Thema Seite 1-9 Flashcards
Matter (= Materie)
Alles was Fläche & Masse umfasst
Atom
Kleinste Einheit von MaterieNucleus {Protonen+Neutronen} + Elektronen
Epot
Energie, die Materie aufgrund ihrer Beschaffenheit oder Struktur besitzt
Orbital
Beschriebt einen bestimmten Raum, um einen oder mehrere Atomkerne, indem sich zu 90% der Zeit Elektronen aufhalten
Kovalente Bindungen
Teilen von Elektronen, schwierig zu trennen
Elektronennegativität
relatives Maß für die Fähigkeit eines Atoms, in einer kovalenten Bindung die Bindungselektronen an sich zu ziehen
Ionische Bindung
Bindung, die aus der elektrostatischen Anziehung positiv (Kation) und negativ (Anion) geladener Ionen resultiert
H-Brückenbindungen
das H ist kovalent an ein stark elektronnegatives Atom gebunden sein [H = positive Partialladung/Pol, Bindungspartner = negative PL/ Pol]-> Dipolelektrostatischen Dipole führen zu Ausrichtung/ gegenseitigen Anziehung der Dipole
Van der Waals
Relativ schwache zwischenmolekulare Kräfte,die zu kurzzeitigen Dipolen zwischen zwei neutralen Atomen/ Molekülen führen können
Stärke chem. Bindungen
Kovalent > Ionisch > H-Brücken > Van der Waals
Wasser
Essentiell für die Existenz von Leben
Die polare kovalente Bindung von H2O
Wasser: neutrales Molekül, elektr. Dipol-Struktur, Elektronen aufgrund der EN vermehrt beim O Polarität führt zu H-Brücken zwischen H2OMolekülen
Eigenschaftenvon H2Odurch Polarität[4st]
Kohäsives Verhalten, Ausdehnung beim Gefrieren, Vielseitigkeit als Lösungsmittel, hoher Schmelz-& Siedepunkt
Eigenschaften von Wasser
a) Kohäsives Verhalten: Zusammenhalt durch H-Brücken, deshalb Wassertropfen auf Oberflächenb) Adhäsionsverhalten: Anziehung zwischen verschiedenen Substanzen, Bildung Meniskus (Wölbung der Wasseroberfläche im Zylinder)c) Oberflächenspannung: durch Anziehung der H-Moleküled) natürlich in gasförmig, flüssig, fest zu finden
Beispiele für Adhäsion und Kohäsion
Wassertransport in Pflanzen: Je dünner das Rohr, desto höher steigt der Meniskus. Durch Transpiration an den Blättern wird zudem ein Unterdruck erzeugt. Wasservorkommen in Böden: Wasserzusammenhalt(kohäsive) + Adhäsive zu Boden Partikeln
Temperaturregulierung H2O
Wasser nimmt Wärme auf und gibt sie wieder ab
Sommer: Küste kühler / Inland heißer, Winter umgekehrt
Kinetische Energie
Energie durch Bewegung, Partikel stoßen zusammen und geben dadurch ihre Energie weiter, durch Reibung = kinet. E in Wärme umgewandelt
Thermische Energie/ Wärmeenergie
Kinetische E. in Atomen/ Molekülen, durch VibrationJe höher die Temperatur, desto mehr Energie haben die Moleküle in den Substanzen. Schnelle Bewegung der Moleküle = viele zusammenstößeJe größer die Masse, desto höher die therm. Energie.
