Biologie - 1. Semester ZHAW

Biologie im 1. Semester des Studiums Biotechnologie an der ZHAW Wädenswil. Es wird keine Verantwortung für Vollständigkeit und Richtigkeit der Kärtchen übernommen. Fragen und Anregungen bitte an silvannessler@gmail.com.

Biologie im 1. Semester des Studiums Biotechnologie an der ZHAW Wädenswil. Es wird keine Verantwortung für Vollständigkeit und Richtigkeit der Kärtchen übernommen. Fragen und Anregungen bitte an silvannessler@gmail.com.


T. N.
Diese Lernkarten behandeln grundlegende biologische Prozesse auf Universitätsniveau, mit Fokus auf Zellbiologie, Photosynthese, Atmungskette und Stoffwechsel. Sie erklären die Funktionen von Zellen, DNA, ATP, Proteinen und Elektronentransportketten, sowie die Unterschiede zwischen C3-, C4- und CAM-Pflanzen. Ideal für Studierende, die sich auf Prüfungen im ersten Semester Biologie vorbereiten, bieten sie detaillierte Einblicke in zelluläre Prozesse und energetische Abläufe.
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Langue
Allemand
Catégorie
Biologie
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
25.12.2020 / 20.10.2023

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Was sind die Unterschiede zwischen Eukaryoten und Prokaryoten?

Eukaryoten:

  • haben Zellorganelle (abgetrennte Reaktionsräume)
  • 46 Chromosome (beim Menschen)
  • Plastide
  • Zellkern
  • generell grosse Zellen
  • relativ komplexe Zellen

Prokaryoten:

  • keine Zellorganelle
  • 1, manchmal 2 Chromosome
  • Plastide (ringförmige DNA)
  • kein Zellkern
  • kleine Zellen
  • einfacher strukturiert

 

 

Was ist die Bedeutung von DNA?

  • Erbfaktoren bestehen aus DNA, sie werden von Eltern verebt
  • Chromosome beherbergen tausende Gene
  • DNA steuert Wachstum und Erhalt eines Organismus
    • Je nach Zelle werden verschiedenen Gene exprimiert, obwohl überall das gleiche Erbgut vorliegt. Dieser Vorgang ist durch die methylierung der Promoterregionen reguliert.

In welche drei Domänen können Organismen eingeteilt werden?

  • Eukarya
  • Archaea
  • Bacteria

Welches sind die grundlegeneden Eigenschaften von Wasser?

  • biologischer Grundstoff der Erde
  • wird von allen Lebewesen benötigt (Zellen bestehen aus 70-95 % Wasser)
  • Durch die Polarität von Wasser können H-Brücken ausgebildet werden

Welche Eigenschaften von Wasser ermöglichen Leben?

  • Kohäsion (Anziehungskräfte von Wasserolekülen untereinander)
  • Adäsion (Anziehungskräfte zwischen anderen Stoffen (Beispiel Kapillaren in Bäumen))
  • Hohe spez. Wärmekapazität (kann gut Temperatur ausgleichen, schafft bedingung für marines Leben)
  • Ausdehnung beim Gefrieren (ansonsten wären Polkappen durchgefroren)
  • Vielseitigen Lösungsmittel

Welche Bedeutung haben Wasserstoffbrücken?

Wasserstoffbrücken geben Energie ab, wenn sie sich bilden und nehmen Energie auf, wenn sie sich auflösen. Dadurch können sie Temperaturschwankungen gut ausgleichen.

Wieso ist Wasser ein gutes Lösungsmittel?

Wasser ist ein polares Molekül. Bei ionischen Verbundungen ist deshalb jedes Molekül von einer Wasserschicht umgeben. uch Zucker oder Proteine sind zumindest teilweise Wasserlöslich.

Welches sind die Eigenschaften und die Bedeutung von Kohlenstoff?

