50

Bio&Öko (Subject) / Biochemie (Lesson)

This lesson was created by antonkohler.

Learn lesson

back  |  next 1 / 1

• 1.) Kohlenhydrate gehören zu den in Lebewesen am häufigsten vorkommenden Verbindungen. a. Nennen Sie jeweils zwei Funktionen für Monosaccharide und Polysaccharide! Monosaccharide: Umbau/Einbau in andere Biomoleküle, Energieträger Polysaccharide: Struktur, Energiespeicher
• 1.) Kohlenhydrate gehören zu den in Lebewesen am häufigsten vorkommenden Verbindungen. b. Nennen Sie für jede dieser Funktionen eine Verbindung! Monosaccharide:- Umbau/Einbau in andere Biomoleküle: Nukleinsäuren- Energieträger: Glucose Polysaccharide:- Struktur: Cellulose- Energiespeicher: Stärke
• 1.) Kohlenhydrate gehören zu den in Lebewesen am häufigsten vorkommenden Verbindungen. c. Welches sind die funktionellen Gruppen der Monosaccharide? Carbonylgruppe am Ende der C- Kette: AldehydgruppeCarbonylgruppe in Mitte der C- Kette: Ketogruppebei einfachen Monosacchariden: Hydroxygruppe
• 1.) Kohlenhydrate gehören zu den in Lebewesen am häufigsten vorkommenden Verbindungen. d. Beschreiben Sie den Aufbau von Polysacchariden. Verwenden Sie hierfür eines der unter b genannten Beispiele: welche Monomere werden eingebaut? Wie wird die Bindung zwischen den Monomeren genannt? Zwischen welchen funktionellen Gruppen/Atomen wird die Bindung gebildet? Bsp. Stärke (C6H10O5)- Monomer: D- Glucose- Amylose & Amylopectin- über glykosidische Bindungen verknüpft
• 2.) Aminosäuren übernehmen in Lebewesen zahlreiche wichtige Funktionen, u.a. werden sie zum Aufbau verschiedener Makromoleküle verwendet. a. Welche biologischen Makromoleküle sind aus Aminosäuren aufgebaut? Proteine
• 2.) Aminosäuren übernehmen in Lebewesen zahlreiche wichtige Funktionen, u.a. werden sie zum Aufbau verschiedener Makromoleküle verwendet. b. Zeichnen Sie den allgemeinen Aufbau einer α-Aminosäure und beschriften Sie die funktionellen Gruppen! siehe Word Dok!
• 2.) Aminosäuren übernehmen in Lebewesen zahlreiche wichtige Funktionen, u.a. werden sie zum Aufbau verschiedener Makromoleküle verwendet. c. Nach welcher Eigenschaft werden α-Aminosäuren üblicherweise klassifiziert? Benennen Sie die drei daraus resultierenden Gruppen und geben Sie je ein Beispiel! Klassifizierung nach Polarität der Seitengruppen>> Nicht polare: Glycin>> Ungeladene polare: Serin>> Geladene polare (sauer, basisch): Lysin
• 2.) Aminosäuren übernehmen in Lebewesen zahlreiche wichtige Funktionen, u.a. werden sie zum Aufbau verschiedener Makromoleküle verwendet. d. Um größere Moleküle zu bilden, müssen die Aminosäuren miteinander reagieren. Nennen Sie die beiden wichtigsten Bindungstypen. Welche Produkte resultieren aus diesen Bindungen? Peptidbindungen >>Peptide Disulfidbindungen >> z.B. Cystin- Moleküle
• 3.) Neben den quantitativ besonders bedeutsamen Neutralfetten übernehmen auch andere Lipide in Organismen eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen. a. Welches ist die Hauptfunktion von Neutralfetten für Lebewesen und aus welchem Grund sind Neutralfette hierfür besonders geeignet? Energiereserven (hauptsächlich Tiere, häufig aber auch Pflanzen) >> weniger oxidiert als Kohlenhydrat & Proteine>> höhere Energieausbeute bei Oxidation zu CO2>> unpolar>> können ohne Hydrathüllen kompakt gespeichert>> bei gleichem Gewicht 6x mehr Energie als Glykogen
• 3.) Neben den quantitativ besonders bedeutsamen Neutralfetten übernehmen auch andere Lipide in Organismen eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen. b. Benennen Sie drei weitere Beispiele für Lipide mit anderen Funktionen als die der Neutralfette! - Fettsäuren- Phospholipide- Wachse
• Advertisement
• 3.) Neben den quantitativ besonders bedeutsamen Neutralfetten übernehmen auch andere Lipide in Organismen eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen. c. Wie sind Neutralfette aufgebaut? Benennen Sie die beteiligten Komponenten, skizzieren Sie ihre Anordnung zueinander und nennen Sie die Bindungstypen die auftreten! siehe Word Dok. >> Esterbindungen!