Temperatur
Durchschnittl. Kinetische E. eines Moleküls im Aggregatzustand
Wärme
Thermische Energie die von einem Körper zum anderem übertragen wird
Wärmekapazität von Wasser
H2O kannsehr hohe Menge an Energie aufnehmen, während die Temp. nur leicht steigt →günstig für LebewesenDie spezif.Wärmekapazität =Energie,die von 1g einer Substanz aufgenommen werden muss, um 1°Cwärmer zu werden–1g Wasser = 4JH-Brücken brechen bei Aufnahme von Hitze
Regulierung der Körpertemperatur
Transpiration: Kühlung durch Wasserverdampfung/ Schweis hat zuvor Körperwärme aufgenommenEvaporation: Verdampfen Wasser über Zunge
Ausdehnung beim Gefrieren
Wasseranomalie
Eis schwimmt, weil …
Dichte maximal bei 4°C, Eis = stabile H-Brücken, Flüssig = H-Brücken brechen, formen sich neu
Thermische Zirkulation Welt
Golfstrom & Nordatlantikstrom: Wasser erwärmt sich um den Äquator, aber kühlt sich in der nördlichen Hemisphäre abObere Ozeanschicht befindet sich kaltes Wasser, wird von Sonne aufgewärmt und bei 4°C nach unten, wo es auf 0°C abkühlt
Wasser Lösungsmittel des Lebens
Gelöster Stoff + Lösungsmittel = LösungVielseitiges Lösungsmittel, aufgrund der Dipol-Eigenschaft; Bsp.: Lösung eines Salzes, dass aus Kationen besteht wird von den negativ polar geladenen Enden umzingelt und rausgelöst –hydration shell, nach außen elektr. neutral
hydrophil
Wasserlöslichkeit
hydrophob
Fettlöslichkeit
Zellenaufbau bezogen auf hydrophil/phob
Innen Wasser außen Lipidschicht, Abtrennung
pH-Wert
Das Maß für die Wasserstoff Ionen[H+, eig H3O+] Konzentration in einer Lösung
pH = -log[H+] Wenn der pH sich um +1 erhöht erhöht sich die H+-Konzentration x10
Säure
Lösung mit einer höheren Menge an H+, als WasserGibt H+ ab
Base
Lösung mit einer geringeren Menge an H+,als Wasser; Gibt OH-ab oder nimmt H+ auf
Dynamisches Gleichgewicht von H2O
[H+]=[OH-]=10-7M, reines Wasser pH-Wert =7Wassermoleküle spalten sich mit der gleichen Geschwindigkeit ab, mit der sie gebildet werden.
pH Puffer
Minimieren Konzentrationsänderungen von H+/OH-Schwache Säure(löst sich nur zu Teilen in Wasser)+kooperativ Base (verbindet sich reversibel mit H+)
Amphotere Verbindung
Hat sowohl saure und basische Eigenschaften, z.B.: Wasser reagiert wie eine Base[Säure], wenn eine Säure[Base]dazu gegeben wird.
Hydrogencarbonat
Amphotere Verbindung –beobachtbar bei der Lösung von CO2im Ozean H2CO3akzeptiert/gibt H+ ab
Stromatolithen
Biogene Sedimentgestein, die von Cyanobakterien gebildet wurden, erstes Bakterium die synthetisierten könnenSie haben so viel CO2gebunden, dass der pH-Wert in direkter Umgebung sank und dadurch CaCO3auskristallisierte
Kohlenstoff
Rückgrat des Lebens, Trockensubstanz von Organismen besteht meist aus C-Basis, kann große,komplexeund vielfältige Moleküle bilden, z.B.: Proteine, DNA, RNA, Zellwände, Lipide, Stärke, Zucker, organ. Säure, Hormone
Bindungsmöglichkeiten -C
an, en, in - Bindung
Isomer
Verbindungen mit denselben molekularen Formeln, aber unterschiedlichen Strukturen und Eigenschaften
