Energie Flashcards
Was ist Physiologie?
physis = Natur
logos = Lehre, Wort
Lehre der Lebensäußerungen
Lehre der Funktionsweise
Worauf gründet sich die Physiologie?
- historisch gründet sie sich auf die Anatomie
- Jahrhundert abspaltung Biochem.
- Grenzen zwischen Physiologie und Biochem. fließend
Was ist Tierphysiologie?
Befasst sich damit, was ein Tier ist. Anwendung in der Medizin, Ethologie, Biochemie, Ökologie, Molekularbio.
Welche Teilgebiete in der Physiologie gibt es?
Stoffwechselphysiologie (vegetative Physiologie) + Neurophysiologie
Was ist das August-Krogh-Prinzip?
Das es zu jeder biologischen Fragestellung ein Lebewesen gibt, an dem sie am bequemsten untersucht werden kann
Was sind typische Modellorganismen?
Drosophila, C. elegans, Aplysa, Danio rerio, Rattus norvegicus…
Wie lauten die vier Grundprinzipien der Tierphysiologie?
- Physiologische Vorgänge gehorchen Gesetzen der Physik und Chemie
- Physiologischer Phänotyp ist ein Produkt aus Genotyp und Umwelt
- Anpassung (Adaptation)
a) im Sinne von Akklimatisierung
b) Evolutiver Hintergrund –>
generationsübergreifende Anpassung! - Homöostase und Regulation
Was ist Homöostase?
ist die Fähigkeit eines Organismus zur Aufrechterhaltung des inneren Milieus (bei sich ändeKontrolleKontrollernden äußeren Parametern)
Was sind sich ändernde Parameter bei der Homöostase?
Temperatur, O2, pH, osmotische Druck, Ionenkonzentration…
Was sind Osmokonformer?
Können internes Mileus (z.B. Ionenkonzentration in Hämolymphe) nicht regulieren–> sie gehen mit der Umwelt “konform”
Was sind Osmoregulierer?
Die internen Schwankungen der Salzkonzentration werden in engen Grenzen gehalten –> Fähigkeit zur Regulation
Bsp. Königslachs Reproduktion im Süßwasser, fressen im Salzwasser
Wie funktioniert die Regulation der Homöostase bei der Körpertemperatur?
Aufrechterhaltung der Körpertemperatur durch negative Rückkopplung:
- warme Umgebung–> verstärkte Wärmeabgabe
- kalte Umgebung–> verstärkte Wärmeproduktion
Wie funktioniert die Regulation der Homöostase beim Blutzuckerspiegel?
Negative Rückkopplung sorgt für Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels
Funktionsweise Blutzuckerspiegel bei Anstieg über Sollwert?
- Insulinausschüttung (Hormon) aus der Bauchspeicheldrüse ins Blut
- Insulin fördert Transport von Glucose in die Körperzellen und regt Leber an Glucose in Form von Glykogen zu speichern
Funktionsweise Blutzuckerspiegel bei Anstieg unter Sollwert?
- Glucagonausschüttung (Hormon) aus der Bauchspeicheldrüse–> wirkt Insulineffekt entgegen
- Anstieg Blutzuckerspiegel durch Förderung Freisetzung von Glucose in Blutstrom ausgelöst durch Glucagon
Kosten der Homöostase?
hoher Energieverbrauch–> Vorteile der Homöostase überwiegen meist den Kosten
- alle Organismen haben die Fähigkeit zur Regulation
- inneres ungleich äußeres Milieu
Was sind die Vorteile der Homöostase?
- Besiedlung nicht optimaler Habitate
- Besiedlung von Habitaten mit schwankenden Umweltbedingungen
Wie lautet der erste Satz de Thermodynamik?
Die Gesamtenergie eine abgeschlossenen Systems ist konstant
Wie lautet der 2. Satz der Thermodynamik?
In einem abgeschlossenen System entsteht bei Energieumwandlung nicht nutzbare Energie (Entropie)
Nach was strebt ein geschlossenes System bei permanenter Energieumwandlung?
Es strebt nach dem Zustand der maximalen Entropie entgegen
Zählen Tiere zu den offenen oder geschlossenen Systemen?
Sie sind keine geschlossenen Systeme, da sie Stoffaustausch mit der Umgebung stehen
Was tauschen Tiere mit ihrer Umgebung aus?
- Aufnahme chem. Energie in Form Nahrung zum Aufbau Körpereigener Substanzen
- dadurch auch Abgabe von Abfallstoffen
Was gilt für den Organismus im Vergleich mit der Umgebung in Bezug auf die Entropie?
- Entropie im Organismus nimmt ab wegen Synthese komplexer Strukturen
- Entropie in Umgebung nimmt zu
Was gilt für die Energieflüsse in der Natur am Bsp. Ökosystem See?
