Biogeochemie: Katabolismus und Anabolismus
120 Questions
0 Views

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Was ist Symbiose?

  • Eine Interaktion zwischen Organismen. (correct)
  • Eine Interaktion, bei der nur ein Organismus profitiert.
  • Eine Beziehung ohne jegliche Wechselwirkungen.
  • Eine Art von Fütterung.

    • Im Mutualismus profitieren beide Partner von der Interaktion.

    True

    Nenne ein Beispiel für eine nützliche Symbiose.

    Flechten

    Das menschliche Gastrointestinal (GI) Trakt besteht aus ca. $10^{13}$ ______, welche die Verdauung unterstützen.

    <p>Mikroorganismen</p> Signup and view all the answers

    Welches Bakterium ist in Wurzelknollen von Hülsenfrüchten vorhanden?

    <p>Stickstoff fixierende Bakterien</p> Signup and view all the answers

    Ökologie untersucht nur die Wechselwirkungen zwischen Organismen untereinander.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptvorteil von Mikroorganismen im menschlichen Darm?

    <p>Sie unterstützen die Verdauung und produzieren Nährstoffe.</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe den richtigen Definitionen zu:

    <p>Symbiose = Interaktionen zwischen Organismen Mutualismus = Vorteil für beide Partner Ökologie = Studie der Interaktionen mit der Umgebung Parasitismus = Vorteil für einen und Nachteil für den anderen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aspekte sind notwendig für das Leben?

    <p>Abgrenzung von der Umgebung</p> Signup and view all the answers

    Leben benötigt keine Replikation zur Fortpflanzung.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei Informationsmakromoleküle, die für Zelluläre Operationen verantwortlich sind.

    <p>Nukleinsäuren und Proteine</p> Signup and view all the answers

    Das bedeutendste Ereignis in der Erdgeschichte für den Beginn von ________ war vor 1,75 Milliarden Jahren.

    <p>multizellulärem Leben</p> Signup and view all the answers

    Ordne die biologischen Prozesse den entsprechenden Begriffen zu:

    <p>Metabolismus = Energieproduktion Replikation = Kopieren von genetischem Material Evolvierbarkeit = Anpassung durch natürliche Selektion Genetik = Vererbung von Eigenschaften</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten das Konzept der 'Legosteine' in der Biologie?

    <p>Varianz führt zu Vielfalt, ähnlich wie Legosteine.</p> Signup and view all the answers

    Meiose ist ein Mechanismus zur Energieerzeugung.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Beispiel für einen dramatischen Wandel in der Geochemie der Erde durch lebende Organismen?

    <p>Sauerstoffproduktion durch Fotosynthese</p> Signup and view all the answers

    Wer hat die Theorie der natürlichen Selektion unabhängig von Darwin vorgeschlagen?

    <p>Alfred Wallace</p> Signup and view all the answers

    Die Gendrift führt immer zu einer Erhöhung der genetischen Variation.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was besagt die Endosymbiontentheorie?

    <p>Sie besagt, dass bestimmte Organellen wie Mitochondrien ursprünglich eigenständige Organismen waren, die durch Symbiose in Zellen integriert wurden.</p> Signup and view all the answers

    Der Prozess der genetischen Variation durch ___________ und Rekombination wird als Mechanismus der Evolution angesehen.

    <p>Mutation</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Wissenschaftler den entsprechenden Theorien zu:

    <p>Alfred Wallace = Natürliche Selektion Konstantin Mereschkowsky = Symbiose Lynn Margulis = Endosymbiontentheorie Charles Darwin = Natürliche Selektion</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das experimentelle Evolutionsexperiment auf der Agarplatte?

    <p>Die Veränderung der Bakterienpopulation in Reaktion auf erhöhte Antibiotikakonzentrationen.</p> Signup and view all the answers

    Mutation kann als ein Mechanismus angesehen werden, der neue genetische Variationen schafft.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Bei der ___________ wird untersucht, welche Mutationen bei einem definierten Startpunkt auftreten.

    <p>experimentellen Evolution</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Ereignisse trägt dazu bei, ein thermodynamisches Gleichgewicht zu verhindern?

    <p>Polymerisation</p> Signup and view all the answers

    Es gibt primitive Zellen/Organismen, die die Grundlage für das Leben darstellen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne einen grundsätzlichen Ansatz zur Untersuchung des Ursprungs des Lebens.

