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Biologie (Fach) / Grundlagen der Biologie (Lektion)

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  • Lipide -Kohlenwasserstoffe -durch zahlreiche unpolare kovalente Bindungen nur schwer in wasser löslich ( hydrophob ) -durch schwache van-der-waals-kräfte zusammengehalten -einzelne lipidmoleküle nicht durch ...
  • Funktion Fette/Öle speichern Energie
  • Funktion Phospholipide -wichtige strukturelle Rolle in Biomembranen
  • Funktion Carotinoide helfen Pflanzen beim einfangen von lichtenergie
  • Funktion Steroide und modifizierte Fettsäuren regulatorische Rollen als Hormone und Vitamine
  • Funktion Fettgewebe bei Tieren als Polsterung und Isolator
  • Funktion Lipidmantel isoliert bestimmte Nervenfasern elektrisch
  • Funktion öl/wachs wirken auf der oberfläche von haut oder fell wasserabstoßend
  • unterschied fette / öle öle bei 20°C flüssigfette bei 20°C fest
  • gesättigte Fettsäuren -Alle Bindungen zwischen den c-atomen der Kohlenwasserstoffkette sind Einfachbindungen -> alle Bindungen mit H-Atomen sind abgesättigt -relativ starr und gerade -lassen sich eng zusammenpacken
  • ungesättigte Fettsäuren -Kohlenwasserstoffkette enthält eine oder mehrere Doppelbindungen -Moleküle sind geknickt -können nicht dich gepackt werden -Knicke in Fettsäuremolekühlen legen Schmelzpunkt und Fluidität eines ...
  • Doppellipidschicht -negativ geladener Phosphathaltiger kopf ( hydrophil )-fettsäureschwanz ( Hydrophob) => Amphipatisch (besitzt zwei entgegengesetzte chemische Eigenschaften) => Doppelschicht ( zwei moleküllagen dick, ...
  • Carotinoide - Licht absorbierende pigmente - bei pflanzen und tieren vorkommend - β-carotin fängt u.a. licht bei photosynthese ein                             => wird bei menschen zu zwei Vitamin ...
  • Steroide -organische Verbindungen aus Mehrfachringsystem -Cholesterol ( Bestandteil von Biomembranen ) -Hormone -Cholesterol in Leber syntethisiert und Ausgangssubstanz zur Bildung von Testosteron, Östrogen
  • Vitamine -kleine Lebenswichtige Molekühle -können vom körper nicht vollständig selbst synthetisiert werden
  • Wachse -wachsartiger Überzug von Talgdrüsen in der haut abgesondert                => weist wasser ab und hält haar biegsam - Esterbindung zwischen einer gesättigten langkettigen Fettsäure und einem ...
  • Protein Arten (8) Enzyme (kataktisch aktive Enzyome, die Biochemische Reaktionen beschleunigen) Abwehrproteine ( z.B. -antiörper                                                           ...
  • Was sind Proteine? -Polymere aufgebaut aus aminosäuren                                                                                                  => unterschied vor ...
  • Aminosäuren - funktionelle Gruppen: Carboxylgruppe, aminogruppe - funktionelle Gruppen and α-c-Atom gebunden - wasserstoff und seitenkette an α-c-Atom
  • α-c-Atom                  R                                                                                                                     ...
  • Cystein -α-C-Atom - kann unter Abspaltung des H Disulfidbrücken ausbilden ( Disulfidbrücken legen räumliche Gestaltung eines Proteins sehr stark fest )
  • Peptidbindungen -Polymeration ( Verknüpfung von Aminosäuren durch Peptidbindungen ) -N-Terminus: Aminogruppe der ersten Aminosäure -C-Terminus: Carboxylgruppe der letzten Aminosäure -C-N-Bindung relativ starr    ...
  • Primärstruktur -exakte Sequenz der Aminosäuren, die über Peptidbindungen verknüpft sind -Peptidürckgrat aus Wiederholung von (-N-C-C-)
  • Sekundärstruktur -dreidimensionale, funktionelle Gestalt des Polypeptids durch lokale Windungen und Faltungen -aus regelmäßigen, sich wiederholenden Mustern in verschiedenen Bereichen eines Polypeptids -kommt zustande ...
  • Quartiärstruktur -wenn sich zwei oder mehr Polypeptidketten als Untereinheiten zu einem großen Protein zusammenlagern.
  • Tertiärstruktur -dreidimensionale, funktionelle gestalt des polypeptids durch lokale windungen und faltungen -polypeptidkette an bestimmten stellen gebogen und gefaltet -turns und loops -für jedes protein spezifisch ...
  • Kräfte bei Tertiärstruktur -etabliert sich durch wechselwirkungen zwischen den seitenketten      => kovalente disulfidbrücken ( zwischen cysteinresten )      => wasserstoffbrücken zwischen polaren seitenketten      => ...
  • Denaturierung ( Tertiär und Sekundärstruktur ) -z.B. durch erhitzen -Protein kann urpsrpüngliche form wieder einnehmen
  • Kohlenhydrate -allgemeine Formel monomerer Kohlenhydrate: Cn(H2O) -biologische Hauptfunktionen:transportable und speicherbare energiequellenliefern Kohlenstoffgerüste, die sich zu anderen Biomolekülen umbauen lassenDienen ...
