Botanik (Subject) / Zellaufbau (Lesson)

Was bedeutet "Prokaryota"

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• Was bedeutet "Prokaryota"? Gr: "vor Kern" zelluläre Lebewesen ohne Zellkern keine membranbegrenzten Organellen (zB Mitochondrien, Bakterien)
• Was bedeutet "Eukaryota"? Gr: "echter Kern" Alle Lebewesen mit Zellkern und Zellwand, haben mehrere Chromosomen, meist größer als Prokaryota, differenzierte Zellorganellen
• Wer war zuerst, die Pro- oder die Prokaryota? Prokaryota
• Was (welche Organismen) gehören zu den Prokaryota? Welche zu den Eukaryota? Prokaryota: Bakterien und Blaualgen Eukaryota: Grünalgen, Farne, sämtliche Tier, Pflanzen und Pilzarten
• Die Nacktsamer sind Nadelbäume oder Obstbäume? Nadelbäume Pinie (Piniolen)
• Die Bedecktsamer sind Nadelbäume oder Getreide, Obstbäume und alle anderen, für den Menschen wichtigen Nutzpflanzen? Alle Nutzpflanzen die in der Ernährung eine Rolle spielen sind Bedecktsamer. Getreide, Obst, Gemüse
• Was ist Evolution? Veränderung der vererbbaren Merkmale einer Population von Lebewesen von Generation zu Generation
• Welche Vorgänge bestimmen die Evolution? Selektion: Überleben der Stärksten/Anpassungsfähigsten Mutation: Sprunghafte Veränderung des Erbguts Isolation: Lebensformen auf Inseln und abgelegenen Tälern entwickeln sich oft, anders als jede am offenen Festland Rekombination: Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung (Meiose) werden Teile des mütterlichen und väterlichen Erbguts vermischt und neu kombiniert.
• Was ist Mutation? Sprunghafte Veränderung des Ergbuts von einer Generation auf die nächste.
• Was sind Ribosomen? In welchem Größenbereich liegen sie? Zellorganellen der Eiweißsynthese, Voraussetzung für funktionierenden Zellstoffwechsel 63% aus RNA, der Rest sind ribosomale Proteine die kleinsten Zellorganellen mit einer Größe von 18-20 nm an ihnen findet die Translation statt genauere Charakterisierung: Messung wie sich Untereinheiten in Ultrazentifuge absetzen Sedimentationskoeffizient: in Svedberg-Einheiten angegeben Prokaryota: 70S Ribosomen (Untereinheiten 50s und 30s) Eukaryota: 80S Ribosomen (Untereinheiten 60s und 40s)
• Was geschieht an den Ribosomen? Hier findet die Translation statt, mRNA wird abgelesen, die tRNA schafft Anticodons mit den passenden Aminosäuren heran, Aminosäuren werden zu Proteinen zusammengefügt
• Was bedeutet 70 S und 80 S-Ribosomen? S: Sedimentationskoeffizient, Messung wie sich Untereinheiten in Ultrazentifuge absetzen Gibt im wesentlich Aufschluss über Größe: Prokaryota: 70S, 50s/30s bei den Untereinheiten, Eukaryota: 80 S, 60s/40s UE
• Wo entstehen die Vorstufen der Ribosomen? Im Nucleolus (Kernkörperchen") wird ribosomale RNA (rRNA) gebildet, sowie die ribosomalen Proteine der Ribosomen, die sich mit der rRNA zu den Untereinheiten zusammensetzen. Die Untereinheiten verlassen den Kern durch die Kernporen und lagern sich im Cytoplasma zusammen.
• Woraus bestehen DNA und RNA prinzipiell und was unterscheidet beide voneinander? Zucker + Phosphorsäure + Organische Base DNA: doppelsträngig, Desoxyribose RNA: Ribose, einzelsträngig, Uracil statt Thymin
• Wo ist die DNA lokalisiert und welche RNA-Typen gibt es? Was ist ihre Aufgabe? DNA: Großteil im Zellkern als Chromosomen, kleiner Teil in den Mitochondrien, Pflanzen außerdem in den Chloroplasten (Ort der Photosynthese) mRNA: "Boten RNA" kopiert die in einem Gen auf der DNA liegende Information und trägt sie zum Ribosom, wo mit Hilfe dieser Information die Proteinbiosynthese stattfinden kann tRNA: Transfer - RNA kodiert keine genetische Information, sondern dient als Hilfsmolekül bei der Proteinbiosynthese, indem sie eine einzelne Aminosäure aus dem Cytoplasma aufnimmt und zum Ribosom transportiert. Die tRNA wird durch ein bestimmtes RNA-Gen kodiert. rRNA: ribosomale RNA, trägt, ähnlich wie die tRNA, keine genetische Information, sondern ist am Aufbau des Ribosoms beteiligt und ist bei der Knüpfung der Peptidbindung auch katalytisch aktiv.