- alle Energie von der Sonne
- hoher Energieverlust mit steigender Trophieebene
- max 10. % der Energie für die nächste Trophieebene nutzbar (idR ca. 0,1-1%)
Was ist die Trophieebene?
- Stufe in der Nahrungskette oder im Nahrungsnetz eines Ökosystems
- Auf einer Stufe werden alle Organismen mit gleicher Ernährungsweise zusammengefasst
- unterste T. bilden die Produzenten, ihnen folgen Konsumenten verschiedener Ordnung
Was gilt in der Nahrungspyramide für höhere Organismen in Bezug auf Energie und Artenvielfalt?
- je höher Organismus in der Nahrungskette, desto mehr Energie ging bereits verloren
- Biomasse + Artenvielfalt nehmen mit höherer Trophiestufe ab
Gibt es Nessie?
Loch Ness–> nährstoffamer See–> Gesamtbiomasse Fisch 20-30 t Annahme: max. 10% Nutzung Konsumenten 2. Ordnung–> Nessie max 2-3 t –> 2-3 Tiere mit 1t Gewicht => 1x Nessie kann es geben, aber Population kann sich nicht erhalten
Was gibt es für Energiestoffwechsel?
autotroph, photoautotroph, heterotroph
Welche Form von Energie nutzen photoautotrophe Organismen und wie?
Strahlungsenergie der Sonne ; Umwandlung dieser in chem. Energie
Welche Form von Energie nutzen heterotrophe Organismen?
Aufnahme von chem. Energie durch fressen autotropher oder anderen heterotrophe Organismen
Welche Form von Energie nutzen autotrophe Organismen?
müssen keine organischen Substanzen aufnehmen
-bauen diese selbst aus anorganischen Stoffen auf
Wie wird der Stoffwechsel noch genannt?
Metabolismus
Was ist der Anabolismus?
Aufbau von körpereigenen Bestandteilen unter Energieverbrauch
Was ist der Katabolismus?
Abbau von Stoffwechselprodukten unter Energiegewinn
Was passiert im Intermediärstoffwechsel?
Umwandlung der Metabolite
Sind die aufgebauten oder abgebaute Bestandteile im Körper energiearm oder -reich?
Aufgebaute Bestandteile haben mehr Energie (Bsp Proteine, Nukleinsäuren, Lipide) Abbgebaute Stoffwechselprodukte sind energiearm (Bsp. CO2, NH3, H2O)
Was sind Beispiele für Intermediate im Stoffwechsel?
Pyruvat, Acetyl-CoA, alpha-Ketosäure
Was sind Beispiele für Monomere im Stoffwechsel?
Aminosäuren, Nukleotide, Monosaccharide, Fettsäuren
Was passiert bei einem exergonen Prozess?
Energie wird frei, Reaktionsteilnehmer bilden energiearme Produkte
Ist delta G negativ oder positiv bei einem exergonischen Prozess?
negativ
Was passiert bei einem endergonischen Prozess?
Es muss Energie zugeführt werden, Produkt energiereicher als Reaktionsteilnehmer
Ist delta G negativ oder positiv bei einer endergonischen Prozess?
positiv
Was sind wichtige Energieträger im Körper?
- ATP (Adenosintriphosphat)
- NADH+H+ (Nicotinamidadenindinucleotid)
- NADPH+H+ v.a Anabolismus
- FADH2 (Flavinadenindinucleotid)
Steckbrief ATP
- Nukleotid
- universeller Energieträger
- Anhydritbindungen sind sehr energiereich
Was gibt es noch für Formen von ATP?
ADP und AMP
M= Mono
D= Di
T=Tri
Wie lautete der ATP-Zyklus?
ADP + Pi+ Energie aus exergonischen Reaktion (Zellatmung/ Katabolismus)–> ATP-Synthese—>Hydrolyse ATP zu ADP +Pi + freigesetzte Energie–>Energie für endergonische Prozesse (aktiver Transport, Zellbewegung, Anabolismus)
Wie verläuft eine gekoppelte Reaktion ab
- exergonische Reaktion setzt Energie frei (delta G negativ)
- Energie für endergonischen Prozess genutzt, welcher so nicht ablaufen würde (delta G positiv)
- gekoppelte Reaktion zeigt insgesamt in Summe delta G negativ => insgesamt exergonische Reaktion und begünstigt Reaktionsablauf
Was machen Enzyme?
- dienen als Biokatalysatoren
- setzten Aktivierungsenergie einer Reaktion herab
- beschleunigen die Reaktion (Faktor 10⁶ bis 10¹²)
- meist Proteine (aber: Ribozyme)
- binden Substrat am aktiven Zentrum –> Enzymsubstratkomplex
- nicht deren Gleichgewicht