  • Monosacchoride - Kohlenhydrate -Glukose in allen lebenden Zellen-> Energiequelle kann unterschiedliche anzahl kohlenstoffatome aufweisenPentosen: Zucker mit fünf Kohlenstoffatmoten            - Ribose, Desoxyribose ...
  • Glykosidische Bindungen Siehe Zettel
  • Polysacchoride Polymere aus Monosacchoriden, die glykosidisch verknüft sind BSP: Stärke, Glykogenn Cellulose
  • Stärke Polysacchorid -Familie riesiger Molekühle mit weitgehend ähnlicher Struktur - aus α- 1,6 - glykosidisch verknüpfter Glukose - Unterschied durch Grad der Verzweigung - Amylose:- sehr verzweigt - Amylopectin:- ...
  • Glykogen Polysacchorid - wasserunlösliches, stark verzweigtes Polymer der Glukose - Glukosespeicher bei Tieren - einfache Hydrolyse in Glykosemonomere - geringerer osmotischer Wert, als wenn Glycosemolekühle ...
  • Cellulose Polysacchorid - vorherrschende Substanz in der pflanzlichen Zellwand - wahrscheinlich häufigstes Kohlenhydrat - β - glykosidische Bindungen-> widerstandfähig-> ausgezeichnetes Strukturmaterial
  • Zellstoffwechsel ( Metabolismus ) - Gesamtheit aller in einem Organismus ablaufenden chemischen Reaktionen aufgeteilt in Anabolismus und Katabolismus
  • Anabolismus / endergonische Reaktionen  -Verknüpfung einfacher Molekühle ( komplexere entstehen ) - benötigen Energiezufuhr ( kommt meist aus Katabolismus ) - speichern Energie in gebildeten chemischen Bindungen
  • Katabolismus / exergonische Reaktionen  bauen komplexe Molekühle zu einfachen Ab setzen in chemischen Verbindungen gespeicherte Energie Frei
  • Chemisches Gleichgewicht gleichgewicht zwischen hin und rückreaktion keine weitere nettoveränderung im system hin und rückreaktion laufen mit der gleichen geschwindigkeit ab ΔG = 0
  • H = G + TS H Gesamtenergie ( enthalpie) G freie Energie ( nutzbare energie ) S Entropie ( nicht nutzbare energie )
  • ATP -AdenosinTriPhosphat -lebende Zellen sind auf ATP angewiesejn, um freie Energie einzufangen und zu übertragen - exergonische Reaktionen können Energie liefern, die durch Übertragung von HPO2-4 (Pi ...
  • Hydrolyse von ATP ATP + H2O -> ADP + PI + freie Energie (ΔG)oderATP + H2O -> AMP + PPI + freie Energie (ΔG) (PPI = P2O7-4) ΔG = -7,3kcal / mol unter labor bedingungenΔG = -14 kcal/mol unter in zellen herschenden Bedingungen ...
  • Katalysatoren Substanzen, die eine Reaktion beschleudnigen, ohne selbst dauerhaft durch diese verändert zu werden kann keine Reaktion beschleunigen, die nicht auch von alleine ablaufen würde erhöht geschwindigkeit ...
  • Biokatalysatoren als enzyme bezeichnete Proteine Ribozyme ( aus RNA ) bildet produktionsraum oder gerüst in dem katalyse stattfinden kann-> molekulares umfeld, das reaktanden bindet und auch selbst an reaktion beteiligt ...
  • Energieschwelle viele reaktionen sind langsam wegen energieschwelle, die zwischen ausgangssubstanzen und reaktionsprodukten liegt exergonische reaktionen laufen meist nur ab, wenn reaktanden durch zusätzliche energiezufuhr ...
  • Enzym-Substrat Komplex ( ES) resultiert aus Bindung des Substrats am Enzym E + S -> ES -> E + P substrate im ES in Übergangszustand versetzt-> erfordert weniger Energie als wenn die Reaktion alleine ablaufen würde-> Hin und Rückreaktion ...
  • Funktionsweise von Enzymen: räumliche ausrichtung der Substrate ( passende atome werden einander angenähert ) -> Katalyse durch annäherung Substrate unter spannung setzen-> Bindungen innerhalb des substrats werden im aktiven ...
  • Konformationsänderung des Enzyms nach Bindung eines ... Veränderung der Raumstruktur des Enzyms-> aktives Zentrum wird in geeignete Form gebracht-> induced fit z.B. hexokinase, katalysiert: Glucose + ATP -> Glocse-6-Phosphat + ADP-> reaktive seitenketten ...
  • Aufgaben für den Rest des Enzyms (3) stabiler schützender Rahmen für aktives Zentrum und korrekte Ausrichtung der Aminosäuren zum Substrat nimmt an kleinen Veränderungen des aktiven Zentrums Teil ( induced fit ) stellt Bindungsstellen ...
  • Prosthetische Gruppen = molekulare Gruppierungen, die dauerhaft an ihr Enzym gebunden sind ( keine Aminosäuren ) Cofaktoren= anorganische ionen, die an bestimmte Enzyme gebunden sind und für ihre Funktion essentiell sind ...

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