Biologie Zusammenfassung Semester 1
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Questions and Answers

Welche der folgenden Bakterien sind Chemolithotroph und nutzen Sauerstoff als Elektronenakzeptor?

  • Nitrifizierer (correct)
  • Anoxische Purpurbakterien
  • Coli
  • Grüne Schwefelbakterien

    • UV-Licht wird von Organismen als Energiequelle verwendet.

    False

    Was sind die Elektronendonoren für Coli?

    Acetat oder Glukose

    Die Wellenlängen zwischen _____ nm und _____ nm werden als Energiequelle verwendet.

    <p>400, 750</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Gruppen von Phototrophen ihren Lebensräumen zu:

    <p>Anoxische Purpurbakterien = Wasserumgebungen mit H2S Grüne Schwefelbakterien = Sedimentumgebungen Heliobakterien = Trockenbiotope Nitrifizierer = Erd- und Wasserumgebungen</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Elemente ist für die Nitrifikation als Elektronendonator nicht geeignet?

    <p>O2</p> Signup and view all the answers

    Phototrophe Organismen nutzen Lichtenergie für ihre Energieversorgung.

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

    Was ist der Hauptunterschied zwischen chemotrophen und phototrophen Organismen?

    <p>Chemotrophe nutzen chemische Verbindungen als Energiequelle, während phototrophe Lichtenergie nutzen.</p> Signup and view all the answers

    Was wird durch den Vergleich der Strukturen von heutigen Proteinen untersucht?

    <p>Die Erhaltung der DNA über die Zeit</p> Signup and view all the answers

    Die Geschwindigkeit einer Reaktion hängt von der Anfangskonzentration des Ausgangsmoleküls ab.

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

    Was symbolisiert 'k' in der Reaktionskinetik?

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

    Die chemische Reaktion A + B -> ___ beschreibt die Umwandlung in Produkt C.

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

    Ordne die folgenden Reaktionen ihren Kategorien zu:

    <p>A -&gt; B = Reaktion 1. Ordnung A + B -&gt; C = Reaktion 2. Ordnung A -&gt; B + C = Reaktion mit mehreren Produkten A + B -&gt; C + D = Reaktion mit mehreren Edukten</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Halbwertszeit ist korrekt?

    <p>Sie ist unabhängig von der Anfangskonzentration.</p> Signup and view all the answers

    Die Streckschwingungsfrequenz einer C-C Bindung ist ein Maß für die Geschwindigkeit einer Reaktion.

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

    Was beschreibt der Begriff 'Gleichgewichtskonstante'?

    <p>Das Verhältnis der Konzentrationen der Produkte zu den Edukten im Gleichgewicht.</p> Signup and view all the answers

    Welche Substrate sind an der Substratstufenphosphorylierung beteiligt?

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

    ATP Synthase besteht aus nur einer Struktur.

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

    Nennen Sie ein Produkt der Glykolyse, das durch Substratstufenphosphorylierung gebildet wird.

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

    Die ATP Synthese wird durch den __________ Kraftantrieb angetrieben.

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

    Welches der folgenden Beispiele gehört zur Substratstufenphosphorylierung?

    <p>1,3-Bisphosphoglycerat + ADP</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn der Protonen Gradient in der Zelle erschöpft ist?

    <p>Die ATP-Synthese stoppt.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Prozesse der richtigen Beschreibung zu:

    <p>Elektronentransport-Phosphorylierung = Baut einen Protonen Gradient auf Photophosphorylierung = Energiequelle aus Licht Rhodopsins = Protonenpumpen Substratstufenphosphorylierung = Direkte Transformation von Substrat zu ATP</p> Signup and view all the answers

    Für jede komplette Umdrehung der F1 Einheit werden __________ ATP generiert.

    <p>3</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die Phytol Seitenkette im Chlorophyll-Molekül?

    <p>Sie bietet Ankerpunkte für andere Moleküle</p> Signup and view all the answers

    Chlorophyll enthält keine konjugierenden Doppelbindungs Systeme.