• Wann und wie entstehen die Chromosomen? Was ist das? Chromosomen sind Strukturen, die Gene und damit Erbinformation enthalten. Die bestehen aus DNA, die mit vielen Proteinen verpackt ist. Diese Mischung aus DNA und Proteinen wird auch als Chromatin bezeichnet. Die X-ähnliche Form der Chromosomen, die in den meisten Darstellungen vorherrscht, tritt nur in einem kurzen Abschnitt während der Zellkernteilung (Mitose) auf, nämlich in der Metaphase (siehe 1. Abbildung)          --> In diesem kondensierten Zustand sind die Chromosomen im Lichtmikroskop  ohne besondere Anfärbung erkennbar.
• Wie wird eine Aminosäure codiert? An den Ribosomen wird zuerst das Start Codon (Basentriplett) AUG lokalisiert und danach für jedes Codon das entsprechende Anticodon herangeschafft. Die verschiedenen Kombinationen der Basen stehen alle für verschiedene Aminosäuren
• Wie entsteht ein Protein prinzipiell? Die tRNAs schaffen immer mehr passende Anticodons mit den passenden Aminosäuren heran, diese werden verknüpft und wachsen zu einer Kette heran, Aminosäurensequenz!
• Was bedeutet der Begriff Polysomen? Aufreihung vieler Ribosomen am mRNA Strang während der Proteinsynthese im Cytoplasma.
• Warum ist die Proteinproduktion für eine Zelle so wichtig? Es entstehen Polypeptide und Proteine sind die Grundbausteine für Zellen des Körpers, Informationsweitergabe
• Wie sind Biomembranen gebaut, bedeutet, dass sie wissen, was eine bilayer ist und wohin die Fettsäureketten und die Phosphor-Köpfe orientiert sind)? Bilayer: Lipiddoppelschicht, bestehen aus 2 Schichten Phospolipiden (Moleküle aus einem Phosphorkopf und einer Fettsäurenkette) Kopf --> Hydrophil Schwanz --> Hydrophob Die Köpfe stehen nach außen, Schwänze zusammen Lipide: 40% - Proteine: 60% je nach Organismen/Art + Phytosterole, Cholesterol, Carotinoide, Chlorophylle ...
• Sind Biomembranen starr und unbeweglich? Nein, sie sind flexibel
• Welche Organismen haben bereits Biomembranen? Bereits Protobionten (Zellähnliches Gebilde) sind von Biomembranen umgeben gewesen
• Wozu wurden Biomembranen entwickelt? umschließen einen Raum/Kompartiment - gliedert Zelle in Reaktionsräume Aufgabe: Kontrollschranke, Transportsystem, Enzymträger, Informationsspeicherung, Energiekonservierung, Signalaufnahme/-leitung
• Wie unterscheiden sich Biomembranen von pflanzlichen, tierischen und prokaryotischen Zellen? 1. Pflanzliche Biomembranen: enthalten Phytosterole (selten Cholesterol), keine Glykokalyx sondern feste Zellwand (Zellulose), eingebundene Chlorophylle und Carotinoide 2. Tierische Biomembranen: reich an Cholesterol 3. Prokaryota: keine Sterole
• Welche Substanzen verzögern das Erstarren von Biomembranen bei niedrigen Temperaturen? Ungesättigte Fettsäuren, je mehr Doppelbindungen die Fettsäuren haben, desto weniger Verzweigungen und daher desto leichtflüssiger und beweglicher wird die bilayer.