    <p>Top down oder bottom up</p> Signup and view all the answers

    Ohne ______ kein Metabolismus.

    <p>Katalysatoren</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Ansätze zur Untersuchung des Ursprungs des Lebens den entsprechenden Beschreibungen zu:

    <p>Top down = Heutige Organismen untersuchen Bottom up = Bedingungen vor dem Leben betrachten</p> Signup and view all the answers

    Was wird benötigt, um Metabolismus zu erreichen?

    <p>Energiequellen</p> Signup and view all the answers

    Die Entsorgung von Abfallprodukten hilft, ein thermodynamisches Gleichgewicht zu erreichen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist eines der Hauptmaterialien, die für den Ursprung des Lebens benötigt werden?

    <p>Energie oder Baustoffe</p> Signup and view all the answers

    Wie sind die beta-Faltblätter stabilisiert?

    <p>Durch Wasserstoffbrückenbindungen</p> Signup and view all the answers

    Die Reste der Aminosäuren sind in beta-Faltblättern immer auf der gleichen Seite angeordnet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Welcher Strukturtyp wird als 'Loop' bezeichnet?

    <p>Eine Struktur, die eine feste 3D-Form hat, aber nicht in eine Sekundärstruktur gefaltet ist.</p> Signup and view all the answers

    Die Strukturmotive kommen in _______ vor, benötigen jedoch Domänen, um eine 3D-Struktur anzunehmen.

    <p>Proteinen</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe den jeweiligen Beschreibungen zu:

    <p>Beta-Faltblatt = Ein pleated sheet, stabilisiert durch Wasserstoffbrücken Loops = Kurven zwischen Sekundärstrukturelementen Tertiärstruktur = Gesamtheit der 3D-Anordnung eines Proteins Domäne = Struktureinheit innerhalb von Proteinen</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Elemente ist kein Sekundärstrukturelement?

    <p>Domäne</p> Signup and view all the answers

    Ein Strukturmotiv kann alleine eine 3D-Struktur annehmen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was unterscheidet Tertiärstruktur von Sekundärstruktur?

    <p>Tertiärstruktur bezieht sich auf die gesamte 3D-Anordnung eines Proteins, während Sekundärstrukturen spezifische lokale Faltungen sind.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Anteil der Biomasse auf der Erde besteht aus Pflanzen?

    <p>80%</p> Signup and view all the answers

    Bakterien machen mehr als die Hälfte der gesamten Biomasse auf der Erde aus.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was wird von der Pflanze produziert, um die Konzentration von Sauerstoff in den Knollen zu entfernen?

    <p>Leghemoglobin</p> Signup and view all the answers

    Gliederfüsser nehmen etwa die Hälfte der tierischen ________ an.

    <p>Biomasse</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Organismen den korrekten Biomassekategorien zu:

    <p>Pflanzen = ca. 80% Bakterien = ca. 13% Tiere = ca. 7% Viren = ca. 7%</p> Signup and view all the answers

    In welchen Umgebungen kommt die meiste Biomasse bei Pflanzen und Pilzen vor?

    <p>Terrestrischen Umgebungen</p> Signup and view all the answers

    Die meisten Tiere und Protisten haben ihre Biomasse in terrestrischen Umgebungen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Welches Bauprinzip wird für den Tarnungseffekt bei Zwergtintenfisch verwendet?

    <p>Symbiose mit biolumineszenten Bakterien</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt den Ursprung des zellulären Lebens (LUCA)?

    <p>Metabolismus, DNA, RNA, Replikation und Proteinsynthese</p> Signup and view all the answers

    Die Eukaryoten sind vor den Prokaryoten entstanden.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Wann fand das Great Oxidation Event (GOE) statt?

    <p>vor 2.4 Milliarden Jahren</p> Signup and view all the answers

    Die Erde ist etwa __________ Jahre alt.

    <p>4.57 Milliarden</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe den entsprechenden Definitionen zu:

    <p>Eukaryoten = Zellen mit einem Zellkern Prokaryoten = Einzellige Organismen ohne Zellkern Bakterien = Prokaryotische Mikrorganismen Archaeen = Prokaryoten, die in extremen Umgebungen leben</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine der Hauptfunktionen der aeroben Atmung?

    <p>Energieerzeugung aus Zucker</p> Signup and view all the answers

    Das Leben wird seit mehr als 4 Milliarden Jahren dokumentiert.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Welche chemischen Eigenschaften haben Archaeen und Bakterien?