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

    Welche zwei Haupttypen der Photosynthese werden verglichen?

    <p>anoxygene und oxygenen Photosynthese</p> Signup and view all the answers

    Das ________ absorbiert Licht von einer speziellen Wellenlänge optimal.

    <p>Bacteriochlorophyll a</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Pigmente ihren Funktionen zu:

    <p>Chlorophyll = Optimaler Lichtabsorber Carotenoid = Schutz vor reaktiven Sauerstoffspezies Bacteriochlorophyll a = Lichtabsorption bei speziellen Wellenlängen Chlorophyll Abbauprodukt = Bindung an Proteine zur Lichtnutzung</p> Signup and view all the answers

    Was passiert beim Abbau von Chlorophyll?

    <p>Es wird an Proteine gebunden</p> Signup and view all the answers

    Carotenoide tragen nicht zur Photosynthese bei.

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

    Nenne eine Funktion von Chlorophyll in der Photosynthese.

    <p>Licht absorbieren</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt wird in der oxidativen Phase des Pentose Phosphat Wegs gebildet?

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

    NADPH ist wichtig für die Biosynthese von DNA und RNA.

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

    Welches Enzym ist bei der Fettsäure Biosynthese wichtig?

    <p>Fettsäure Synthase</p> Signup and view all the answers

    Die nicht oxidative Phase des Pentose Phosphat Wegs verwendet __________ als Edukt.

    <p>Ru5P</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe ihren Definitionen zu:

    <p>NADPH = Wichtig für DNA und RNA Biosynthese Fettsäure Synthase = Enzym für die Biosynthese von Fettsäuren G6P = Produkt der Gluconeogenese C4, C5, C6, C7 Zuckern = Herstellungsprodukte des Pentose Phosphat Wegs</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Hauptfunktion von Fettsäuren in Zellen?

    <p>Baustoff für Membranen</p> Signup and view all the answers

    Die Fettsäure Biosynthese ist die Rückreaktion der Fettsäure Oxidation.

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

    Welche Art von Einheiten werden bei der Fettsäure Biosynthese verwendet?

    <p>C2 Einheiten</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Assoziationskonstante?

    <p>Die Affinität des Proteins für seinen Liganden</p> Signup and view all the answers

    Eine höhere Konzentration des Liganden begünstigt immer die Bildung des Protein-Ligand-Komplexes.

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

    Nennen Sie ein Beispiel für einen Liganden, der mit einem Protein interagiert.

    <p>Antigen oder Biotin</p> Signup and view all the answers

    Je kleiner die ____, desto höher ist die Affinität des Proteins für seinen Liganden.

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

    Was passiert mit der Konzentration des Protein-Ligand-Komplexes (PL), wenn das Volumen erhöht wird?

    <p>Die Konzentration von PL nimmt ab.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Verbindungen ihren Funktionen zu:

    <p>NADH = Elektronentransport Biotin = Ligand in Biosynthese Enzyme = Katalyse von Reaktionen Antikörper = Immunantwort</p> Signup and view all the answers

    Die Rückreaktion PL zerfällt ohne äußere Einflüsse.

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

    Was symbolisiert pH in Bezug auf Säure-Base-Gleichgewichte?

    <p>Es misst die Konzentration von Wasserstoffionen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle der Alkoholdehydrogenase im Stoffwechsel?

    <p>Abbau von Alkohol zu Acetaldehyd</p> Signup and view all the answers

    Die Gleichgewichtskonstante K ist eine echte Naturkonstante.

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

    Was gibt die Gibbs-Gleichung an?

    <p>Die Differenz der freien Standardenthalpien von A und B.</p> Signup and view all the answers

    Die ______ ist notwendig, damit die Vorwärts- und Rückwärtsreaktion stattfinden kann.