• Was versteht man unter integralen und was unter peripheren Membranproteinen? Integrale Proteine (Tunnelproteine): reichen durch Membran hindurch (Stofftransport) Periphere Proteine: nur locker an die Membranoberfläche gebunden
• Nennen Sie drei Funktionen von integralen Membranproteinen. Transport (Ionenpumpen, Ionenkanäle) Enzymaktivität: Enzyme, die bestimmte Aktivitäten katalysieren, können membrangebunden sein Bindung von Photosynthesepigmenten (Chlorophylle und Carotinoide) bei Pflanzen Signalübertragung (Protein mit spezifisch eformter Bindungsstelle --> bestimmter Botenstoff dockt an --> Konformationsänderung --> Weitervermittlung in Zelle Stabilisierung der Zellform: Filamente des Cytoskeletts: oft an MP gebunden Zell-Zell-Erkennung: Meist mittels Glykoproteinen
• Was bedeuten die Begriffe "autotroph", "heterotroph", und "chemo-lithotroph"? Autotroph: Selbsternährer, C wird aus CO2 gewonnen Heterotroph: C wird aus organischen Verbindungen gewonnen Chemo(troph): Energie wird ausschließlich aus Chemischen Reaktionen gewonnen Lithotroph: anorganische Verbindungen liefern H
• Welche Stoffwechselwege standen am Beginn der Evolution? Heißes Wasser schwemmt schwach basisches Material aus dem Erdinneren, dass sich mit dem schwach sauren Ozeanwasser vermischt --> Erste DNA Moleküle entstehen Chemosynthese: nur durch Bakterien möglich, mittels anorganischer Verbindungen, zunächst ohne Sauerstoff, aber mit CO2 Energiegewinn duch Oxidation anorganischer Stoffe (Eisen, Schwefel, N-Verbindunge), CO2 aus Atmosphäre, H versch. anorganische Quellen (z.B. Schwefewasserstoff H2S
• Wie unterscheidet sich Bakterienphotosynthese von echter Photosynthese der Blaualgen? Bei der Bakterienphotosynthese dient H2S als H Quelle, daher wird elementarer Schwefel und KEIN Sauerstoff abgegeben. Kein "echtes" Chlorophyll" sondern Bakterienchlorophyll
• Welche Hilfspigmente mit Vitamincharakter kommen immer gemeinsam mit Photosynthese-Pigmenten vor bzw. sind Teil der light-harvesting-Komplexe? Carotinoide: immer mit Photosynthesepigmenten (Chlorophylle) als Hilfspigmente vor Lipophil --> deswegen in die bilayer integriert Funktion: Schutzfunktion für photosynthetisierende Organismen (vor Sauerstoffradikalen), sowie natürliche Farbstoffe (rot, gelb) sind Provitamin A --> werden im menschlichen Körper zu Vitamin A umgewandelt gelten als Radikalfänger
• Welche Funktionen haben diese Hilfspigmente in der pflanzlichen Zelle? Was bewirken sie beim Menschen? Schützen das Chlorophyll vor der Zerstörung durch Photooxidation, sammeln andere Lichtspektren als das Chlorophyll ein. Beim Menschen Funktion von Antioxidantien. Dadurch sollen sie vielen Erkrankungen wie Krebs, Arteriosklerose, Rheuma, Alzheimer und Parkinson, Grauem Star oder der Hautalterung vorbeugen.
• Welche 3 Abteilungen unterscheidet man innerhalb der Bacteria? Wie werden diese Abteilungen unterschieden (nach welchen prinzipiellen Merkmalen)? Posibacteriota (gram-positive Bakterien): dickere, vielschichtige Zellwand, keine Bakterienphotosynthese Negibacteriota (gram-negative Bakterien): dünne Zellwand, Bakterienphosynthese (S statt O) Cyanobacteriota (Blaualgen): (gram negativ) Photosynthese nach Beschaffenheit der Zellwand
• Was unterscheidet die Zellwand der gram + Bakterien von der der gram -? Gram positive Bakterien (Posibacteriota): dicke Zellwand --> dickerer, vielschichtiger Mureinsacculus, 30-70% Anteil an Zellwand; enthält Teichonsäure Gram negative Bakterien (Negibacteriota): dünne Zellwand --> dünner, einschichtiger Sacculus, 10% Anteil an Zellwand, keine Teichonsäure, aber 2 Bilayer Gramfarbstoff mit Alkohol auswaschbar oder nicht - positiv bzw. negativ
• Welche Organismen der Bacteria haben bereits echte Photosynthese mit Abgabe von Sauerstoff? Cyanobacteriota (Blaualgen)
• Was bedeutet Bakterienphotosynthese prinzipiell? Der Organismus produziert aus Schwefelwasserstoff H2S und CO2 Glycogen, elementarer Schwefel wird als Nebenprodukt abgegeben. Bakterienchlorophyll statt Chlorophyll a und b.
• Was machen die Knöllchenbakterien und mit welcher Nutzpflanzenfamilie leben sie in Symbiose? Was bringt das für den Menschen für Vorteile? Sie treten in Symbiose mit Hülsenfrüchtengewächsen. Das macht es den Knöllchenbakterien möglich elementaren Stickstoff zu fixieren und für die Wirtspflanze verwertbar zu machen.

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