Biologie Klasse 10: Molekularbiologie und Thermodynamik
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Questions and Answers

Was beschreibt die Dehydratisierende Kondensation?

  • Die kovalente Verbindung von zwei Monomeren unter Wasserabspaltung. (correct)
  • Die Umwandlung von Polymere in Monomere.
  • Die Entstehung neuer Monomere durch Wärme.
  • Die Spaltung von Polymere durch Wasser.

Was ist ein charakteristisches Merkmal von Lebewesen?

  • Der Verzicht auf Energieumwandlung aus der Umwelt.
  • Eine zufällige Anordnung von Molekülen.
  • Die Fähigkeit, Kontextinformationen zu ignorieren.
  • Ein hohes Maß chemischer Komplexität und mikroskopischer Organisation. (correct)

Was beschreibt die Funktion von Hydrolase?

  • Die Abspaltung von Wasser aus Polymeren.
  • Die Bindungsspaltung durch eine Reaktion mit Wasser. (correct)
  • Die Bindung von zwei Monomeren durch Kovalenzbindung.
  • Die Verbindung von Monomere durch chemische Energie.

Was sind Polymere?

<p>Große Moleküle, die aus kovalent gebundenen Monomeren bestehen. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie reagieren Organismen auf Veränderungen ihrer Umgebung?

<p>Durch definierte Mechanismen zur Wahrnehmung und Reaktion. (D)</p> Signup and view all the answers

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

<p>Energie kann in verschiedene Formen umgewandelt werden, aber nicht erzeugt. (A), Die Gesamtenergie eines geschlossenen Systems bleibt konstant. (D)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht laut dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik bei natürlichen Prozessen?

<p>Die Entropie im Universum nimmt zu. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Einheit der molaren Reaktionsenthalpie?

<p>Kilojoule pro Mol (D)</p> Signup and view all the answers

Was sind die Hauptbestandteile von Glykogen und Stärke?

<p>Glucose (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Fotosynthese am besten?

<p>Sie nutzt Sonnenlicht, um chemische Bindungen zu bilden. (D)</p> Signup and view all the answers

Bei welcher Art von Anomer liegt die Hydroxylgruppe auf der gleichen Seite wie die CH2OH-Gruppe?

<p>β-Anomeren (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Elemente benötigen Pflanzen in kleinen Mengen?

<p>Anorganische Salze (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Merkmal macht Glykogen wasserlöslicher als Stärke?

<p>Die Anzahl der Verzweigungspunkte (B)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet die korrekte Definition von Enthalpie?

<p>Der Wärmeinhalt eines Systems. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie entstehen glykosidische Bindungen zwischen Zuckermolekülen?

<p>Durch Kondensation (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Polysaccharid dient als mechanisches Hilfsmaterial?

<p>Cellulose (D)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit der Energie bei chemischen Veränderungen?

<p>Ein Teil der Energie geht als Wärme verloren. (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist der physiologische Brennwert einer Nahrungseinheit?

<p>Die Energie, die aus der Nahrung gewonnen werden kann. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie geschieht die Speicherung der Zuckereinheiten in tierischen Zellen?

<p>In Form von Glykogen (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Bindung ist typisch für die meisten Glucoseeinheiten in Polysacchariden?

<p>α-1,4-Bindung (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert bei zu hoher Zuckerkonzentration im Körper?

<p>Osmolarität zwingt Wasser in die Zellen. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aminosäuren gilt als basisch?

<p>Histidin (D)</p> Signup and view all the answers

Was bewirkt eine hohe pH-Umgebung bei Tyrosin und Cystein?

<p>Es führt zur Deprotonierung der Seitenketten. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft haben Aminosäuren in Wasser?

<p>Sie liegen als Zwitterionen vor. (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt das Verhalten von Prolin als sekundäre Aminosäure?

<p>Es schließt einen fünfatomigen Ring mit dem N-Terminus. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches dieser Aminosäuren hat eine saure Seitenkette?

<p>Asparaginsäure (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert bei der Carboxylation einer Aminosäure?

<p>Die Bindungslänge zwischen Kohlenstoff und Carboxylgruppe wird gleich. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aminosäuren zählt zu den semi-essentiellen Aminosäuren?

<p>Histidin (C)</p> Signup and view all the answers

Was charakterisiert eine Ketose?

<p>Sie enthält eine Ketogruppe. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Zwitterion-Eigenschaft von Aminosäuren?

<p>Sie können als Säuren oder Basen agieren. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die D/R-Konfiguration definiert?