• 3.) Neben den quantitativ besonders bedeutsamen Neutralfetten übernehmen auch andere Lipide in Organismen eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen. d. Definieren Sie kurz die Begriffe „Öle“ und „Fette“. Diskutieren Sie deren Unterschiede im Aufbau und die Ursachen für die jeweiligen Eigenschaften? Öle:> flüssig bei Raumtemperatur> organische Flüssigkeiten, die sich nicht mit Wasser mischen lassen> fette Öle: Gemische von Fettsäuretriglyceriden, die bei Raumtemperatur flüssig sind> Ätherische Öle, Mineralöle, Silikonöle> niedriger Schmelzbereich durch hohen Anteil an ungesättigten oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren Fette:> fest bei Raumtemperatur> Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin> wichtigste Energiespeicher für Menschen, Tiere und auch einige Pflanzen Unterschied:> Vorkommen von Doppelbindungen in C- Kette>> gesättigte Fettsäuren haben keine Doppelbindungen>> ungesättigte oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren haben eine oder mehrere Doppelbindungen>> Doppelbindungen stören regelmäßigen Zick- Zack- Aufbau>> je mehr Doppelbindungen, desto geringer der innere Zusammenhalt>> niedrige Temperatur genügt, um Ketten zu trennen > Fette bestehen überwiegend aus gesättigten Fettsäuren und Öle aus ungesättigten
• 4.) Zahlreiche Stoffwechselreaktionen sind endergonisch, das heißt sie könnten aus energetischen Gründen in Zellen überhaupt nicht ablaufen. a. Wie werden solche Reaktionen dennoch angetrieben? - Energiezufuhr- Energie wird durch Kopplung an exergonische Reaktionen bereitgestellt
• 4.) Zahlreiche Stoffwechselreaktionen sind endergonisch, das heißt sie könnten aus energetischen Gründen in Zellen überhaupt nicht ablaufen. b. Nennen Sie zwei grundlegende Mechanismen, die in diesem Zusammenhang von Bedeutung sind - Phosphatgruppenübertragung- Redoxreaktion
• 4.) Zahlreiche Stoffwechselreaktionen sind endergonisch, das heißt sie könnten aus energetischen Gründen in Zellen überhaupt nicht ablaufen. c. Nennen Sie zu jedem der unter (b) genannten Mechanismen eine Verbindung mit zentraler Bedeutung - Phosphatgruppenübertragung: ATP (Adenosintriphosphat)- Redoxreaktion: NADH (Nicotinamidadenindinukleotid)
• 5.) Proteine spielen in allen Lebewesen eine herausragende Rolle. a. Nennen Sie drei wichtige Funktionen von Proteinen und geben Sie jeweils ein Beispiel. - Immunsystem: Antikörper- Strukturproteine: Keratin- Signaltransduktion: Kinasen
• 5.) Proteine spielen in allen Lebewesen eine herausragende Rolle. b. Aus welchen Monomeren (Bausteinen) bestehen Proteine? Nennen Sie zwei konkrete Beispiele! - Aminosäuren, Polypeptidketten- Cystein, Arginin
• 5.) Proteine spielen in allen Lebewesen eine herausragende Rolle. c. Wie sind die Monomere innerhalb eines Proteins miteinander verknüpft (beteiligte funktionelle Gruppen, Name der Bindung). Aminosäuren haben eine Carboxyl- und eine Aminogruppe>> Peptidbindungen
• 5.) Proteine spielen in allen Lebewesen eine herausragende Rolle. d. Was versteht man unter der Tertiärstruktur eines Proteins? Welche Bindungen sind für den Zusammenhalt der 3-dimensionalen Struktur der Proteine besonders wichtig? - genaue 3D- Struktur des Gesamtproteins (Lage des einzelnen Atoms ist bekannt)- Bestimmt Eigenschaften der Proteine- vorgegeben durch Primärstruktur- H- Brücken, hydrophobe WW, Disulfidbrücken
• 6.) Enzyme sind für den Stoffwechsel von Lebewesen essentiell: a. Beschreiben Sie die chemische Natur der Enzyme - Sind häufig reine Proteine- Enthalten oft zudem einen nicht-Protein-Teil>> Cofaktoren (wenn fest ans Protein gebunden: „prosthetische Gruppe“)>> Coenzym, wenn reversibel gebunden
