Übungsblätter Biophysik

Question 1

Warum benötigen anoxygen phototrophe Organismen kein Reduktionsmittel?

Answer 1

Da kein Sauerstoff durch Wasserspaltung freigesetzt wird (Nur ein Photosystem vorhanden) werden keine typischen Reduktionsäquvalente benötigt. Als Elektronendonoren dienen andere Verbindungen (Schwefel, organische). Die meisten anoxygenen phototrophen Bakterien sind zusätzlich noch in der Lage mithilfe von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid photolitoautotroph zu Leben.

Question 2

Nennen sie 3 Arten von Organismen, die anoxygene Photosysnthese betreiben!

Answer 2

Halobakterien, Purpurbakterien, Grüne Schwefelbakterien

Question 3

Wie wird das fehlende Elektron am Special Pair wieder aufgefüllt?

Answer 3

Das fehlende Elektron des Speziellen Paars wird durch ein Cytochrom c, das an das Reaktionszentrum andockt, wieder aufgefüllt.

Question 4

Wie viel Elektronen transportiert das Ubichinon QB?

Answer 4

Eines (?)

Question 5

Erklären sie die Begriffe Internal Conversion und Intersystem Crossing!

Answer 5

Internal Conversion: Innere Umwandlung bezeichnet den strahlungslosen Übergang von einem elektronisch angeregten Zustand in einen anderen, ohne Änderung der Multiplizität (keine Spinumkehr).

Intersystem Crossing: bezeichnet den strahlungslosen Übergang von einem elektronischen Anregungszustand in einen anderen Anregungszustand mit veränderter Multiplizität (der elektronische Grundzustand ist hierbei mit umfasst). Üblicherweise wird ein schwingungsangeregtes Niveau des neuen Zustands besetzt.

Question 6

Warum verweilen Elektronen kürzer im S2 Zustand als im S1 Zustand?

Answer 6

Da der S2 Zustand energetisch höher und damit Instabiler ist.

Question 7

Worin besteht der Unterschied zwischen Kinesin und Dynein?

Answer 7

Kinesin: ie Bewegungsrichtung von Kinesin ist meistens vom Minus- zum Plusende des Mikrotubulus
Dynein: bewegen sich meistens vom Plus- zum Minusende eines Mikrotubulus (von der Zellmembran zum Zellkern)

Question 8

Bei welchem Physiologischen Prozess ist Aktin von Bedeutung?

Answer 8

Kontraktive Prozesse (Aktin/Myosin WW), Stabilisierung (Zellwand), Transport. Allgemein stehts in WW mit Myosin!

Question 9

Beschreiben sie das Verfahren der TIRF Mikroskopie!

Answer 9

Methode der Floureszenzmikroskopie; Floureszenz des Präparats wird über evaneszentes (abklingendes) Feld angeregt. Bei TIRFM wird ausgenutzt, dass Licht, das unter einem flachen Winkel auf eine Glas-Wasser-Grenzfläche fällt, total reflektiert wird. Im Wasser hinter dem Glas bildet sich dabei ein evaneszentes Feld aus (also ein Lichtfeld, dessen Intensität exponentiell in die Probe hinein abfällt) mit einer typischen Eindringtiefe für sichtbares Licht von 100–200 nm. Befinden sich dort fluoreszierende Moleküle, die Licht der eingestrahlten Wellenlänge absorbieren können, so werden diese zur Emission von Fluoreszenzlicht angeregt. Dies führt zu einer sehr guten Begrenzung der erzeugten Fluoreszenz auf glasnahe Bereiche

Question 10

Wodurch wird die hohe Auflösung erreicht? Was wird sichtbar gemacht (Beispiel)?

Answer 10

Die beobachtete Schicht ist nur 100–200 nm dünn. Dadurch wird eine deutlich bessere Auflösung entlang der optischen Achse (z-Richtung) erzielt als bei normaler Fluoreszenzmikroskopie.
zur Untersuchung von Strukturen, die sich sehr nahe (ca. 200 nm für sichtbares Licht) an einer Oberfläche befinden (Membranproteine)

Question 11

Warum wird bei der Emisionsspektroskopie in einem Winkel von 90° zur Anregung gemessen?

Answer 11

Um die Anregungsstrahlung ( λ e x ) nicht mit zu erfassen.

Question 12

Was ist die Aufgabe eines Monochromators?

Answer 12

Optische Apperatur zur isolierung einer bestimmten wellenlänge (monochromatisch) aus einer Lichtquelle (polychromatisch)

Question 13

Sie strahlen mit Licht einer bestimmten Wellenlänge auf ihre Probe ein. In welchem Bereich sind
die Messwerte am Detektor zu erwarten (Emisionsspektroskopie)?

Answer 13

Man misst die Wellenlänge des emitierten Lichtes der Probe (=Floureszenz), dieses verschiebt sich dem Anregungslicht gegenüber in den langwelligen Bereich (Stoke Shift).

Question 14

Was wird bei der Emissionsspektroskopie gemessen? Was bei der Absorptionsspektroskopie?

Answer 14

Emissionsspektroskopie: Man misst die Wellenlänge des emitierten Lichtes der Probe (=Floureszenz)
Absorptionsspektroskopie: Stärke der Absorbtion des Anregungslichtes beim Durchgang durch die Probe.

Question 15

Was ist bei der Wahl der Küvette zu beachten?

Answer 15

Glas (je nach gewünschter Transmission und Widerstandsfähigkeit)
Schichtdicke (z.B. in Normal- und Mikroküvetten mit und ohne Abstandshalter)
Konstruktion (in zerlegbare, kompakte und Einwegküvetten)
Aggregatzustand der Probe (in Flüssigkeits- und Gasküvetten)
Probenzufuhr (in Durchflussküvetten und Küvetten für die manuelle Probenzufuhr)
Messgenauigkeit (in Routine- und Präzisionsküvetten)

Question 16

Wie sind Spannung und Dehnung definiert?

Answer 16

Spannung ist ein Maß für die Kraft, die ein Material verformt. Materie kann auf vielerlei Weisen deformiert werden, aber fast immer wirkt dabei die verformende Kraft auf eine Fläche ein. Diese “Kraft pro Fläche” ist die Spannung :
Spannung: σ = F / A [N/m^2]
Dehnung ist ein Maß dafür, wie sehr sich ein Objekt unter dem Einfluß von einer Spannung verformt. Die Dehnung ε ist als dimensionsloses Verhältnis von Größenänderung DELTA L zu Anfangsgröße L0 definiert:
Dehnung: ε = L / L0

Question 17

Was ist die Reißlänge eines Materials?

Answer 17

Lr = Rm/p*g 
Lr = Reißlänge; RmZugfestigkeit; p=Dichte; g=Gewichtsbeschleunigung

Es handelt sich dabei um diejenige Länge, bei der ein frei hängender Querschnitt eines Stoffs durch seine eigene Gewichtskraft an der Befestigung abreißt.

Question 18

Was bezeichnet man als Fließen eines Materials?

Answer 18

Das Fließen von Metallen ist eine plastische Verformung. Ein Stoff beginnt zu fließen, wenn eine von außen wirkende Belastung so groß ist, dass die entstehende Spannung an einer Stelle des Materials größer ist als die jeweilige Fließgrenze des Stoffs. Die Fließgrenze wird auch als Fließspannung bezeichnet.