<p>Durch die Anordnung der OH-Gruppe im Uhrzeigersinn. (A), Durch die absolute Konfiguration des asymmetrischen Kohlenstoffatoms. (C)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Konstitutionsisomerie?

<p>Isomere mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über stereoisomere Verbindungen ist korrekt?

<p>Sie unterscheiden sich in der räumlichen Anordnung der Atome. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Hybridisierung hat ein Kohlenstoffatom mit vier Valenzelektronen?

<p>sp3 Hybridisierung. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Oxidationszahlen sind für Kohlenstoff am häufigsten?

<p>+4 und -4. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie wird Konformationsisomerie definiert?

<p>Betrifft Isomere, die durch Drehung von Einfachverbindungen ineinander überführt werden können. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über natürliche Kohlenhydrate ist richtig?

<p>Die meisten natürlich vorkommenden Kohlenhydrate gehören zur D-Reihe. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine funktionelle Gruppe in Kohlenhydraten?

<p>Kohlenhydrate sind Polyalkohole mit Hydroxyl- und Carbonylgruppen. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptfunktion von Kohlenhydraten im Organismus?

<p>Sie dienen als Energiespeicher und Brennstoffe. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Struktur charakterisiert Polysaccharide?

<p>Sie können aus verzweigten und linearen Ketten bestehen. (D)</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet die D,L-Nomenklatur bei Kohlenhydraten?

<p>Es bestimmt die räumliche Anordnung der Atome basierend auf Glycerinaldehyd. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie wirken sich funktionelle Gruppen auf die Eigenschaften von Kohlenhydraten aus?

<p>Sie erhöhen die Löslichkeit in Wasser. (B)</p> Signup and view all the answers

Was unterscheidet Aldosen von Ketosen?

<p>Aldosen besitzen eine Aldehydgruppe, während Ketosen eine Ketogruppe haben. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielen Kohlenhydrate in der Zell-Zell-Kommunikation?

<p>Sie sind an der Vermittlung von Wechselwirkungen zwischen Zellen beteiligt. (B)</p> Signup and view all the answers

Was sind Enantiomere in Bezug auf Kohlenhydrate?

<p>Sie sind Spiegelbilder zueinander aufgrund asymmetrischer Kohlenstoffatome. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Dehydratisierende Kondensation

Ein Prozess, bei dem zwei Monomere unter Abspaltung eines Wassermoleküls kovalent miteinander verbunden werden.

Hydrolyse

Die Umkehrung der Kondensation – die Spaltung einer Bindung durch eine Reaktion mit Wasser.

Polymere

Makromoleküle, die aus vielen kleinen, sich wiederholenden Bausteinen (Monomeren) bestehen, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind.

Monomere

Kleine, einfache Moleküle, die als Bausteine für Polymere dienen.

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Merkmale des Lebens

Komplexe chemische Organisation, Energiegewinnung und -nutzung, definierte Funktionen der Bestandteile, Reaktion auf die Umwelt, Reproduktion.

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Zucker

Ein Kohlenhydrat, das aus einer oder mehreren Monosaccharideinheiten besteht.

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Polysaccharide

Komplexe Kohlenhydrate, die aus vielen Monosaccharideinheiten bestehen, die durch glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind.

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α-Anomer

Ein Isomer eines Zuckers, bei dem die Hydroxylgruppe an C-1 auf der gegenüberliegenden Seite der CH2OH-Gruppe liegt.

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β-Anomer

Ein Isomer eines Zuckers, bei dem die Hydroxylgruppe an C-1 auf der gleichen Seite wie die CH2OH-Gruppe liegt.

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Glykosidische Bindung

Eine Bindung, die zwischen zwei Zuckermolekülen entsteht, wenn ein Wassermolekül abgespalten wird.

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Stärke

Ein Polysaccharid, das in Pflanzen als Energiespeicher dient, besteht hauptsächlich aus α-1,4-glykosidischen Bindungen und einigen α-1,6-Bindungen.

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Glykogen

Ein Polysaccharid, das in Tieren als Energiespeicher dient, besteht aus α-1,4-glykosidischen Bindungen und vielen α-1,6-Bindungen.

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Cellulose

Ein Polysaccharid, das in Pflanzen als Strukturmaterial dient, besteht aus β-1,4-glykosidischen Bindungen.

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Kohlenhydrate: Aufbau

Kohlenhydrate bestehen aus Zucker-Monomeren und den daraus resultierenden Polymeren. Sie sind Polyalkohole mit einer zusätzlichen Carbonylgruppe (Aldehyde oder Ketone) und vielen Hydroxylgruppen.