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

    Ordne die folgenden Konzepte ihren Definitionen zu:

    <p>Katalysator = Ein Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht Aktivierungsenergie = Energie, die benötigt wird, um eine Reaktion zu starten Gleichgewicht = Zustand, in dem die Geschwindigkeit der Bildung und des Zerfalls identisch ist Gibbs-Gleichung = Beziehung zwischen Gibbs-Energie und Reaktionsenthalpien</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Arrhenius Gleichung?

    <p>Den Zusammenhang zwischen Temperatur und Reaktionsgeschwindigkeit</p> Signup and view all the answers

    Die Konzentrationen nach Einstellung des Gleichgewichts sind immer gleich.

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

    Wie beeinflusst die Temperatur in Kelvin die Gleichgewichtskonstante?

    <p>Die Temperatur beeinflusst die Verschiebung des Gleichgewichts und damit die Gleichgewichtskonstante.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Gruppen umfasst photosynthesebetreibende Organismen in marinen Systemen?

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

    CO2 ist ein Treibhausgas, dessen Erhöhung zur globalen Abkühlung führt.

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

    Was sind zwei der vier wichtigen Stickstoffumwandlungsprozesse?

    <p>Nitrifikation und Denitrifikation</p> Signup and view all the answers

    N2 ist die stabilste Form von ________ und macht etwa 70% der Atmosphäre aus.

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

    Ordne die folgenden Stickstoffumwandlungsprozesse ihren Beschreibungen zu:

    <p>Nitrifikation = Umwandlung von Ammoniak in Nitrat Denitrifikation = Reduktion von Nitrat zu N2 Anammox = Anaerobe Oxidation von Ammonium Stickstofffixierung = Umwandlung von N2 in organischen Stickstoff</p> Signup and view all the answers

    Welches Gas wird hauptsächlich durch die mikrobielle Zersetzung freigesetzt?

    <p>CH4</p> Signup and view all the answers

    Methanhydrate bilden sich bei hohen Temperaturen und niedrigem Druck.

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

    Welches Molekül wird in der Fettsäure Biosynthese typischerweise benötigt?

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

    Was passiert bei der Denitrifikation?

    <p>Nitrat wird zu N2 reduziert.</p> Signup and view all the answers

    Die Fettsäure Biosynthese ist eine katabolische Reaktion.

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

    Was ist der Hauptunterschied zwischen den Fettsäure Synthasen in Bakterien und in höheren Organismen?

    <p>Bakterien haben kleinere, weniger komplexe Fettsäure Synthasen.</p> Signup and view all the answers

    Glukose kann in Fettsäuren umgewandelt werden, durch die Fettsäure Biosynthese, angetrieben durch __________ aus dem PPP.

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

    Ordne die folgenden Begriffe ihren Definitionen zu:

    <p>Biosynthese = Aufbau von komplexen Molekülen aus einfacheren Anabolismus = Stoffwechselprozesse, die Energie verbrauchen Katabolismus = Abbau von Molekülen zur Energiegewinnung Reduktion = Zugabe von Elektronen zu einem Molekül</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Fettsäure Biosynthese ist korrekt?

    <p>Sie kann durch Dekarboxylation gekoppelt werden.</p> Signup and view all the answers

    Alle Mikroorganismen können Fettsäuren in Glukose umwandeln.

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

    Nennen Sie einen Schritt im Stickstofffluss der Aminosäure Biosynthese.

    <p>Einbau von Ammoniak in Glutamat und Glutamin.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn O2 anstelle von CO2 an RuBisCO gebunden wird?

    <p>Es entsteht nur ein 3-Phosphoglycerat und ein Phosphoglycolat.</p> Signup and view all the answers

    CO2 ist ein reaktionsfreudiges Molekül.

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

    Was sind Carboxysome?

    <p>Protein Container mit dicht gepackten RuBisCO Molekülen und Karbonische Anhydrase.</p> Signup and view all the answers

    Die Reaktion von O2 mit RuBisCO führt zu einem __________, das recycelt werden muss.