    <p>Hohe chemische Diversität</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet es, wenn ein Kohlenstoffatom chiral ist?

    <p>Es hat vier verschiedene Gruppen.</p> Signup and view all the answers

    Die Primärstruktur eines Proteins ist die dreidimensionale Faltung der Aminosäurekette.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was sind Peptide und wie unterscheiden sie sich von Proteinen?

    <p>Peptide sind Polymere aus 2 bis 100 Aminosäuren, während Proteine aus mindestens 100 Aminosäuren bestehen.</p> Signup and view all the answers

    Die 3D-Struktur eines Proteins umfasst Eigenschaften wie __________ und _________.

    <p>Sekundärstruktur, Domänen</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Strukturtypen den richtigen Beschreibungen zu:

    <p>Primärstruktur = Lineare Aminosäuresequenz Sekundärstruktur = Alpha-Helices und Beta-Faltblätter Tertiärstruktur = Dreidimensionale Faltung Quartärstruktur = Zusammensetzung mehrerer Polypeptidketten</p> Signup and view all the answers

    Welcher Mechanismus ist notwendig für die Faltung von Proteinen?

    <p>Interaktionen zwischen Aminosäure-Seitenketten</p> Signup and view all the answers

    Alle Proteine sind statisch und verändern sich nicht.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Hauptbestandteile, aus denen Nucleotide DNA-Stränge formen?

    <p>Zucker, Phosphatgruppe, und stickstoffhaltige Base</p> Signup and view all the answers

    Was wurde im Experiment von Stanley Miller und Harold Urey nachgewiesen?

    <p>Bildung von kleinen organischen Molekülen</p> Signup and view all the answers

    Die Theorie der prabiotischen Suppe besagt, dass das Leben aus organischen Stoffen entstand, die in einer 'heißen, verdünnten Suppe' angesammelt wurden.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Wer machte Experimente zur Theoriebildung über den Ursprung des Lebens mit einer UV-Licht Quelle?

    <p>Alexander Oparin und John BS Haldane</p> Signup and view all the answers

    Die chemischen Reaktionen, die zur Entstehung des Lebens führten, wurden in einem ______ von Wasser, Methan, Ammoniak und Wasserstoff getestet.

    <p>Experiment</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Theorien über den Ursprung des Lebens den entsprechenden Beschreibungen zu:

    <p>Präbiotische Suppe = Organische Moleküle bildeten sich in einer warmen dünnen Lösung. RNA-Welt = RNA stellte die erste Form von genetischem Material dar. Serpentinisierung = Prozesse, die in hydrothermalen Quellen stattfinden. Pyrit = Mineral, das möglicherweise eine Rolle bei der Entstehung des Lebens spielte.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt ein Problem des Miller-Urey Experiments?

    <p>Die Uratmosphäre war vermutlich aus unproduktiven Molekülen zusammengesetzt.</p> Signup and view all the answers

    Das Miller-Urey Experiment hat die Hypothese von Oparin und Haldane widerlegt.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Welche wichtigen chemischen Elemente benötigte der Experiment von Oparin und Haldane für die Erzeugung organischer Substanzen?

    <p>Ammoniak, CO2, Wasser</p> Signup and view all the answers

    Welches Organell ist nicht in pflanzlichen Zellen zu finden?

    <p>Lysosom</p> Signup and view all the answers

    Die Eukaryotische Zelle hat keine Gene von Bakterien.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne eine gemeinsame Eigenschaft zwischen dem Metabolismus von Eukaryoten und Bakterien.

    <p>Ähnlichkeit im Metabolismus</p> Signup and view all the answers

    Linneus klassifizierte Lebewesen in ______ Reiche.

    <p>zwei</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Wissenschaftler den von ihnen vertretenen Anzahl der Reiche zu:

    <p>Linneus = Zwei Häckel = Drei Woese 1977 = Sechs Woese 1990 = Drei</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Hinweis darauf, dass die Theorie über die Herkunft der Eukaryoten korrekt sein könnte?

    <p>Genetische Gemeinsamkeiten zwischen verschiedenen Eukaryoten und Archaeen/Bakterien.</p> Signup and view all the answers

    Der horizontale Austausch von DNA hat keinen Einfluss auf die Evolution.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was wurde 1990 von Woese bezüglich der Reichsklassifikation vorgeschlagen?