• 6.) Enzyme sind für den Stoffwechsel von Lebewesen essentiell: b. Was ist die grundlegende Funktion von Enzymen? Begründung! Stoffwechsel nur in ihrer Anwesenheit bzw. mit Hilfe, ihrer Wirkung möglich!>> Katalysatoren der lebenden Zelle
• 6.) Enzyme sind für den Stoffwechsel von Lebewesen essentiell: c. Enzyme weisen eine hohe Substrat- und Reaktions-Spezifität aus. Was bedeutet dies und worauf beruhen diese Spezifitäten? Enzyme können meist nur ein Substrat bzw. eine beschränkte Anzahl an Substraten in ihr aktives Zentrum aufnehmen (Schlüssel-Schloss-Prinzip) geometrische Komplementarität: >>Enzym nur für Substrate bestimmter Größe & Form zugänglich elektronische Komplementarität:>> intramolekulare Kräfte sind für Aufnahme des Substrates ins aktive Zentrum verantwortlich
• 6.) Enzyme sind für den Stoffwechsel von Lebewesen essentiell: d. Die Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Substratkonzentration folgt einer Sättigungskurve. Erklären Sie die Ursachen für dieses Phänomen! Welche Kenngrößen lassen sich aus der Sättigungskurve ableiten und welche Informationen liefern diese? (Sättigungskurve: siehe Word Dokument!) Theorie von Michealis- Menten:Je mehr Substrate vorhanden sind, desto mehr Enzym-Substrat-Komplexe liegen vor und die Reaktionsgeschwindigkeit steigt, bis alle Enzyme mit Substraten besetzt sind.>> gesättigt, Maximalgeschwindigkeit - KM: Michaelis- Konstante (bei halber maximaler Umsatzrate)- vmax: maximale Umsatzrate
• 7.) Biomoleküle a. Zeichnen Sie die chemische Struktur folgender Verbindungen: > Methanal (=Formaldehyd) > Ethanol > Methansäure (=Ameisensäure) siehe Word Dok!
• 7.) Biomoleküle b. Welcher Molekülgruppe gehören diese Verbindungen jeweils an? > Methanal > Ethanol > Methansäure - Methanal >> Aldehyde- Ethanol >> Alkohol- Methansäure >> Alkansäure
• 7.) Biomoleküle c. Benennen Sie die jeweiligen funktionellen Gruppen Zeichnungen siehe Word Dok!! - Methanal >>Aldehydgruppe - Ethanol >> Hydroxylgruppe - Methansäure >> Carboxygruppe
• 8.) Phospholipide sind wichtige Bestandteile von Zellen. a. Worin liegt die biologische Bedeutung von Phospholipiden? Hauptbestandteil von Biomembranen (40%) bilden die Bilayer
• 8.) Phospholipide sind wichtige Bestandteile von Zellen. b. Nennen Sie die am Aufbau von Phospholipiden beteiligten Komponenten und beschreiben Sie, wie diese im Gesamtmolekül einander zugeordnet sind > bestehen aus Glycerin- 3- Phosphat>> an C1 und C2 mit Fettsäuren verestert- an C1 häufig gesättigte FS- an C2 häufig ungesättigte FS >> an Phosphatgruppe mit Gruppe X verestert
• 9.) Bioenergie a. Definieren Sie die Begriffe „chemisches Gleichgewicht“ und „Fließgleichgewicht“ Gehen Sie hierbei auf ΔG und die Stoffkonzentrationen ein. chem. Gleichgewicht:- ΔG= 0- keine Reaktion in eine bevorzugte Richtung- Gleichgewichtszustand ist dynamisch- Stoffkonzentration auf beiden Seiten immer gleich- Gesamtreaktion erscheint ruhend (keine Veränderungen erkennbar)>> äußerlich beobachtbare Reaktionsgeschwindigkeit = 0>> chemische Reaktionen (Hin- & Rückreaktion) laufen weiterhin ab>> gleich schnell in beide Richtungen Fließgleichgewicht:- Gleichgewicht zwischen Zu- & Abfluss an Materie- konstante Konzentrationen- dauerhaftes Einströmen & Herausschleusen von Substanzen- stationäre Konzentrationen
• 9.) Bioenergie b. Welches dieser Gleichgewichte ist für biologische Systeme relevant? Begründung! - Fließgleichgewicht mit konstanten Konzentrationen - biologische Systeme liegen praktisch nie im Gleichgewicht vor, sondern die im System ablaufenden Reaktionen streben dieses immer nur an - damit Arbeit geleistet werden kann, darf System nicht im Gleichgewicht liegen, sondern den Zustand nur anstreben
• Advertisement
• 10). Aminosäuren a. Zeichnen und beschriften Sie den allgemeinen Aufbau von Aminosäuren! Siehe Word Dok!
