Fragen Hetz 1

Question 1

Wieso ist Leben ein thermodynamisch eher unwahrscheinlicher Zustand?

Answer 1

• 2. HS: Zustand höherer Entropie wird angestrebt
• Leben ist ein geordneter Zustand, geringer Entropie, daher ist zur Aufrechterhaltung der Lebensvorgänge ständige Energiezufuhr nötig

Question 2

Wozu ist im Organismus Energie nötig?

Nenne 3 Beispiele.

Answer 2

• Ruhepotenzial
• Homöostase (Selbstregulation des Körpers)
• mechanische Arbeit (Muskelarbeit)
• chemische Arbeit

Question 3

Nach welchen Kriterien lässt sich ungefähr feststellen, ob eine Substanz eine energiereiche Verbindung darstellt?

Answer 3

• Anteil von C-, O- und H-Atomen im Molekül:
  je höher der Anteil von H und C und je geringer der Anteil von O, desto höher der Energiegehalt des Moleküls

-Oxidationszahl:
je geringer die Oxidationszahl der C-Atome im Molekül, desto höher der Energiegehalt

-Redoxpotential: Ausmaß der Reduktionskraft eines Systems je niedriger das Redoxpotential einer Verbindung, desto eher kann sie als Reduktionsmittel funktionieren und umgekehrt z.B. H2 und O2

Question 4

Wie unterscheiden sich die Energieausbeute von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten?

Answer 4

• Proteine: 18,0 kJ/g
• KH : 17,2 kJ/g
• Fette : 39,4 kJ/g

Question 5

Welcher der Stoffe (Proteine, KH, Fette) kann die meiste Energie pro Gewichtseinheit liefern ?

Answer 5

Fette 39,4kJ/g (da nicht wasserlöslich)

Question 6

Welche drei Organsysteme bzw. Körperfunktionen benötigen die meiste Energie im Organismus? Begründung!

Answer 6

Niere , Gehirn , Leber

-> aktive Transportprozesse (z.B. von Ionen)

Question 7

Diskutiere Vor- und Nachteile von ATP als einer gemeinsamen Energiewährung im Organismus.

Answer 7

• Vorteile: leicht regenerierbar, hohes Phosphorylgruppenübertragungspotential
• Nachteile: hohe M, wenig E/mol (32 kJ/mol), kurze Halbwertszeit

Question 8

ATP ist die universelle Energiewährung. Weshalb eignet sich reines ATP nicht als Nahrungsmittel?

Answer 8

molare Masse, man müsste viel davon essen

Question 9

Weshalb ist der Brutto-Energieinhalt oft deutlich vom Netto-Energieinhalt einer Substanz verschieden?

Answer 9

• Nahrungsenergie wird nicht vollständig genutzt

- Energieverluste durch nicht-verdauliche und nicht-metabolisierbare Anteile im Urin und bei der Verdauung

Question 10

Auf welche Weise kann man den Brutto-Energieinhalt einer Substanz experimentell ermitteln?

Answer 10

• mit Hilfe eines Kalirometers
• Bestimmung des Brennwertes eines Stoffes unter Sauerstoffatmosphäre
• > eine beliebige Menge an Nahrung wird zu Asche verbrannt und die dabei erzeugte Wärme gemessen

Question 11

Welche Zelltypen im Dünndarm vermitteln die Resorption der wichtigsten Nährstoffe?

Answer 11

• Enterocyten sind resorptive Zellen mit apikalem Mikrovilli-Saum
• Becherzellen: sezernieren Schleim
• Epithelzellen der Lieberkühn-Krypten: sezernieren Verdauungssaft
• Paneth-Zellen setzen bakteriolytische Enzyme frei

Question 12

Wie kann man im Experiment ein Kanalprotein von einem Transportprotein mit ATPase-Aktivität unterscheiden?

Answer 12

• ATP entziehen -> Veränderung?
• Gradient messen -> gegen Gradient: Transportprotien
• Konz.-Sättigung: Hyperbel

Question 13

Wie kann man im Experiment erleichterte Diffusion über ein Kanalprotein von reiner Diffusion unterscheiden?

Answer 13

• extrazelluläre Ionenkonz. erhöhen
• > Umsatzrate messen
• linearer Zusammenhang -> reine Diff.
• bei erleichterter Diff. steigt Umsatzrate nicht weiter -> Michaelis-Menten-Kinetik

Question 14

In welcher Form können KH gespeichert werden? Was sind die Vor- und Nachteile?

Answer 14

Glykogen

• schnell in Glucose umwandelbar
• kann nicht lange gespeichert werden

Stärke

• unlöslich und osmotisch inaktiv -> gut in Stärkekörner speicherbar
• nicht so leicht abzubauen wie Glykogen

Question 15

Auf welche Art und Weise gelangen Fettsäuren vom Darm in die Mitochondrien?

Answer 15

• zu Fetttröpfchen emulgiert

- Tröpfchen-Aufnahme -> Transport in Vesikeln

Question 16

Was sind die Nachteile des anaeroben Abbaus von Glucose im Bezug auf Energieausbeute und Endprodukte?

Answer 16

• geringe Energieausbeute

- Lactat, Ethanol -> E-reiche Verbindungen, die nicht weiter genutzt werden können

Question 17

Erkläre den sek.-aktiven Transport am Beispiel des Glucose-Na-Cotransports

Answer 17

• Transporter nutzt den Na+-Gradienten (liefert Energie), um Glucose gegen seinen Gradienten zu transportieren
• Bindung von Na+ steigert durch Konf.änderung die Affinität zu Glucose

Question 18

Was wird in der Physiologie als Fick’sches Prinzip bezeichnet?

Answer 18

°MO2 = °VdP(O2)ßx =VfdP(O2)*ßx
- simultane Messung der Flussrate V (mit Punkt) des Wärme führenden Mediums und der Temperaturdifferenz ∆T zwischen zuführenden und abführenden Gefäßen bei Kenntnis der spezifischen Wärmekapazität cx des Mediums

Question 19

Welche beispielhaften Anwendungen des Fick*schen Prinzips kennen Sie in derPhysiologie bereits?

Answer 19

• Spirometrie

- Herzzeitvolumen

Question 20

Was sagt das hydrodynamische Modell aus? Auf welche physikalisch-chemischen Vorgänge in der Physiologie lässt es sich anwenden?

Answer 20

• Q=r^2/8n * P * A/L n=Viskosität
• das Modell gilt für alle in der Biologie gebräuchlichen Modelle, in denen kleinmolekulare Stoffe passiv durch die Vermittlung eines Gradienten ausgetauscht werden
• das Modell erklärt den Austausch dieser Stoffe durch die Flussrate von Wasser durch eine gewisse Struktur (z.B. Rohr) über ein Gefälle (Höhe, hydrostatischer Druckunterschied), Fließwiderstand und einen Proportionalitätsfaktor
  -das Modell eignet sich für die Klärung von:
  Transportvorgängen an Membranen, Erklärung des Ruhepotentials, Aufnahme und Abgabe von Atemgasen, Strömung in Gefäßen, Elektronok: Ohm’sches Gesetz