    <p>Drei Reiche: Eukaryoten, Prokaryoten, Archaeen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist an den aktiven Stellen biologischer Katalysatoren häufig vorhanden?

    <p>Eisen</p> Signup and view all the answers

    Methanogenese ist ein endergonischer Prozess.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne eine Hypothese über den Ursprung des Lebens in Bezug auf hydrothermale Systeme.

    <p>Leben könnte an hydrothermalen Systemen am Boden des Ozeans begonnen haben.</p> Signup and view all the answers

    Die Essenz der Methanogenese besteht in der Energiegewinnung aus Wasserstoff und _______.

    <p>CO2</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle von Katalysatoren in chemischen Reaktionen?

    <p>Verringern die Aktivierungsenergie</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Stoffwechselwege ihren Beschreibungen zu:

    <p>Methanogenese = Energieerzeugung aus Wasserstoff und CO2 Acetogenese = Produktion von Acetat aus Kohlenstoffverbindungen Katalyse = Erhöhung der Reaktionsrate durch Katalysatoren Geochemie = Chemische Prozesse in der Erdkruste</p> Signup and view all the answers

    LUCA hatte weniger als 500 Gene.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Ein wichtiger Bestandteil der Methanogenese sind _______ Lösungen, aus denen Energie gewonnen wird.

    <p>Sulfid</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Aktivierungsenergie in einer chemischen Reaktion?

    <p>Energie, die zur Initiierung einer Reaktion benötigt wird</p> Signup and view all the answers

    Katalysatoren erhöhen die Aktivierungsenergie einer Reaktion.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei Faktoren, die die Enzymaktivität beeinflussen.

    <p>Temperatur und pH-Wert</p> Signup and view all the answers

    Enzyme sind biologische ________, die chemische Reaktionen beschleunigen.

    <p>Katalysatoren</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe den passenden Beschreibungen zu:

    <p>Substrat = Das Molekül, das vom Enzym bearbeitet wird Enzymaktivität = Die Rate, mit der ein Enzym eine Reaktion katalysiert Kofaktor = Ein nicht proteinartiger Bestandteil, der für die Aktivität von Enzymen erforderlich ist Inhibitor = Ein Molekül, das die Aktivität eines Enzyms verringert</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt ATP in biologischen Prozessen?

    <p>Es vermittelt Energie für biochemische Reaktionen</p> Signup and view all the answers

    Das Produkt einer enzymatischen Reaktion hat dieselbe Energie wie das Substrat.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Beziehung zwischen Enzym und Substrat wird häufig als ________-Modell bezeichnet.

    <p>Schlüssel-Schloss</p> Signup and view all the answers

    Welcher Mechanismus führt zur genetischen Variation, indem er während der Meiose rekombiniert?

    <p>Rekombination</p> Signup and view all the answers

    Die Gendrift führt immer zu einer Erhöhung der genetischen Variation.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei Mechanismen, die zur Evolution führen.

    <p>Mutation und natürliche Selektion</p> Signup and view all the answers

    Der Prozess, bei dem zwei verschiedene Organismen sich zusammenführen, wird als __________ bezeichnet.

    <p>Symbiose</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Wissenschaftler den richtigen Konzepten zu:

    <p>Alfred Wallace = Theorie der natürlichen Selektion Lynn Margulis = Endosymbiontentheorie Konstantin Mereschkowsky = Symbiose in Evolution</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die experimentelle Evolution ist korrekt?

    <p>Sie prüft Selektion nach einer definierten Zeit.</p> Signup and view all the answers

    Natürliche Selektion kann Innovationen schaffen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was besagt die Endosymbiontentheorie?

    <p>Mitochondrien stammen von früheren Prokaryoten und waren einst eigenständige Organismen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Struktur von Proteinen beschreibt die spezifische Faltung eines gesamten Proteins?

    <p>Tertiärstruktur</p> Signup and view all the answers

    Die Quartärstruktur von Proteinen entsteht durch die Faltung eines einzelnen Proteinmoleküls.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck eines 'Assays' im Kontext der Proteinuntersuchung?

    <p>Ein experimenteller Ansatz zur Untersuchung der Proteinaktivität.</p> Signup and view all the answers

    Proteine können im biologischen Kontext ________ oder im Reagenzglas untersucht werden.

