Biochemie - Biologie learn online

Biologie (Subject) / Biochemie (Lesson)

Stoff für die erste Arbeit (Biochemie)

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Themen für den weiteren Biounterricht Biochemie Zellbiologie Evolutionsbiologie
Kennzeichen von Leben - Stoffwechsel und Energieumwandlung - Wachstum und Entwicklung - Fortpflanzung und Vermehrung - Reizbarkeit und Bewegung aus eigener Kraft - Veränderbarkeit (Evolution) und Angepasstheit - Gestalt - Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut (Merke: Nicht nur ein Kennzeichen bestimmt das Leben, sondern das Zusammenspiel aller.)
Zelltheorie - Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut - Alle Zellen stimmen in wesentlichen Strukturen, Baustoffen und Funktionen überein - Zellen enstehen nur aus vorhandenen Zellen (Zellteilung) - Die Leistungen der Lebewesen beruhen auf den Leistungen ihrer Zellen und ihrem Zusammenwirken
Zwei Gruppentypen von Zellen Procyte -> Ohne echten Zellkern - DNA liegt frei vor Eucyte -> Mit echtem Zellkern - DNA wird von zwei Membranen umgeben Procyte zu Prokaryoten (Einzeller ohne echten Zellkern z.B. Bakterien) Eucyte zu den ursprünglichen Eukaryoten (Einzeller mit echtem Zellkern) - Pflanzen, Tiere und Pilze entwickelten sich aus Eukaryoten
Ernährung von Pflanzen, Tieren und Pilzen Pflanzen = Selbsternährer -> Autotroph Tiere = Fremdernährer -> Heterotroph Pilze = Ernähren sich von totem Material -> Saprophytisch
Anorganische Bestandteile der Zelle Anorganisch = Kohlenstoffrei - Wasser (90%) - Mineralsalze - Ionen
Atombau Atomkern aus Neutronen (neutrale Ladung) und Protonen (positive Ladung). Atomkern ist immer positiv geladen. Atomhülle. Dort sitzen die Elektronen (negative Ladung) Es gilt: Anzahl der Protonen = Anzahl der Elektronen
Schalenmodell - Atomhülle gliedert sich in Schalen (1-7, K-Q) - Auf den Schalen kreisen Elektronen - 1. Schale bzw. K-Schale ist mit maximal 2 Elektronen besetzt - Jede weitere Schale kann 8 Elektronen aufnehmen
Periodensystem Gruppen: Anordnung ähnlicher chemischer Elemente untereinander (von oben nach unten) Gruppennummer = Anzahl der Außenelektronen (Valenzelektronen) Perioden: Waagrechte Anordnung der Elemente Periodennummer = Schalennummer/Schalenanzahl
Edelgaskonfiguration: - 8 Außenelektronen - sehr stabilder Zustand - reaktionsträge
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Oktettregel Alle Atome streben Edelgaskonfiguration an. Über die Aufnahme und Abgabe von Elektronen. Elektronenabgabe = Abgebendes Atom wird positiv geladen Elektronenaufnahme = Aufnehmendes Atom wird negativ geladen
Elektronenbildung => stabile Elektronenkonfiguration Das Sauerstoffatom bildet mit den beiden Wasserstoffatomen jeweils ein gemeinsames Elektronenpaar aus.
polare Elektronenpaarbildung Gemeinsame Elektronenpaare werden vom Kern des Sauerstoffatoms stärker angezogen. Im Molekül entstehen Ladungsschwerpunkte. / \ g- O / \ g+H H g+ = Dipol
unpolare Elektronenpaarbildung Beide Atome ziehen die Bindungselektronen gleichstark an. Gilt für Bindungen zwischen gleichen Atomen.
Wasserstoffbrückenbindungen Teilladungen bewirken Anziehungskräfte zwischen Molekülen
Elektronenpaarbindung Bsp. H2 -> 2x Wasserstoff (H) - Atome Verbinden sich Nichtmetalle miteinander vereinigen sich einige über Elektronen zu gemeinsamen Elektronenpaaren.
Ionenbindung = Verbindung aus Metall + Nichtmetall A+ Metallatom gibt Elektronen ab -> Kation B - Nichtmetallatom nimmt Elektronen auf -> Anion Kation + Anion -> ziehen sich stark an = Ionenbindung A+B- Bsp.: NaCL Natriumchlorid (Kochsalz)
Besonderheiten des Wassers - Oberflächenspannung - Dichteanomalie (Eis schwimmt oben) Wasser ist dichter als Eis Eis ist weniger dicht als Wasser
Aggregatszustände von Wasser - fest (Eis) 0° und weniger - - flüssig (Wasser) 0° - 100° - gasförmig (Wasserdampf) ab 100°