Strukturelle Isomere
Unterschiedliche kovalente Anordnungen
Cis-trans Isomere
Gleichen koval. Bindungen, aber andere räumliche Strukturen
Enantiomere
Spiegelverkehrt zueinander
Molekulare strukturelle Unterschied der Geschlechtshormone
Unterscheiden nur durch chemisch angehängte Gruppe
Funktionelle Gruppen
Bestandteile von organ. Molekülen, die am häufigsten an chemischen Reaktionen beteiligt sind
Hydroxyl-Gruppe
R –OH, Bsp.: Ethanol „Alkohole“Polar durch das O und bildet H-Brücken aus
Carboxyl-Gruppe
R –COOH,Bsp.: Essigsäure „Carboxylsäuren/ organische Säuren“, reagiert wie eine Säure
Amino-Gruppe
R –NH2, Bsp.: Glycine (COOH) „Amine”Reagiert wie eine Base
Phosphat-Gruppe
R –OPO32-, Bsp.: Glycerol “Organische Phosphate”;Negative Ladung, reagiert mit Wasser, wobei Energie frei wird
Polymer
Lange Kette von C-Atomen, mit demselben Aufbau (Monomere)
Dehydratisierung zu Polymeren
(Hydratisierung durch Einbau von Wasser)
Zucker
Monosaccharide, Wiederholung von CH2O
Monosaccharide
Dienen als Brennstoff für Zellen + Rohmaterial für den Aufbau von Molekülen, monomere Zuckereinheit
Zucker Struktur
Lineare Skelettformel, aber in Wasser Ringform „cyclic“
Disaccharid
Dimer (Molekül aus 2 Monomeren), Ergebnis eine Dehydratisierungsreaktion von zwei Monosacchariden
Polysaccharid
Besteht aus mehreren Zuckermolekülen, die kovalent verbunden sind, Speicher-und Strukturfunktion bestimmt auch durch glykosidischen Bindungen
Stärke
Speicherpolysaccharid der Pflanzen, aus Glucose Monomeren
Glykogen
Speicherpolysaccharid in Tieren
Zellulose
Hauptbestandteil der zähen Pflanzenzellenwänden aus Glucose mit anderen glykosidischen Bindungen
Alpha-Glucose
Helix förmig
Beta-Glucose
geradlinig
Proteine
Zusammengesetzt aus 20 Aminosäuren, bestehend aus mind. 1 oder mehr Polypeptiden
Polypeptide
Unverzweigte Polymere aus Aminosäuren
Enzymproteine
Selektive Beschleunigung von chemischen Reaktionen, Bsp.: Verdauungsenzyme katalysieren die Hydrolyse von Bindungen in Nahrungsmolekülen.
Abwehrproteine
Schutz vor Krankheiten, Bsp.: aktivieren Antikörper
Speicherproteine
Speicherung von Aminosäuren, Bsp.: Casein Milchprotein
Transportproteine
Transport von Substanzen, Bsp.: Hämoglobin, transportiert Sauerstoff durch Membranen aus der Lunge zu anderen Körperteilen
Hormonproteine
Koordination von Organismusaktivitäten, Bsp.: Insulin zur Blutzuckerregulation
Rezeptorproteine
Antwort der Zelle auf chem. Reize, Bsp.: Rezeptoren in der Membran einer Nervenzelle
Kontraktions-und Motorproteine
Bewegung, Bsp.: Motorproteine verantwortlich für Bewegung der Geißel; Aktin-und Myosinprotein für Muskelkontraktion
Strukturproteine
Unterstützung, Bsp.: Keratin in Haaren, Nägeln
Nucleinsäuren
RNA (variabel in der Form), DNA (Doppelhelix)
Lipid/ Fett
Verschiedene Gruppen hydrophober (unpolare Bindungen) Moleküle; Strukturmoleküle, Energiequelle, HormonvorläuferTriglyceride, Phosphorlipide, SteroideGehören zur Klasse der Makromoleküle, sind aber keine echten Polymere.