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Kohlenhydrate: Formen

Kohlenhydrate können lineare und verzweigte Ketten, sowie zyklische Strukturen bilden. Sie sind vielfältig in Form und Größe.

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Kohlenhydrate: Funktionen

Kohlenhydrate dienen als Energiespeicher, Brennstoffe und Metaboliten. Sie sind wichtige Bestandteile von RNA und DNA (Ribose und Desoxyribose) und bilden Strukturelemente in Zellwänden.

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Kohlenhydrate: Bedeutung

Kohlenhydrate sind mit vielen Proteinen und Lipiden verbunden und spielen eine Schlüsselrolle in der Zell-Zell-Kommunikation und bei der Vermittlung von Wechselwirkungen zwischen Zellen und ihrer Umgebung.

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Zucker: Definition

Zucker sind Kohlenhydrate mit der allgemeinen Formel (CH2O)n, wobei n=3, 5 oder 6.

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Aldose

Eine Aldose ist ein Kohlenhydrat mit einer Aldehydgruppe.

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Enantiomere: Definition

Enantiomere sind Stereoisomere, die sich wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten.

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D,L-Nomenklatur: Glycerinaldehyd

Die D,L-Nomenklatur verwendet Glycerinaldehyd als Referenz für die Zuweisung von D- oder L-Konfigurationen. Die Konfiguration der meisten Zucker wird durch ihren Bezug zu D-Glycerinaldehyd bestimmt.

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Energieerhaltungssatz

Dieser Satz besagt, dass die Gesamtmenge der Energie im Universum konstant bleibt. Energie kann nicht verloren gehen, sondern nur umgewandelt werden.

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Entropie

Entropie ist ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems. Der Entropiesatz besagt, dass die Entropie im Universum immer zunimmt.

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Fischer-Projektion

Eine dreidimensionale Darstellung eines Zuckermoleküls, bei der die vertikalen Bindungen hinter der Papierebene und die horizontalen Bindungen vor der Papierebene liegen.

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Molare Reaktionsenthalpie

Die Änderung der Enthalpie (Wärmeinhalt) einer chemischen Reaktion, bezogen auf die Stoffmenge der Reaktion. Gibt an, wie viel Wärme bei einer bestimmten Reaktion freigesetzt oder absorbiert wird.

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Fotosynthese

Dieser Prozess, in dem Pflanzen mithilfe von Sonnenlicht energiereiche organische Moleküle (z. B. Zucker) aus Kohlendioxid und Wasser herstellen.

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Nukleinsäuren

Nukleinsäuren sind große Biopolymere, die aus Nukleotiden bestehen. Sie speichern und übertragen genetische Informationen.

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Nukleotide

Nukleotide sind die Bausteine von Nukleinsäuren. Jedes besteht aus einem Zuckermolekül, einer Phosphatgruppe und einer stickstoffhaltigen Base.

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D/L-Konfiguration

Die absolute Konfiguration eines chiralen Zentrums in einem Zuckermolekül. D-Konfiguration bedeutet, dass die Hydroxylgruppe am chiralen Zentrum am weitesten von der Carbonylgruppe entfernt, auf der rechten Seite der Fischer-Projektion liegt.

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Konstitutionsisomere

Isomere mit der gleichen Summenformel, aber unterschiedlicher Verknüpfung der Atome.

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Aminosäuren

Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen. Sie bestehen aus einer Aminosäuregruppe, einer Carboxylgruppe and einer variablen Seitenkette.

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Stereoisomere

Isomere mit der gleichen Summenformel und gleicher Verknüpfung der Atome, aber unterschiedlicher räumlicher Anordnung der Atome.

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Konformationsisomere

Stereoisomere, die durch Drehung um Einfachbindungen ineinander überführt werden können. Diese Form der Isomerie entsteht durch die freie Drehbarkeit um Einfachbindungen.

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sp3-Hybridisierung

Eine Art der Hybridisierung, bei der ein Kohlenstoffatom vier sp3-Hybridorbitale bildet. Diese Orbitale sind tetraedrisch angeordnet und ermöglichen die Bildung von vier Einfachbindungen.

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Zwitterion

Eine Aminosäure, die sowohl eine positive als auch eine negative Ladung trägt, da ihre funktionellen Gruppen -NH2 & -COOH zu -COO- & NH3+ dissoziieren.

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Protonendonatoren

Stoffe, die Protonen (H+) abgeben können, z.B. saure Seitenketten in Aminosäuren wie Asparaginsäure und Glutaminsäure.

