)
-> Triacylglycerin
Was ist die Funktion der Fette? (1P)
Energiespeicherung
Unterschied Fette und Polysaccharide? (1p)
1g fett hat doppelt so viel Energie wie 1g Polysachhariad (ist aber trotzdem leichter!)
> Ideal, um Gewicht zu verringern und so Energie zu sparen (Tiere) oder z.B. in Nüssen (Fortpflanzung bei Pflanzen)
Was ist der Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Fettsäuren? Was sind ihre Eigenschaften? (2P+2P)
Gesättigte FS: keine C=C Bindung -> FS ist gerade
-> enthalten NUR ges. FS, Fett ist fest, da gut stapelbar (z.B. Butter)
Ungesättigte FS: mind. eine C=C Bindung -> FS ist gewinkelt
-> enthalten mind. eine unges. FS, Fett ist flüssig, da nicht kompakt (z.B. Olivenöl)
Aufbau von Phospholipiden (3P)
- 1x Glycerin
- 2x Fettsäure (gesättigt o. ungesättigt)
- 1x Phosphat +Rest
Was ist speziell an Phospholipiden? (1P)
Der Kopf der Phospholipide (Phosphat, Glycerin und Rest) ist hydrophil (wasserliebend).
-> Ordnen sich in polaren Umgebungen, wie z.B. Wasser in Doppelschichten an -> MEMBRAN
Wie sind Stereoide aufgebaut und was sind ihre Funktion? (1P+2P)
Kohlenstoffgerüst, das vier fusionierte Ringe enthält.
-> Regulation der Membranfluidität (z.b. Cholesterol)
-> Hormone
Wie sind Aminosäuren aufgebaut und was sind ihr Funktion? (3P+1P)
- Carboxl-Gruppe (-COOH)
- Amino-gruppe (-NH2)
- Rest (bestimmt Eigenschaft der AS, kann unpolar, polar, sauer (negativ geladen) oder basisch (positiv geladen) sein)
(Chiralität L-Form)
-> Grundstruktur der Proteine
Definition Polypeptid (1P)
Polymer bestehend aus 10-1000 Aminosäuren
Wie heisst die Aminosäure mit Schwefel? (1P)
Cystein
-> Eine der wichtigsten Aminosäuren, einzige mit Schwefel!
Wie heisst die Reaktion zwischen zwei Aminosäuren? Wie funktioniert sie? Wie heisst die entstandene Bindung? (1P+1P+1P)
- Kondensation
- Carboxyl-Gruppe (C-Terminus) und Amino-Gruppe (N-Terminus) reagieren unter Abspaltung von Wasser
-> Peptidbindung
Nenne die vier Strukturebenen eines Proteins und was sie je beinhalten. (4P)
Primärstruktur -> Aminosäuresequenz, Abfolge
Sekundärstruktur ->Aufwicklungen und Faltungen, die Aufgrund der Reihenfolge der Atome im Rückrat enstehen (z.B. α-Helix oder β-Faltblatt)
Tertiärstruktur -> Interaltionen zwischen den R-Gruppen (H-Brücken, ionische Bindungen, VdW-kräfte, Disulfidbrücken (kovalente S-S Bindung zwischen zwei Cystein-AS)
Quartiärstruktur -> Zusammenlagerung & Anordnung verschiedener Polypeptidketten zu einem Protein
Wodurch wird die Struktur eines Protein nebst der Aminosequenz bestimmt? Was passiert, wenn sich diese verändert? (1P+1P)
- physikalische und chemische Bedingungen (Temperatur, pH-Wert, Salzkonzentration, ...)
-> Veränderung kann zu Denaturierung (reversibel/irreversibel) führen (ein denaturiertes Protein ist biologisch inaktiv und verliert seine Funktion
Nenne die zwei Arten von Nukleinsäuren mit ihren Nukleotiden. (2P)
- DNA (Desoxyribonukleinsäure) (-> Cytosin,Thymin, Adenin, Guanin)
- RNA (Ribonukleinsäure) (-> Cytosin,Uracil, Adenin, Guanin)
Definition Nukleinsäure (1P)
Nukleinsäuren sind Polymere aus Nukleotiden (Monomere), sind also Polynukleotide.
Was sind die Funktionen der Nukleinsäuren DNA und RNA? (2P)
- DNA: Enthält Erbinformation (Genetischer Code = Abfolge der Nukleotide), ist für RNA-Synthese zuständig
- RNA: Ist für Proteinsynthese zuständig