  • Sämtliche Lebewesen bestehen aus chemischen Verbindungen mit Kohlenstoff als Grundlage.
  • Kohlenstoff kann vier Bindungen eingehen, weshalb komplexe Bildungen möglich sind.
  • Kohlenstoff ist der Grundbaustein von DNA, Kohlenhydraten etc.

Welche funktionellen Gruppen gibt es?

  • -OH: Hyrdoxylgruppe
  • -CO: Carbonylgruppe
  • -COOH: Carboxylgruppe
  • -NH2: Aminogruppe
  • -SH: Sulfhydrylgruppe
  • -PO3-: Phosphorylgruppe
  • -CH3 Methylgruppe

Welche Bedeutung haben Funktionelle Gruppen?

Funktionelle Gruppen nehmen Einfluss auf die Molekülform und damit auf die physikalischen Eigenschaften. Bsp. Östrogen und Testosteron: praktisch gleiches Grungerüst, jedoch andere funktionelle Gruppen, weshalb das Hormon ganz unterschiedliche Sachen bewirkt.

Welche Arten von Polymeren gibt es?

  • Kohlenhydrate
  • Lipide
  • Proteine
  • Nucleinsäuren
  • (organische Cofaktoren)

Wie sind Polymere aufgebaut?

Polymere sind aus tausenden von Monomeren aufgebaut. Monomere können beispielsweise Glucosemoleküle sein. Die Struktur der Polymere ist für deren Funktion zugeschnitten.

Wie ist alpha Glucose aufgebaut?

Wie ist Saccharose aufgebaut?

Welche Funktionen haben Polysaccharide?

Polysaccharide dienen als Speichestoff (Amylose, Amylopektin etc.) oder als Baumaterial (Cellulose)

Die Struktur der Polymere wird dabei durch die Art der glycosidischen Verknüpfung bestimmt (a1,2; a1,4 etc.)

Stärke in Pflanzen besteht vollständig aus Glucose-Monomeren, wodurch sie sehr gut verwertbar sind.

Zellwände bestehen aus beta-1,4 glykosidisch verknüpften Glucoseeinheite, welche für den Menschen nicht verdaubar sind (Kühe haben dafür Bakterien).

Was sind die Eigenschaften von Lipiden?

  • keine Polymere
  • schlecht/gar nicht wasserlöslich und dementsprechend hydrophob
  • wichtigste Vertreter sind: Fette, Phospholipide und Steroide

Wie sind Fette aufgebaut?

Was sind die Unterschieden von gesättigten zu ungesättigten Fettsäuren?

gesättigte Fettsäuren:

  • keine Doppelbindungen
  • relativ hoher Schmelzpunkt
  • maximale Anzahl H-Atome

ungesättigte Fettsäuren:

  • mind. eine Doppelbindung
  • erniedrigen Schmelzpunkt des Fetts

Wie sind Phospoholipide aufgebaut und welche Eigenschaften haben sie?

  • Phospholipide sind Bausteine der Zellmembran
  • tragen nur 2 Acrylreste (3. Hydroxylfunktion mit Orthophosphatmolekül verestert)
  • Fettsäuregruppe ist hydrophil, Phosphosäuregruppe ist hydrophil

Wie ist die prinzipielle Funktionsweise von Enzymen?

  • Enzyme sind katalytisch wirksame Proteine, d.h. sie beschleunigen chemische Reaktionen.
  • Enzyme sind unverbräuchlich.
  • haben einen aktiven Bereich, bei dem das Substratmolekül gebunden wird und während der Reaktion umgesetzt wird.
  • benötigen oft einen Kofaktor (beispiel Mg2+).

 

Welche vier Ebenen der Proteinstruktur gibt es?

  1. Primärstruktur: Abfolge der Aminosäuren.
  2. Sekundästruktur: Wicklungen und Faltungen der Polypeptidkette
  3. Tertiärstruktur: Wechselwirkungen von Seitenketten (Disulfidbrücken)
  4. Quartärstruktur: bei komplexen Proteinen: Zusammenlagerung mehrerer Polypeptidketten

Zusätzlich können physik. und chem. Umgebungsfaktoren die Proteistruktur beeinflussen. Bei einer Denaturierung geht die Struktur verloren.