• 10). Aminosäuren b. Wie werden Aminosäuren unterteilt? Nennen Sie für jede Gruppe ein Beispiel! Klassifizierung nach Polarität der Seitengruppen> Nicht polare: Glycin> Ungeladene polare: Serin> Geladene polare (sauer, basisch): Lysin
• 10). Aminosäuren c. Wie reagieren Aminosäuren untereinander? (Bindungstyp, Art der Reaktion, Produkte) - Peptidbindungen- Kondensation- Peptide
• 11.) Ohne die Beteiligung von Enzymen wäre ein Stoffwechsel in Lebewesen nicht möglich. a. Nennen Sie die Gründe für die enorme Bedeutung der Enzyme! - Stoffwechsel nur in ihrer Anwesenheit bzw. mit ihrer Hilfe, ihrer Wirkung möglich- beschleunigen als Katalysator eine chem. Reaktion- steuern den überwiegenden Teil biochemischer Reaktionen
• 11.) Ohne die Beteiligung von Enzymen wäre ein Stoffwechsel in Lebewesen nicht möglich. b. Welche Eigenschaften weisen Enzyme auf? 1) höchst spezifisch (substrat- & reaktionsspezifisch)2) Katalytische Wirksamkeit3) Regulationsmöglichkeit4) beschleunigen Reaktionsgeschwindigkeit5) reduzieren Aktivierungsenergie6) Katalysatoren der lebenden Zelle
• 11.) Ohne die Beteiligung von Enzymen wäre ein Stoffwechsel in Lebewesen nicht möglich. c. Wie sind Enzyme chemisch aufgebaut, welches sind die Monomere? - Monomere: Polypeptidketten> häufig reine Proteine> nicht-Protein-Teil: Cofaktoren, Coenzym
• 11.) Ohne die Beteiligung von Enzymen wäre ein Stoffwechsel in Lebewesen nicht möglich. d. Was versteht man unter einem Isoenzym, was unter einem Multienzymkomplex? Isoenzym:- katalysieren die gleiche Reaktion- Sehr ähnlich gebaut- Unterscheiden sich geringfügig >> z.B.: im Temperaturoptimum, pH-Optimum Multienzymkomplex:- Aggregate mehrerer Enzyme (meist eines Stoffwechselwegs)
• 12.) Zuckerverbindungen sind die in der Biosphäre am häufigsten vorkommenden Verbindungen. a. Nennen Sie zwei Funktionen von Polysacchariden in Lebewesen. - Nährstoffe/ Nahrung- Reservestoffe/ Energiespeicher
• 12.) Zuckerverbindungen sind die in der Biosphäre am häufigsten vorkommenden Verbindungen. b. Geben Sie für jede Funktion ein konkretes Beispiel und erläutern Sie aus welchen Einzelbausteinen die jeweilige Verbindung aufgebaut ist Nährstoffe:Stärke (C6H10O5), Amylose & Amylopectin Energiespeicher:Glykogen (C6H10O5), Glykogenin & Glucosebausteine
• 12.) Zuckerverbindungen sind die in der Biosphäre am häufigsten vorkommenden Verbindungen. c. Wie heißt die Bindung, die zwischen den einzelnen Monomeren besteht? glycosidische Bindungen
• 13.) Proteine spielen in lebenden Organismen eine überragende Rolle. a. Nennen Sie vier wichtige Funktionen von Proteinen! - Immunsystem- Strukturproteine- Signaltransduktion           - Enzymproteine
• 13.) Proteine spielen in lebenden Organismen eine überragende Rolle. b. Welches sind die Bausteine (Monomere) der Proteine? Aminosäuren