Triglycerid
d.h.: Fette & Öle, Aufgebaut aus Glycerin und drei FettsäurekettenFett: gesättigte Fettsäuren, fest bei RaumtemperaturÖl: ungesättigte Fettsäuren -> Knick in einer Fettsäure aufgrund von Doppelbindungen, flüssig bei Raumtemperatur
Phosphorlipid
Aufgebaut aus zwei Fettsäuren und einer Phosphat-Gruppe, welche am Glycerol hängt; essenziell für die Existenz von Zellen
Phosphorlipide im Wasser
Anordnung in Doppel(zell)membran Form
Steroide
Kohlenstoffgerüst aus vier verschmolzenen Ringen, Hauptfunktion: Strukturbestandteil von Zellmembranen, die die Membranfluidität beeinflussen z.B.: Vitamin D, Testosteron
Globaler Energiekreislauf
Fast die gesamte Energie, die nötig ist zur Aufrechterhaltung des Lebens wird durch die Sonne bereitgestellt →Photosynthese speichert Energie in biochemischen ProduktenPflanzen = Produzenten, Tiere = Konsumenten
Kraftwerk einer Zelle
Chloroplast und Mitochondrien
Biolumniszenz
Energie, die von der Sonne aufgefangen wurde wird als Kohlenhydrate eingelagert, manche Organismen können die Energie nutzen und sie in chemische Reaktion, die Licht ausstrahlen einsetzen
Stoffwechsel
Gesamtheit chemischer Reaktionen in einem Organismus
Stoffwechselweg: beginnt mit einem bestimmten Molekül was durch mehrere Reaktionen über Enzyme zum Produkt wird
Bioenergetik
Studie darüber, wie Energie durch den Organismus fließtAnabole Wege brauchen Energie, um komplexe Moleküle aus einfacheren zu bildenKatabole Wege setzen Energie frei, indem komplexe Moleküle in einfache gespalten werden
Thermodynamik
Studie der Energieumwandlung
Isoliertes System
Kein Austausch von Energie und Materie
Offenes System
Austausch von Energie und Materie
- Gesetz der Thermodynamik
Energie kann übertragen und umgewandelt, aber nicht verloren gehen
- Gesetz der Thermodynamik
Energie kann nur von nutzbarer in nicht nutzbare umgewandelt werden; lebende Zellen wandeln Energie in Wärme um
Entropie
Maß für die Energiemenge, die nicht mehr in Arbeit umgewandelt werden kann
Spontane Reaktion
Kein Energieinput, Entropie steigt z.B.: Auto rostet, WasserfallKann zu Ausführung von Arbeit genutzt werden (Wasserrad im Fluss)
Gibbs ́sche freie Energie
Frei Energie kann Arbeit verrichten(T u. p = konst.)deltaG > 0 = nicht spontandeltaG < 0 = spontan
Exotherme Reaktion
Energie wird frei, spontan, Atmung, Katabolismus
Endotherme Reaktion
Energie wird benötigt, nicht spontan, Photosynthese, Anabolismus
Arbeit einer Zelle
Chemische, mechanische Arbeit und TransportZellen nutzen exotherme Prozesse, um endotherme Prozesse anzutreiben–Übermittelt durch ATP
Funktion ATP
Chemische Reaktionen ablaufen lassen, Aktivierung eines Transportproteins (um gegen das Konzentrationsgefälle zu transportieren)
Regeneration von ATP
Erneuerbare Ressource, indem ADP + P durch ein Protein zu ATP katalysiert werden, das Protein wird durch den Durchfluss von H+ angetrieben
Funktion Enzym
Erleichtern metabolische Reaktionen, indem durch ihren Einsatz der benötigte Energieeinsatz sinkt; Enzym sind hoch spezifisch& unterschiedlich (z.B. bei Arbeitsbedingungen)
Enzym katalysierte Reaktionen
Substrat: Edukt auf,dass das Enzym reagiert; Aktive Stelle: Bereich an dem Enzym wo das Substrat gebunden wird
→senkt Aktivierungsenergiebarriere durch Richtige Ausrichtung des Substrats, Substratbindung spannen, bereitstellen eines günstigen Mikromilleus, kovalente Bindungen an das Substrat
Regulierung von Enzymaktivität
Kompetitive Inhibitoren: binden an aktives Zentrum, konkurrieren mit Substrat darumNicht-kompetitive Inhibitoren: binden an anderen Teil des Enzyms, aktive Stelle wird ineffektivFeedback-Inhibitoren/ Rückkopplungshemmung: Endprodukt eines Stoffwechselwegs bindet an Enzym, was zu Veränderung der aktiven Stelle des Enzyms führt