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

    Ordne die folgenden Moleküle den korrekten Eigenschaften zu:

    <p>CO2 = Reaktionsträge und klein RuBisCO = Enzym für die Kohlenstofffixierung O2 = Ähnelt CO2, kann aber unerwünschte Reaktionen hervorrufen 3-Phosphoglycerat = Produkt der CO2 Fixierung</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die Hypothese zur Spezifität von RuBisCO?

    <p>Die Spezifität für CO2 war vor dem GOE nicht notwendig.</p> Signup and view all the answers

    Die Photorespiration erhöht die Effizienz der Photosynthese.

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

    Welches Ion hilft RuBisCO, CO2 zu polarisieren?

    <p>Mg2+</p> Signup and view all the answers

    Wo sind die Chlorophyll-Pigmente in Eukaryoten integriert?

    <p>In den Chloroplasten</p> Signup and view all the answers

    Alle grünen Bakterien sind in der Lage, extreme Lichtintensitäten zu nutzen.

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

    Was passiert mit einem Elektron eines Chlorophylls, wenn es durch ein Photon angeregt wird?

    <p>Es wird angeregt und kann verschiedene Energieübertragungswege einschlagen.</p> Signup and view all the answers

    Das Chlorophyll-Molekül ist um das _________ angeordnet.

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

    Ordne die folgenden Möglichkeiten der Energieübertragung in der Photosynthese zu:

    <p>Wärme = 1. Möglichkeit Photon emittiert = 2. Möglichkeit Elektron weitergeben = 3. Möglichkeit Keine Reaktion = 4. Möglichkeit</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt ein Chlorosom?

    <p>Ein gigantisches Antennensystem</p> Signup and view all the answers

    Chlorophyll hat keinen Einfluss auf die Effizienz der Photosynthese.

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

    Grüne Bakterien können in ________ Wasser überleben.

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

    Wie viele Protonen werden pro zwei Elektronen in der Atmungskette von Alphaproteobakterien über die Membran transferiert?

    <p>10</p> Signup and view all the answers

    Komplex IV der Atmungskette oxidiert NADH und reduziert O2 zu H2O.

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

    Welche Theorie beschreibt die Entstehung von Eukaryoten mit Mitochondrien?

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

    E. coli stellt aus 2e- nur einen _____ von 8H+ auf.

    <p>Protonen Gradient</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die komplexen Nummern den Funktionen in der Atmungskette zu:

    <p>Komplex I = Oxidiert NADH und reduziert Q Komplex III = Oxidiert Q und reduziert Zytochrom C Komplex IV = Oxidiert Zytochrom C und reduziert O2 zu H2O Komplex II = Bypass von Komplex I</p> Signup and view all the answers

    Was unterscheidet die terminalen Oxidasen in Bezug auf Sauerstoff?

    <p>Sie können bei unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen verwendet werden.</p> Signup and view all the answers

    E. coli hat Zytochrom-C und nutzt es in seiner Atmungskette.

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

    Nennen Sie einen Hauptunterschied zwischen der Atmungskette von Alphaproteobakterien und E. coli.

    <p>E. coli hat kein Zytochrom-C und eine Quinol Oxidase.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptprodukt der Photosynthese?

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

    Ribonukleinsäuren sind die Vorläufer von Desoxyribonukleinsäuren.

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

    Welcher der folgenden Werte entspricht einer hohen Affinität des Proteins für seinen Liganden?

    <p>100:1</p> Signup and view all the answers

    Nennen Sie den wichtigsten Kohlenstoffumwandlungsprozess, der durch Organismen durchgeführt wird.

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

    Eine Erhöhung des Volumens hat keinen Einfluss auf die Konzentration des Protein-Ligand-Komplexes (PL).

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

    Der meiste Kohlenstoff befindet sich nicht fixiert im __________ der Erde.

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

    Was beschreibt die Assoziationskonstante?