Welche Bedeutung hat die Proteinfaltung?

  • Nur richtig gefaltete Proteine können ihre Aufgabe wahrnehmen (1/3 wird wegen falscher Struktur wieder abgebaut).
  • Die Faltung basiert meistens nicht nur auf der Primärstruktur, sondern kann mehrere Zwischenschritte beinhalten.
  • Chaperones sind Helferproteine, die die (richtige) Faltung gewisser Proteine unterstützen. Sie bilden eine abgeschlossene Zelle, in der sich das Protein falten kann.

Was sind die Funktionen von Nukleinsäuren?

  • speichern Erbinformationen aller Lebewesen (DNA und RNA)
  • DNA enthält Anweisung für ihre eigene Verdopplung, die Synthese der DNA (erfolgt durch Ribosome)
  • DNA und RNA werden als Polynukleotide bezeichnet, sie bestehen aus Monomeren:
    • Nucleinbase (Stickstoffhaltig)
    • Zuckerrest (Ribose)
    • Phosphosäurerest

Was ist der Unterschied zwischen Desoxyribose und Ribose?

Bennen Sie die 5 Nucleinsäuren der DNA.

Bennen Sie die grundlegenden Bausteine der DNA.

Wieso hat der DNA Strang eine Richtung?

  • 5' und 3' Ende geben der DNA eine Richtung
  • Wenn das 5. C Atom des Zuckers frei ist, wird dieses Ende als 5'-Ende bezeichnet.
  • Wenn das 3. C Atom des Zuckers frei ist, wird dieses Ende als 3'-Ende bezeichnet.
  • Die Polymerase verlängert den Strang am freien 3'-Ende

Wie ist die DNA-Doppelhelix aufgebaut?

  • Viele Monomere (Nukleinsäuren) verbunden ergeben das Polymer DNA
  • Zwei Stänge der DNA antiparalell miteinander gebunden.
  • Das Ruckgrad der DNA bilden die Phosphatgruppen zusammen mit den Desoxyribosen. An die Ribosen sind jeweils die Nukleinsäuren gebunden.

Reihenfolge der Grösse folgender Moleküle und Organismen:

Ribosomen, Atome, Pflanzen- und Tierzellen,Viren, kleine Moleküle, Proteine, Mitochondrium, Lipide, Zellkern, meisten Bakterien, kleinste Bakterien

  • Pflanzen- und Tierzellen
  • Zellkern
  • die meisten Bakterien
  • Mitochondrium
  • die kleinsten Bakterien (ab hier fast nur noch mit Elektronenmikroskop)
  • Viren
  • Ribosomen
  • Proteine
  • Lipide (mit neuesten Lichtmikroskopen)
  • kleine Moleküle
  • Atome

Unterschied tierische und pflanzliche Zellen.

pflanzliche Zellen:

  • Zellwand
  • Vakuole
  • Chloroplasten

tierische Zelle:

  • Zellmembran
  • Mitochondrien

Welche Organelle gehören zum Membransystem?

  • Zellkernhülle
  • Endoplasmatisches Retikulum
  • Golgi-Apparat
  • Lysosomen
  • Vakuolen
  • Endosome

Welche Aufgaben hat das Endoplasmatisches Retikulum?

raues ER :

  • Synthese von Proteinen,
  • bildet und streut Transportvesikel,
  • bildet die Membran,
  • bildet Ribosomen, die die Glykosilierung an Glykoproteinen vornehmen. Dabei hängen sie kovalent gebundene Kohlenhydratketten an das Protein. 

glattes ER:

  • detoxitizierung,
  • teilweise Biosynthese von Enzymen für Lipide
  • bewirkt Kohlenhydratstoffwechsel
  • entgiftet Fremdstoffe, speichert Ca2+-Ionen (Fremdstoffe sind oft hydrophob, weshalb ihnen eine OH-Gruppe und Glucaronsäure angehängt wird.