Michaelis-Menten
KM: Maß für die Affinität eines Enzyms für das Substrat Substratkonzentration = 1/2VMax
Zelle
Kleinste Einheit der Materie, welche lebtEinzeller(Amöbe) Mehrzeller(Elefant)
Größte Zelle
Dotter bzw. Eigelb
Längste Zelle
Neuronale Dendriten (>1m)
Mikroskop Techniken
Lichtmikroskop, Fluoreszenzmikroskop, Elektronenmikroskop
Prokaryoten
Freischwimmendes Erbmaterial (Chromosomen, DNA), Bakterien & Archaea; Kein Zellkern, Zellorganellen nicht membrangebunden, Zytoplasma durch Plasmamembran begrenzt
Eukaryoten
Chromosomen in Zellkern abgetrennt, Pilze/ Tiere/ Pflanzen/ Protozoen; Membrangebundene Organellen, Zytoplasma zwischen Zellkern und Plasmamembran
Tierzelle vs. Pflanzenzelle
Pflanzen: Chloroplasten, Zellwand, Plasmodesmen, VakuolenBeides: Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, Ribosomen, Mitochondrien, Zellkern
Plasmamembran
Selektive Barriere, nur durchlässig für Sauerstoff, Nährstoffe und Abfälle, bestehen aus Doppelschicht aus Phosphorlipiden (in der Membran Proteine an denen tlw. Kohlenhydratketten sind)
Chromatin
Spezieller Komplex aus DNA und ProteinenEuchromatin: Lose DNA-Wicklung, kann transkribiert werden, in Eu-und ProkaryotenHeterochromatin: Enge DNA-Wicklung, nur in Eukaryoten
Ribosom
Dienen zur Proteinsynthese, können frei im Zytosol vorliegen oder auf dem ER (Endoplasmatisches Retikulum)
Translation
Von der RNA bis zum Protein: Ribosomen führen tRNA zum Aminosäure-kodierenden-Nukleotid-Triplett, dort werden dann die passenden Aminosäuren kovalent an den Proteinstrang gekoppelt
Polysomen
Mehrere Ribosomen translatieren gleichzeitig einenm RNA-Strang
ER
Endoplasmatisches Retikulum, Raues und Glattes ERGlattes ER: Keine Ribosomen, synthetisiert Lipide, metabolisiert Kohlenhydrate, Endgiftet, Speichert Calcium-IonRaues ER: Oberfläche mit Ribosomen besetzt, Bildet Glykoproteine, Verteilung der Transportvesikel, Membranfabrik der Zelle
Golgi-Apparat
Modifiziert/ Ändert Produkte vom ER, Sortiert und verpackt Stoffe in TransportvesikelnCis-Seite: Empfang, Trans-Seite: Versendungsseite
Lysosom
Membranartiger Sack mithydrolytischen Enzymen, die Makromoleküle verdauen können
Phagozytose
Fresszellenbildung, Lysosom verdaut Nahrung
Autophagie
Lysosom baut beschädigte Organellen ab
Vakuole
Nahrungsvakuolen (Bildung durch Phagozytose), Kontraktionsvakuolen (Pumpen überschüssiges Süßwasser aus Zellen), Zentralvakuolen (Aufnahme von organ. Verbindungen & Wasser)
Mitochondrien
Ort der zellulären Atmung + Bildung von ATP, zwei Membranen (innere und äußere), enthalten ihre eigene DNA
Chloroplasten
Enthalten das grüne Pigment Chlorophyll, andere Enzyme -> Photosynthese, zwei Membranen (innere & äußere), enthalten ihre eigene DNA
Proplastide
Können sich alle in verschiedene Plastide (in Pflanzen besondere Zellorganellen) entwickelnChloroplast, Chromoplast, Etioplast, Leukoplast [Amyloplast, Elaioplast]
Chromoplast
Synthese und Speicherung von Pigmenten
Etioplast
Chloroplasten-Zwischenprodukt, Entwickelung bei Abwesenheit von Licht
Leukoplast
Sammlung von pigmentfreien Plastiden, wie Amyloplasten (Stärkespeicherung und Verstoffwechslung)und Elaioplasten (Speicherung von Lipiden)
Zytoskelett
Netzwerk von Fasern, die sich durch das Zytoplasma erstrecken Schutz/Struktur der Zelle; integriert Motorproteine, um Beweglichkeit zu erzeugen -> Vesikel wandern entlang des Skeletts; Verankerung vieler Organellen
Fasertypen
Mikrotubulin, Aktinfilament, Intermediärfilamente