    <p>Die Affinität eines Proteins für seinen Liganden.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Prozesse den jeweiligen Kohlenstoffumwandlungen zu:

    <p>Atmung = Oxisch und Anoxisch Photosynthese = Oxisch und Anoxisch</p> Signup and view all the answers

    Je kleiner die ______, desto höher ist die Affinität des Proteins für seinen Liganden.

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

    Welches Atom wird durch Ribonukleotid Reduktase aus der RNA entfernt?

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

    Ordne die folgenden Reaktionen ihren Kategorien zu:

    <p>Hinreaktion = Reaktion 2. Grades Rückreaktion = Reaktion 1. Grades Katalyse = Enzymatische Reaktion Ligandbindung = Protein-Ligand-Interaktion</p> Signup and view all the answers

    CO2 wird in der Atmosphäre am langsamsten transferiert.

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

    Welcher Prozess ist hauptsächlich für die Rückreaktion verantwortlich?

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

    Was erklären die Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe?

    <p>Die Umwandlung und Bewegung dieser Elemente in der Umwelt.</p> Signup and view all the answers

    Die Henderson-Hasselbalch Gleichung wird in Bezug auf das Volumen verwendet.

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

    Nennen Sie ein Beispiel für eine Enzymreaktion.

    <p>NADH quinone oxidoreductase</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit den Elektronen von Wasser während der Photosynthese?

    <p>Sie werden verwendet, um das P680 Pigment positiv geladen zu halten.</p> Signup and view all the answers

    O2 entsteht nur während des Photosystems II.

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

    Wie viele Photonen werden benötigt, um ein O2 Molekül zu erzeugen?

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

    Die _______ der ATP Synthase generiert ATP aus dem Protonengradienten.

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

    Ordne die folgenden Begriffe ihren Beschreibungen zu:

    <p>Cyt b6f Komplex = Transport der Elektronen Photosystem I = Erzeugung von Reduktionsäquivalenten Wasser = Elektronendonor ATP Synthase = Produktion von ATP</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht aus der Photolyse von Wasser?

    <p>O2</p> Signup and view all the answers

    Das Photosystem I kann auch allein ohne PS II operieren, wenn mehr ATP benötigt wird.

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

    Was wird benötigt, um die Lücke des Photosystems I zu füllen?

    <p>Elektronen aus Wasser</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    DNA und Proteinkonservierung

    • Vergleich heutiger Proteinstukturen ermöglicht Rückschlüsse auf DNA-Konservierung im Zeitverlauf.
    • Beispiel: Aufspaltung pflanzlichen und tierischen Hämoglobins vor etwa 800 Millionen Jahren.

    Reaktionskinetik und enzymatische Katalyse

    • Reaktionsgeschwindigkeiten werden durch Geschwindigkeitskonstanten (k) und Gleichgewichtskonstanten (K) charakterisiert.
    • Reaktionen erster Ordnung benötigen nur ein Edukt. Beispiele: radioaktiver Zerfall, spontane Zerfälle.

    Halbwertszeit

    • Die Halbwertszeit ist unabhängig von der Anfangskonzentration eines Stoffes.
    • Die Obergrenze für k ist die Streckschwingungsfrequenz einer C-C-Bindung.

    ATP und Substratstufenphosphorylierung

    • Substratstufenphosphorylierung: Phosphatgruppe wird von einem Substrat auf ADP übertragen.
    • Glykolyse-Formeln: 1,3-Bisphosphoglycerat + ADP → 3-Phosphoglycerat + ATP.

    ATP-Synthese

    • ATP-Synthase hat zwei Hauptkomponenten: F1 (drei aktive Stellen) und F0 (in Zellmembran eingebettet).
    • Der Protonenmotor treibt ATP-Synthese über einen Protonengradienten an, der durch Elektronentransport und Photophosphorylierung regeneriert wird.

    Phototrophie

    • Phototrophe Organismen nutzen Licht als Energiequelle. UV-Licht ist schädlich, während Licht zwischen 400 nm und 750 nm verwendet wird.
    • Prokaryotische phototrophe Gruppen: Purpur- und grüne Schwefelbakterien, Heliobakterien.