Die Zustandsformen (=Aggregatszustände) der Stoffe fest -> flüssig = schmelzen flüssig -> gasförmig = verdampfen gasförmig -> fest = resublimieren fest -> gasförmig = sublimieren gasförmig -> flüssig = kondensieren flüssig -> fest = gefrieren, erstarren
Bedeutung des Wassers - Das Leben begann im Wasser - Alle Lebewesen bestehen größtenteils aus Wasser - Lebensraum - Grundlage biochemischer Reaktionen - Transportmittel (z.B. von Wärme) - Lösungsmittel (z.B. Zucker löst sich auf)
Wasser als Lösungsmittel z.B. Kochsalz (NaCl) Wasser (H2O) -> Dipol-Ionen-Wechselwirkung Hydratisierung der Ionen: Jedes freie Ion wird vollständig von einer Hülle aus Wassermolekülen umgeben. -> Hydrathülle
Organische Baustoffe der Zelle - Kohlenhydrate - Fette - Proteine (=Eiweiß) - Nukleinsäuren = Biomoleküle (in einer Zelle vorkommende organische Verbindungen)
Kohlenhydrate Chemischer Aufbau: C, H und O (Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff) in konstanter Zusammensetzung 1:2: 1 z.B. Glycose C6 H12 O6 Monosaccharide (Einfachzucker) z.B. Glycose (Traubenzucker), Fructose Disaccharide (Zweifachzucker) z.B. Maltose, Lactose, Saccharose Polysaccharide Stärke= Glykogen (tierische Stärke) und Cellulose (pflanzliche Stärke)
Bedeutung von Kohlenhydraten - Energielieferant (Brennwert 17kJ/g) - Speicherstoff - Baustoff der Erbsubstanz
Eis, Wasser, Wasserdampf Eigenbewegung: gering - größer - sehr groß Anziehungskräfte: stark - geringer - keine Anordnung: regelmäßig - unregelmäßig - keine Teilchen: berühren sich - berühren sich weniger - berühren sich nicht Komprimierbarkeit: gar nicht - kaum - leicht Verformbarkeit: schwer - leicht - keine
Wasser als Lösungsmittel Kochsalz = NaCl -> Na + und Cl - Wasser = H2O g+G-g+ -> Dipol-Ionen-Wechselwirkung Haydratisierung der Ionen: Jedes freie Ion wird vollständig von einer Hülle aus Wassermolekülen umgeben. -> Hydrathülle
Zuckerarten Monosaccharide (Einfachzucker) z.B. Glykose (Traubenzucker), Fructose <=> Disaccharide (Zweifachzucker) z.B. Maltose, Lactose, Saccharose <=> + <=> --H2O--> <=>l_o_l<=> =glykosidische Bindung Polysaccharide Stärke - Glykogen (tierische Stärke) - Cellulose (pflanzliche Stärke) <=>I_I<=>I_I<=>I_I<=>I_I<=>
Fette Chemischer Aufbau: C (Kohlenstoff), H (Wasserstoff) und O (Sauerstoff) und Alkohol (Glycerin) als Trägermittel - ungesättigte Fettsäuren mit Doppelbindungen in den Fettsäureketten. (einfach z.B. Olivenöl, zweifach z.B. Sonnenblumenöl, dreifach z.B. Fischöl) - gesättigte Fettsäuren ohne Doppelbindung (z.B. Butter) ! Gesünder sind ungesättigte Fettsäuren !
Bedeutung von Fetten - Isolierung - Energieliferant (Brennwert 39KJ/g) - Energiespeicher - Schutz - Auspolsterung
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Proteine Chemischer Aufbau: C (Kohlenstoff), H (Wasserstoff), O (Sauerstoff), N (Stickstoff) und S (Schwefel) 20 Aminosäuren (8 essentielle Aminosäuren) Eine Aminosäure besteht aus Säuregruppen (Carboxylgruppe) Aminogruppe + Rest Eine Peptidbindung ist eine Bindung zwischen der Carboxygruppe einer Aminosäure und der Aminogruppe einer zweiten Aminosäure.Zwei Aminosäuren können unter Wasserabspaltung zu einem Dipeptid kondensieren. Durch mehrfache Kondensation bilden sich Tripeptide, Tetrapeptide, Polypeptide und schließlich Proteine.
Bedeutung von Proteinen - hauptsächlich Baustoff - Bewegung - Transport - Antikörper - Enzyme - Hormone
Aminosäuren - 8 essentielle Aminosäuren (müssen durch Nahrung aufgenommen werden) - 12 unessentielle Aminosäuren (kann der Körper selbst herstellen)
Verschiedene Strukturen der Aminosäuren (siehe Bild im Ordner) Primärstruktur: Reihenfolge der Aminosäuren (genetisch festgelegt) Sekundärstruktur: Wasserstoffbrückenbindungen bilden α-Helix oder β-Faltblatt Tertiärstruktur: Intramolekulare Anziehungskräfte bewirken weitere räumliche Struktur Quartärstruktur: Komplexe aus verschiedenen Polypeptidketten -> erst die räumliche Struktur verleiht dem Protein die Funktion Bsp.: Sichelzellenanämie -> Protein Hämoglobin geschädigt