    <p>in vivo</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Strukturen ihren Beschreibungen zu:

    <p>Primärstruktur = Einzelne Atome und ihre Verbindungen Sekundärstruktur = Alpha Helices und Beta Faltblätter Tertiärstruktur = Fertig gefaltete Form eines ganzen Proteins Quartärstruktur = Zusammenlagerung mehrerer Proteine</p> Signup and view all the answers

    Welches Element hat keinen Einfluss auf die Stabilität von Beta-Faltblättern?

    <p>Peptidbindungen</p> Signup and view all the answers

    Die Henderson-Hasselbalch Gleichung ist entscheidend für die Berechnung der Aktivität von Enzymen unter variierenden pH-Werten.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Warum gibt es in der Biologie nur 20 Aminosäuren?

    <p>Sie sind während der evolutionären Entwicklung selektioniert worden, um metabolische Wege zu unterstützen.</p> Signup and view all the answers

    Welche dieser Moleküle sind Beispiele für Makromoleküle?

    <p>Proteine</p> Signup and view all the answers

    Amphipathische Moleküle haben immer nur hydrophile Eigenschaften.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei verschiedene Formen von Glukose.

    <p>Zyklisch und Offenkettig</p> Signup and view all the answers

    Fettsäuren sind lange _____ und _____ Ketten.

    <p>Kohlenstoff, Wasserstoff</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Biomolekülklassen ihren entsprechenden Untergruppen zu:

    <p>Lipide = Fettsäuren und Glycerin Kohlenhydrate = Zucker wie Glukose Proteine = Aminosäuren Nukleinsäuren = Nukleotide</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Eigenschaft von gesättigten Fettsäuren?

    <p>Sie enthalten nur Einfachbindungen.</p> Signup and view all the answers

    Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die alle für die Bildung von Proteinen erforderlich sind.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was sind Koenzyme und welches Beispiel wird genannt?

    <p>Koenzyme sind Moleküle, die Enzyme bei Reaktionen unterstützen, z.B. Eisen-Schwefel Cluster.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Einheit und Vielfalt des Lebens

    • Symbiose: Wechselwirkungen zwischen Organismen, wichtig für das Leben. Unterscheidung:
      • Parasitismus: nur ein Organismus profitiert
      • Mutualismus: beide Partner profitieren
    • Ökologie: Untersuchung der Interaktionen zwischen Organismen und ihrer Umgebung.
    • Beispiele nützlicher Symbiosen:
      • Flechten: enthalten phototrophe Cyanobakterien.
      • Darmmikrobiota: ca. 10^13 Mikroorganismen im menschlichen Darm, unterstützen Verdauung und Nährstoffproduktion, schützen vor Pathogenen.
      • Wurzelbakterien: Stickstofffixierende Bakterien in Wurzelknollen von Hülsenfrüchten.
    • Moderne Lebensdefinition:
      • Erfordert Metabolismus, Abgrenzung von der Umgebung, genetische Vernetzung und Evolvierbarkeit.
    • Informationsmakromoleküle: Nukleinsäuren und Proteine sind entscheidend für Energiespeicherung und Reproduktion.
    • Vergleich mit Legosteinen: Strukturvielfalt entsteht durch Kombination simpler Bausteine.

    Geschichte des Lebens auf der Erde

    • Lebensanpassung: Leben verändert die Geochemie der Erde, anpassungsfähig an Umweltbedingungen.
    • Beginn des multizellulären Lebens: Etwa vor 1,75 Milliarden Jahren.
    • Meiose: Neuer Reproduktionsmechanismus, wichtig für genetische Diversität.
    • Alfred Wallace: Vorschlag der Evolution durch natürliche Selektion (1858).
    • Konstantin Mereschkowsky: Symbiose zwischen unterschiedlichen Organismen; Ursprung von Mitochondrien und Photosynthese aus bakterieller Quelle.
    • Lynn Margulis: Förderung der Endosymbiontentheorie.

    Mechanismen der Evolution

    • Mutation & horizontaler Gentransfer: Führt zu genetischer Variation, natürliche Selektion und Gendrift sortieren diese.
    • Darwin's Finken: Beispiel für Rückschlüsse auf evolutionäre Entwicklung durch Beobachtungen.
    • Experimentelle Evolution: Startpunkt wird definiert, Selektion und Mutationen werden über Zeit beobachtet.

