1. Stoffe Flashcards
- Was sind Resonanzstrukturen? Beschreiben Sie.
Dob
Durch Resonanzstrukturen werden kovalente Bindungen dargestellt, bei denen es zwei oder mehrere Möglichkeiten gibt Bindungen anzuordnen bzw. die Bindungsverhältnisse abzubilden, da die Elektronen über mehrere Atome „verteilt“ werden können. Gängige Beispiele hierfür sind die Peptidbindung oder einige der Basen. Im Text wird Benzol als Beispiel angeführt.
- Was ist eine elektrostatische Wechselwirkung? Geben Sie ein Beispiel.
(Dob)
Eine elektrostatische Wechselwirkung ist die anziehende Kraft zwischen zwei gegensätzlich geladenen Atomen. Salze, so wie NaCl, sind ein Beispiel.
- Warum ist Wasser ein Lösungsmittel für so viele biologische Moleküle?
(Dob)
Viele biologische Moleküle haben polare Eigenschaften. Wasser ist sehr polar und kann mit anderen polaren Molekülen konkurrieren, indem es deren elektrostatische Wechselwirkungen und Wasserstoff-brückenbindungen schwächt. Das Sauerstoffatom kann als Akzeptor und das Wasserstoffatom als Donor der Wasserstoff-brückenbindung agieren.
- Was sind die Auswirkungen vieler van der Waals Wechselwirkungen?
(Dob)
Die Gesamtinteraktion zwischen zwei großen Molekülen kann durch eine große Anzahl von van der Waals Wechselwirkungen an der Grenzfläche der beiden Moleküle wesentlich beeinflusst und stabilisiert werden.
- Wenn die meisten Proteine einer Zelle von Wasser umgeben sind, welche funktionellen Gruppen erwarten Sie an der Oberfläche eines wasserlöslichen Proteins?
(Dob)
Es sollten vornehmlich polare und geladene Aminosäuren an der Oberfläche liegen.
- Inwiefern kommen elektrostatische Wechselwirkungen bei der Proteinfaltung zum Tragen?
(Dob)
Die Anziehung zweier gegensätzlich geladener funktionellen Gruppen ist eine der Kräfte, die zur dreidimensionalen Faltung des Proteins beiträgt.
- Wenn das erste Gesetz der Thermodynamik wahr ist, wie können biologische Prozesse ablaufen?
(Dob)
Obwohl Energie weder erschaffen noch vernichtet werden kann, kann Energie unterschiedliche Formen, wie Wärme oder chemische Energie, annehmen. Zum Beispiel kann Energie als chemische Bindungsenergie gespeichert werden und dann genutzt werden, um Arbeit zu verrichten.
- Wie können Zellen existieren, wenn das zweite Gesetz der Thermodynamik der Wahrheit entspricht?
(Dob)
Entropie kann in einem lokalisierten System auf Kosten der Entropieerhöhung eines größeren Systems bzw. des Universums erniedrigt werden.
- Geben Sie ein einfaches Beispiel für einen Entropie- getriebenen Prozess an!
(Dob)
Es können mehrere Beispiele gegeben werden; zum Beispiel das Mischen von zufälligen Atomen, wenn zwei unterschiedliche Gase miteinander vermischt werden.
- Was bedeutet diese Gleichung :
ΔG = ΔH(system) – TΔS(system) < 0
?
(Dob)
Die Änderung der freien Energie (∆G) muss negativ sein, damit eine Reaktion spontan verläuft. Nur unter diesen Umständen kann die Gesamtentropie (von System und Umgebung) ansteigen.
- Was ist die Bedeutung von ΔG in der Biochemie?
Dob
Gibbs freie Energie, auch Änderung der freien Energie genannt, beschreibt die Energetik einer Reaktion. Dieses Symbol wird benutzt, um zu bestimmen ob eine Reaktion spontan ablaufen wird bzw. biologisch realisierbar ist.
- Welche thermodynamischen Änderungen und Änderungen der freien Energie begleiten die Proteinfaltung?
(Dob)
Eine Kombination aus Wasserstoffbrückenbindungen und van der Waals Kräften bewirkt Enthalpie- und Entropieänderungen, die mit den hydrophoben Wechselwirkungen im Inneren des Proteins zusammenhängen.
- Inwiefern unterstützen hydrophobe Wechselwirkungen die Proteinfaltung?
(Dob)
Hydrophobe Wechselwirkungen bewirken, dass unpolare Aminosäuren aggregieren bzw. sich sammeln und das Innere des Proteins bilden. Dies führt zu einer Wärmefreisetzung und einer günstigen Änderung der Systementhalpie.
14 . Welche Änderungen der Enthalpie und der Entropie begleiten die Bildung einer DNA-Doppelhelix aus zwei komplementären DNA-Einzelsträngen?
(Dob)
Die Bildung einer DNA Doppelhelix aus zwei komplementären Einzelsträngen führt zu einer Verringerung der Entropie des Systems, da es weniger Freiheitsgrade in einer Doppelhelix als in zwei Einzelsträngen gibt. Das bedeutet, dass Wärme freigesetzt werden muss, wenn sich die zwei Stränge zu einer Doppelhelix anlagern, da sonst das zweite Gesetz der Thermodynamik verletzt würde.
- Nenne Beispiele biologischer Molekülklassen! /Molekülverbände/Molekülkomplexe (5)
Aminosäuren -> Proteine
Kohlenhydrate (-> Molekülkomplexe)
Nukleotide -> DNS
Lipide -> biologische Membranen