Innenraum des ER wird Lumen genannt und ist vom Cytosol getrennt. Benötigt viel Platz. Nur raues ER hat Ribosomen auf der Oberfläche.

Welche Aufgaben hat der Golgi-Apparat?

  • modifiziert chemische Produkte (u.a. Proteine des ER)
  • synthetisiert Makromoleküle, z.B. Kohlenhydrate
  • sortiert und bildet Transportvesikel
  • hat cis- und trans Seite: cis: vesikel vom ER, trans: Abgabe der modifizierten Proteine
    • Proteine können mehrmals zurück zur cis-Seite befördert werden -> Reifungsprozess

Welche Aufgaben hat ein Lysosom?

  • enthält ~40 hydrolytische Enzyme, mit deren Hilfe Makromoleküle abgebaut werden (alle 40 müssen Funktionieren)
    • hydrolyse von Kohlenhydraten, Lipiden oder Kernsäuren
  • Zerstören durch Phagocytose den Fremdkörper (Dendriten)
    • Enzyme werden in die Nahrungsvakuole abgegeben
  • Bei der Autophagie werden eigene (beschädigte) Zellbestandteile verdaut

Welche Aufgabe haben Vakuolen?

  • Pflanzen und Pilzzellen können mehrere Vakuolen enthalten
  • Nahrungsvakuolen bilden sich bei der Phagocytose
  • Kontraktile Vakuolen steuern den Elektrolyt und Wasserhaushalt
  • Zellsaftvakuolen enthalten organische Teile und Wasser

Welche Aufgaben haben Mitochondrien?

  • bilden ATP aus oxidativem Abbau von KH, Fetten und Proteinen
  • haben eine Doppelmembran:
    • Innere Membran: Cristae -> grosse Oberfläche
  • Innenraum ist die Matrix, der Zwischenraum der Intermembranraum
  • In der Matrix befinden sich Enzyme, die Schritte in der Zellatmung katalysieren

Welche Aufgaben habe Chloroplasten?

  • Herstellung von Zucker aus CO2 und Wasser mithilfe von Sonnenlicht. 
  • gehören zu den Plastiden
  • grüne Farbe vom Chlorophyl
  • Thylakoidinnenraum ist von 3 Membranen umgeben: Thylakoidmembran und 2 Hüllmembrane
  • Stroma ist der Innenraum der Chloroplasten

Welche Aufgaben haben Peroxisome?

  • nur einen Membran
  • produzieren Wasserstoffperoxid
  • verdauen Fettsäuren durch oxidativen Abbau mithilfe von Sauerstoff
  • hohe Dichte an Enzymmolekülen

Welche Aufgaben hat das Cytoskellet und woraus besteht es? 

  • Maschenwerk aus Proteinfasern, erstreckt sich über das ganze Cytoplasma
  • Organisation und Koordination der Zellaktivität
  • besteht aus drei Typen Supramolekularar Strukturen:
    • Mikrotubuli (gross, Röhrenartig, am stärksten, an Chromosomenaufteilung beteiligt)
    • Mikrofilamente (oder Actinfilament, neutralisieren Zugspannung)
    • Intermediärfilamente (mittelgross, Cytoskelletproteine)
  • festigt Zelle
  • "Schienennetzwerk" für Vesikeltransport
  • Mithilfe von Motorproteinen können sich Zelle an extrazellulären Fasern entlangbewegen (ähnlich wie intrazellulär die Vesikel)
  • Reguliert biochemische Aktivitäten (durch mechanische Reize)
  • hilf bei der Ausstülpung der Plasmamembran

Welche Aufgaben haben Centrosome und Centiolen?

  • bilden in gewissen Zellen die Miktotubulis aus
  • organisieren die Mikrotubulis
  • Centrosom ->2x Centriolen -> jeweils 9 Mikotubuli-Dreiergruppen (zu eiem Ring angeordnet)

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