    Photosynthese

    • Unterschied zwischen anoxygener und oxygenen Photosynthese.
    • Chlorophylls Struktur ermöglicht optimale Lichtabsorption: konjugierte Doppelbindungs-Systeme.

    Funktionen anderer Pigmente

    • Carotenoide leiten Licht an Reaktionszentren weiter und schützen vor reaktiven Sauerstoffspezies.
    • Lineares Tetrapyrol entsteht durch Chlorophyllspaltung und wird für Zuckerherstellung sowie Bildung von NADPH genutzt.

    Pentose-Phosphat-Weg

    • Oxidative Phase wandelt Glukose-6-phosphat (G6P) in Ribulose-5-phosphat (Ru5P) um und produziert NADPH.
    • Schnell wachsende Zellen benötigen NADPH für DNA- und RNA-Biosynthese sowie Fettsäureproduktion.

    Fettsäurebiosynthese

    • Fettsäuren sind wichtig für Zellmembranen und als Speicherstoffe.
    • Fettsäure Biosynthese erfolgt enzymatisch, wobei C2-Einheiten aneinandergehängt werden.

    Unterschiede zwischen Biosynthese und -Oxidation

    • Während der Biosynthese sind Zwischenprodukte enzymgebunden, was sich von der -Oxidation unterscheidet.

    Alkoholabbau und Katalyse

    • Alkoholdehydrogenase wandelt Alkohol in Acetaldehyd um, ein Prozess, der nur in katalysierten Reaktionen erfolgt.
    • Der Katalysator muss vollständig mit dem Substrat gesättigt sein.

    Gleichgewicht in chemischen Reaktionen

    • Gleichgewicht ist erreicht, wenn die Bildungsrate von B (Produkt) gleich der Zerfallsrate von B ist.
    • Gibbs-Gleichung verknüpft die Konzentrationen von A und B mit den standardmäßigen freien Enthalpien.
    • K ist keine echte Naturkonstante und variiert je nach Bedingungen.

    Aktivierungsenergie

    • Die Aktivierungsenergie (ÜZ) ist höher als die Energie der Edukte (S) und Produkte (P) und kann nicht direkt beobachtet werden.
    • Musterschau der Assoziationskonstante zeigt, dass bei kleineren Werten die Affinität eines Proteins für seinen Liganden größer ist.

    Reaktionsgeschwindigkeiten

    • Höhere Volumen erhöhen die Schwierigkeit der Hinreaktion (2. Grades), was zur Abnahme der Konzentration von PL führt.
    • In Säure/Base-Gleichgewichten gilt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung.

    Energiestoffwechsel

    • Katabolismus umfasst die Umwandlung von Nahrungsmitteln in Energie, wichtig sind verschiedene Komplexe für den Anabolismus.

    CO2-Fixierung

    • RuBisCO aktiviert CO2 für die Assimilation, kann jedoch auch O2 binden, was zu ineffizienten Photorespiration führt.
    • Ca. 25-30% der photosynthetischen Energie werden durch die Reaktion mit O2 verschwendet.

    Fettsäuresynthese

    • Fettsäure Synthase (FAS) ist komplex aufgebaut und in verschiedenen Organismen unterschiedlich strukturiert.
    • Glukose kann in Fettsäuren umgewandelt werden; Mikroben können Fettsäuren jedoch auch zurück in Glukose umwandeln.

    Aminosäurenbiosynthese

    • Der Stickstofffluss in der Aminosäure-Biosynthese erfolgt durch den Einbau von Ammoniak in Glutamat und Glutamin.

    Kohlenstoffzyklus

    • CO2-Emissionen stammen aus Atmung, Zersetzung und menschlichen Aktivitäten, mit der mikrobiellen Zersetzung als größter Quelle.

    Stickstoffumwandlungsprozesse

    • Wichtige Prozesse: Nitrifikation, Denitrifikation, Anammox und Stickstofffixierung.
    • N2 macht 70% der Atmosphäre aus und ist stabile Stickstoffform, nur Prokaryoten können es fixieren.