• 13.) Proteine spielen in lebenden Organismen eine überragende Rolle. c. Welche Strukturebenen sind beim Aufbau von Proteinen erkennbar? Erläutern Sie wodurch sich diese Strukturebenen auszeichnen. Primärstruktur:- Aminosäuresequenz der Polypeptidketten- Lage der Disulfidbrücken Sekundärstruktur:- lokale Konformation des Rückgrates der Peptidbindungen- α- Helix- β- Faltblatt- nicht- repetitive Strukturen Tertiärstruktur:- genaue 3D- Struktur des Gesamtproteins (Lage jedes einzelnen Atoms ist bekannt) Quartärstruktur:- viele Proteine bestehen aus mehreren Polypeptidketten>> spezifische Struktur >> ergeben zusammen funktionierendes Protein- räumliche Struktur der Untereinheiten
• 14.) Kohlenhydrate bilden die quantitativ wichtigste Molekülklasse der Biosphäre. a. Nennen Sie vier Funktionen von Kohlenhydraten mit jeweils einem Beispiel. - Energiespeicher- Nahrungsmittel- Gerüstfunktion- Biosynthese
• 14.) Kohlenhydrate bilden die quantitativ wichtigste Molekülklasse der Biosphäre. b. Durch welche funktionellen Gruppen zeichnen sich Monosaccharide aus? - Carbonylgruppe am Ende der C- Kette: Aldehydgruppe- Carbonylgruppe in Mitte der C- Kette: Ketogruppe- bei einfachen Monosacchariden: Hydroxygruppe
• 14.) Kohlenhydrate bilden die quantitativ wichtigste Molekülklasse der Biosphäre. c. Wie erfolgt innerhalb von Polysacchariden die Bindung zwischen den einzelnen Monomeren? glycosidische Bindungen
• 14.) Kohlenhydrate bilden die quantitativ wichtigste Molekülklasse der Biosphäre. d. Nennen Sie 2 Beispiele für Polysaccharide und erläutern Sie, welche Monomere hier eingebaut sind. Cellulose: Cellobiose Stärke: D-Glucose
• 15.) Biochemische Reaktionen werden durch Enzyme katalysiert. a. Beschreiben Sie Aufbau und Eigenschaften von Enzymen. 1) Monomere: Polypeptidketten2) häufig reine Proteine3) nicht- protein- Teil: Cofaktoren, Coenzym4) höchst spezifisch (substrat- & reaktionsspezifisch)5) Katalytische Wirksamkeit6) Regulationsmöglichkeit7) beschleunigen Reaktionsgeschwindigkeit8) reduzieren Aktivierungsenergie9) Katalysatoren der lebenden Zelle
• 15.) Biochemische Reaktionen werden durch Enzyme katalysiert. b. In welchem Verhältnis stehen Substratkonzentration und Reaktionsgeschwindigkeit zueinander? V0 = (Vmax [S]) / (Km + [S]) Km: Michaelis- Konstante / Vmax: maximale Umsatzrate >> Je höher die Substratkonzentration, desto höher die Anfangsgeschwindigkeit.>> Reaktionsgeschwindigkeit erreicht irgendwann eine Sättigung, da alle Enzyme besetzt sind
• 15.) Biochemische Reaktionen werden durch Enzyme katalysiert. b. In welchem Verhältnis stehen Substratkonzentration und Reaktionsgeschwindigkeit zueinander? V0 = (Vmax [S]) / (Km + [S]) Km: Michaelis- Konstante / Vmax: maximale Umsatzrate >> Je höher die Substratkonzentration, desto höher die Anfangsgeschwindigkeit.>> Reaktionsgeschwindigkeit erreicht irgendwann eine Sättigung, da alle Enzyme besetzt sind

back  |  next 1 / 1