    Ursprung des Lebens

    • Biochemische Grundlagen:
      • Notwendige Bedingungen: Energiequelle, Polymerisation, Katalysatoren und Abfallentsorgung, um ein thermodynamisches Gleichgewicht zu vermeiden.
      • Metabolismus, Membranen, Proteine müssen zeitgleich entstanden sein; primitive Zellen sind nicht existent.

    Betrachtungsansätze zum Ursprung des Lebens

    • Top-Down-Ansatz: Analyse heutiger Organismen, um Rückschlüsse auf frühere Lebensformen zu ziehen.
    • Bottom-Up-Ansatz: Untersuchung geochemischer Bedingungen vor dem Leben zur Ermittlung der Voraussetzungen für Lebensentstehung.

    Stickstofffixierung und Symbiose

    • Nitrogenase ist empfindlich gegenüber Sauerstoff, der jedoch für die ATP-Herstellung notwendig ist.
    • Pflanzen produzieren Leghemoglobin, um Sauerstoffkonzentration in Knollen zu regulieren.
    • Zwergtintenfische haben eine Symbiose mit biolumineszenten Bakterien, die sie auf der Bauchseite zur Tarnung tragen.

    Biomassezusammensetzung auf der Erde

    • Pflanzen stellen ca. 80% der terrestrischen Biomasse dar.
    • Bakterien machen etwa 13% der Biomasse aus, während Archaeen, Pilze, Protisten, Tiere und Viren zusammen etwa 7% ausmachen.
    • Die gesamte Biomasse auf der Erde wird auf ca. 550 Gt geschätzt.

    Biomassenverteilung in verschiedenen Lebensräumen

    • Die höchste Biomasse bei Pflanzen und Pilzen findet sich in terrestrischen Umgebungen.
    • Tiere und Protisten dominieren in marinen Lebensräumen.
    • Eukaryoten entstanden vor ca. 2,5 Milliarden Jahren, während die Ozonschicht vor 2 Milliarden Jahren das Leben auf dem Land ermöglichte.

    Entwickelung des Lebens

    • Life began vor ca. 4 Milliarden Jahren mit LUCA (Last universal common ancestor), das Metabolismus, DNA, RNA, Replikation und Proteinsynthese beinhaltete.
    • Das Great Oxidation Event markierte einen langsamen Anstieg des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre vor 2,4 Milliarden Jahren.

    Evolutionäre Entwicklung

    • Heutige Archaeen, Eukaryoten und Bakterien entwickelten sich unabhängig voneinander, basierend auf einem gemeinsamen Ursprung.
    • Bakterien und Archaeen sind prokaryotisch, Eukaryoten sind eukaryotisch und besitzen eine größere chemische Diversität.

    Genetische Gemeinsamkeiten

    • Die genetischen Codes von verschiedenen Eukaryoten und Prokaryoten zeigen signifikante Gemeinsamkeiten, die auf gemeinsame evolutionäre Ursprünge hinweisen.
    • Horizontaler Gentransfer complicates the tracing of evolutionary lineages.

    Klassifikationssysteme

    • Linneus identifizierte nur Pflanzen und Tiere, während Häckel drei Reiche (Pflanzen, Tiere, Protisten) vorschlug und Woese schließlich ein System mit sechs bzw. drei Reichen (Eukaryoten, Prokaryoten, Archaeen) etablierte.

    Theorien über den Ursprung des Lebens

    • Die präbiotische Suppe Theorie postuliert, dass organische Moleküle aus anorganischen Vorläufern entstanden sein könnten.
    • Das Miller-Urey Experiment (1953) anerkannte die Bildung kleiner organischer Moleküle in sterilen Bedingungen unter elektrischen Funken.

    Chemische Aspekte des Lebens

    • Chirale Kohlenstoffatome sind für die Identifizierung von Biomolekülen wichtig; D-Kohlenhydrate sind in den meisten natürlichen Kohlenhydraten vorzufinden.
    • Peptide bestehen aus 2 bis 100 Aminosäuren, während Proteine mindestens 100 Aminosäuren umfassen.

    Struktur und Funktion von Proteinen

    • Proteine sind lineare Polymere, die aus L-α-Aminosäuren bestehen und deren 3D Struktur die Funktion beeinflusst.
    • Membranproteine interagieren mit Lipiden und sind chemisch häufig modifiziert, um verschiedene Funktionen zu übernehmen.