    Massenwirkungsgesetz und Affinität

    • Niedrige Affinität führt zu niedrigeren Besetzungsgraden von Proteinen an Liganden.
    • Besetzungsgrad %PL zeigt die Beziehung zwischen Ligand und Protein für verschiedene Konzentrationsverhältnisse (100:1 -> 99%, 10:1 -> 91%, etc.).
    • Je kleiner das Ligandenverhältnis, desto höher die Affinität des Proteins.

    Volumenerhöhung und Reaktionskinetik

    • Hinreaktion ist eine Reaktion 2. Grades; Rückreaktion ist 1. Grades.
    • Volumenerhöhung erschwert die Hinreaktion und erleichtert die Rückreaktion, was zur Abnahme der Konzentration von PL führt.

    Atmungskette der Alphaproteobakterien

    • Elektronen fließen von NADH zu O2 über Protein-Komplexe der Mitochondrien.
    • Protonen werden von der Innenseite zur Außenseite der Membran gepumpt, was einen Protonengradienten erzeugt.
    • ATP-Synthese erfolgt durch Bewegung der Protonen zurück durch die ATP-Synthase.
    • Komplexe der Atmungskette: Komplex I oxidiert NADH, Komplex III oxidiert Q, Komplex IV reduziert O2 zu H2O.

    Endosymbiontentheorie

    • Aerobe Prokaryoten und anaerobe Eukaryoten gingen eine Symbiose ein, was zur Entstehung von Eukaryoten mit Mitochondrien führte.
    • Katalytische Untereinheiten in Mitochondrien zeigen Übereinstimmung mit Alphaproteobakterien.

    Vergleich der Atmungsketten von Alphaproteobakterien und E. coli

    • E. coli hat kein Zytochrom-C, nutzt stattdessen eine Quinol-Oxidase, erzeugt jedoch weniger Protonen (8H+) als Alphaproteobakterien.
    • Beide besitzen einen Komplex I und einen Quinon-Pool.
    • Verwendung alternativer terminaler Oxidasen je nach Sauerstoffkonzentration zur Anpassung der Energieproduktion.

    Fotosynthese und Chlorophyll

    • Chlorophyll-Pigmente sind in Bakterien in die cytoplasmatische Membran integriert, in Eukaryoten in Membransystemen.
    • Chlorosomen in grünen Bakterien fungieren als Antennensysteme zur Effizienzsteigerung der Lichtnutzung.
    • Energieübertragung durch angeregte Elektronen ist entscheidend für die Effektivität der Photosynthese.

    Bilanz der Photosynthese

    • Vier Photonen werden benötigt, um ein O2-Molekül zu produzieren, aus vier Wasser-Elektronen.
    • Photolyse von Wasser liefert den Sauerstoff für alle lebenden Organismen.

    Nucleotid-Biosynthese

    • Nucleobasen werden aus Ribose 5-Phosphat und Aminosäuren biosynthetisiert.
    • RNA-Welt-Hypothese postuliert, dass Ribonukleinsäuren die Vorläufer von Desoxyribonukleinsäuren sind.

    Biogeochemischer Kreislauf

    • Kohlenstoffumwandlungsprozesse: Atmung und Photosynthese.
    • Der Großteil des Kohlenstoffs (95%) ist ungebunden im Gestein der Erde.
    • CO2 ist das am schnellsten transferierte Kohlenstoffreservoir und wird durch Photosynthese fixiert.

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    Dieses Quiz bietet eine Zusammenfassung der biologischen Konzepte und Strukturen, die im ersten Semester behandelt wurden. Es wird untersucht, wie das Vergleichen von Proteinen dazu beiträgt, die evolutionären Entwicklungen besser zu verstehen. Außerdem behandelt das Quiz grundlegende Prinzipien der DNA und ihre Rolle in der Evolution.

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