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Protonakzeptoren

Stoffe, die Protonen (H+) aufnehmen können, z.B. basische Seitenketten in Aminosäuren wie Lysin, Arginin und Histidin.

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Essenzielle Aminosäuren

Aminosäuren, die der Körper nicht selbst herstellen kann und die über die Nahrung aufgenommen werden müssen.

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Semi-essenzielle Aminosäuren

Aminosäuren, die der Körper unter bestimmten Bedingungen selbst herstellen kann, aber in einigen Fällen über die Nahrung aufgenommen werden müssen.

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Zwitterion als Säure

Ein Zwitterion gibt Protonen ab, wenn es als Säure fungiert.

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Zwitterion als Base

Ein Zwitterion nimmt Protonen auf, wenn es als Base fungiert.

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Carboxylation

Eine mesomeriestabilisierte Struktur, bei der die π-Elektronen delokalisiert sind. Die Bindungslänge zwischen Kohlenstoff und Carboxylation sind dabei gleich.

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Study Notes

Stoffwechsel

  • Der Stoffwechsel umfasst alle chemischen Reaktionen im Körper, die zur Aufrechterhaltung des Lebens notwendig sind.
  • Er wird in zwei Hauptkategorien eingeteilt: Katabolismus und Anabolismus.

Katabolismus

  • Der Katabolismus ist der Abbau von großen Molekülen in kleinere Moleküle.
  • Er liefert Energie für den Anabolismus.
  • Beispiele für katabole Reaktionen sind die Glykolyse, der Citratzyklus und die oxidative Phosphorylierung.

Anabolismus

  • Der Anabolismus ist der Aufbau von großen Molekülen aus kleineren Molekülen.
  • Er benötigt Energie, die vom Katabolismus bereitgestellt wird.
  • Beispiele für anabole Reaktionen sind die Proteinsynthese, die Lipidsynthese und die Glykogensynthese.

Energie

  • Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
  • ATP (Adenosintriphosphat) ist die wichtigste Energiequelle für den Stoffwechsel.
  • ATP wird bei katabolen Reaktionen gebildet und bei anabolen Reaktionen verbraucht.

Biochemische Reaktionen

  • Viele wichtige Biochemische Reaktionen benötigen Enzyme als Katalysatoren.
  • Enzyme beschleunigen Reaktionen, indem sie die Aktivierungsenergie senken.
  • Enzyme sind oft hoch spezifisch & katalysieren nur eine bestimmte Reaktion.

Weitere Schlüsselbegriffe

  • Redoxreaktion: Eine Reaktion, bei der Elektronen übertragen werden.
  • Hydrolyse: Eine Reaktion, bei der eine Bindung durch Wasser aufgespalten wird.
  • Kondensation: Eine Reaktion, bei der zwei Moleküle unter Abspaltung von Wasser verbunden werden.
  • Coenzym: Kleine organische Moleküle die in der katalytischen Reaktion von Enzymen helfen.
  • Substrat: das Molekül das in katalytischer Reaktion durch Enzym umgewandelt wird.
  • Produkt: das Molekül das aus der katalytischen Reaktion durch Enzym entsteht.
  • Zwischenprodukte: die Moleküle das bei katalytischen Reaktion als Ergebnis von schrittweise Reaktionen entstehen.
  • Homolytische Spaltung: ist, wenn bei der Spaltung von chemischen Bindungen das Bindungselektron jedem Atom zugeordnet wird und somit zwei freie Radikale entstehen.
  • Heterolytische Spaltung: ist der Prozess, bei dem bei der Spaltung einer Bindung das Elektronenpaar einem Atom zugeordnet wird, um zwei geladene Spezies zu erzeugen.

Stoffwechselwege

  • Stoffwechselwege sind eine Serie aufeinander folgender Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert werden.
  • Beispiele für Stoffwechselwege sind die Glykolyse, der Citratzyklus, die oxidative Phosphorylierung und der Calvin-Zyklus.

Zyklische Stoffwechselwege

  • Mehrere Stoffwechselwege verlaufen zyklisch.
  • D.h., die Zwischenprodukte des Weges werden wiederverwendet.
  • Beispiele für zyklische Stoffwechselwege ist der Citrat-Zyklus und der Calvin-Zyklus.

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Description

Teste dein Wissen über die Grundlagen der Molekularbiologie, einschließlich Dehydratisierender Kondensation, Entstehung von Polymere und die Funktionen von Enzymen wie Hydrolasen. Außerdem erforschen wir die Thermodynamik und deren Gesetze bezüglich biologischer Prozesse und Energieumwandlung.

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