    Energiestoffwechsel

    • Katabolismus beinhaltet den Abbau von Molekülen zur Energiegewinnung, vorrangig durch allgemeine Stoffwechselprozesse.
    • Glykolyse ist der Prozess, bei dem Glukose in Energie umgewandelt wird und in anaeroben Bedingungen auch Gärung eintritt.
    • Zitratzyklus (Krebs-Zyklus) ist eine zentrale metabolische Route zur oxidativen Energiegewinnung aus organischen Verbindungen.
    • Fettsäureoxidation ist der Prozess, bei dem Fettsäuren abgebaut werden, um Energie in Form von ATP zu erzeugen.

    Anabolismus

    • Anabolismus bezieht sich auf den Aufbau komplexer Moleküle aus einfacheren Bestandteilen, entscheidend für die Zellstruktur und Funktion.
    • Methanogenese, die Energie aus Wasserstoff und CO2 erzeugt, könnte als einer der ältesten Stoffwechselwege betrachtet werden.
    • Acetogenese ist eine verwandte Reaktion, die ebenfalls exergon ist und zur Bildung komplexerer organischer Verbindungen beiträgt.

    Proteinstrukturen

    • Primärstruktur beschreibt die lineare Aminosäuresequenz eines Proteins.
    • Sekundärstruktur umfasst lokale Faltmuster wie Alpha-Helices und Beta-Faltblätter.
    • Tertiärstruktur stellt die dreidimensionale Faltung eines Proteins dar, während die Quartärstruktur die Assoziation mehrerer Polypeptidketten beschreibt.

    Aminosäuren

    • Es existieren 20 standardisierte Aminosäuren in der Biologie, die während der Evolution ausgewählt wurden, um funktionale Stabilität zu bieten.
    • Aminosäuren können durch Peptidbindungen zu Proteinen verbunden werden.

    Biomoleküle

    • Kleine Biomoleküle (z.B. Lipide, Kohlenhydrate, Nukleotide, Aminosäuren) bauen sich zu Makromolekülen (Proteine, Nukleinsäuren) auf.
    • Lipide sind amphipathisch und bilden bei Kontakt mit Wasser Micellen oder Lipid-Doppelschichten.

    Evolution

    • Alfred Wallace und Charles Darwin entwickelten unabhängig voneinander die Theorie der natürlichen Selektion zur Erklärung der Evolution.
    • Lynn Margulis förderte die Endosymbiontentheorie, die den bakteriellen Ursprung von Mitochondrien und Chloroplasten erklärt.
    • Mechanismen wie Mutation und horizontaler Gentransfer führen zu genetischer Variation, die durch natürliche Selektion gesichtet wird.

    Experimentelle Evolution

    • Bei experimenteller Evolution wird ein Startpunkt definiert und nach bestimmter Zeit die Selektion untersucht.
    • Dies ermöglicht das Studium der Mutationen und Anpassungen innerhalb von Populationen über kontrollierte Bedingungen.

    Studying That Suits You

    Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

    Quiz Team

    Related Documents

    Zusammenfassung Biologie Semester 1 PDF
    Zusammenfassung Biologie Semester 1 PDF
    Zusammenfassung Biologie Semester 1 PDF

    Description

    In diesem Quiz werden die grundlegenden Konzepte des Katabolismus und Anabolismus untersucht. Zudem werden Aspekte der Kohlenstoff- und Stickstofffixierung behandelt, die für das Verständnis biogeochemischer Prozesse essenziell sind. Testen Sie Ihr Wissen über diese wichtigen Themen der Biochemie.

    More Like This

    Metabolic Reactions: Catabolism and Anabolism
    3 questions

    Metabolic Reactions: Catabolism and Anabolism

    SophisticatedRocket avatar
    SophisticatedRocket
    Biochemistry: Catabolism and Anabolism
    8 questions

    Biochemistry: Catabolism and Anabolism

    ContrastyAgate2144 avatar
    ContrastyAgate2144
    Metabolism: Catabolism and Anabolism
    13 questions

    Metabolism: Catabolism and Anabolism

    EfficientHurdyGurdy4010 avatar
    EfficientHurdyGurdy4010
    Anabolism and Catabolism Overview
    10 questions

    Anabolism and Catabolism Overview

    SuaveOganesson6851 avatar
    SuaveOganesson6851
    Use Quizgecko on...
    Browser
    Open
    Browser
    Browser