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E-Book

Chemie für Technische Assistenten in der Medizin und in der Biologie

Autor	Dieter Holzner, Karsten Holzner
Verlag	Wiley-VCH
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	664 Seiten
ISBN	9783527809493
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	51,99 EUR

Der 'Holzner' ist und bleibt das beliebteste Chemie-Lehrbuch für Technische Assistenten in der Medizin und in der Biologie. Dies sind die Merkmale der 6. Auflage:
-gestraffte Darstellung und Konzentration auf die essentiellen Lehrinhalte
-klare und bewährte Gliederung in kleine Lerneinheiten
-aktualisierte Bereiche zu den Themen Biotechnologie
-übersichtliche Zusammenfassungen, die das Wichtigste noch einmal herausstellen
-interessante Exkurse zu aktuellen Themen und späteren Tätigkeitsbereichen
-optimale Prüfungsvorbereitung durch über 600 Fragen aus staatlichen Examina und die entsprechenden Antworten
-ergänzendes Glossar mit über 400 Stichworten mit Angaben der englischen Bezeichnung des jeweiligen Fachausdrucks
-annähernd 100 kommentierte Internet-Adressen
Auf kompakte aber verständliche Weise wird das Basiswissen der Chemie präsentiert. Durch die praxisnahe Betonung biologisch-medizinischer Themen unterscheidet es sich deutlich von herkömmlichen Chemie-Büchern. Vollkommen zu Recht ist und bleibt das Buch damit ein Bestseller.

'Eine noch größere Bedeutung als bisher wird das Buch in der MTA-Ausbildung einnehmen, da Zusammenhänge auf zellulärer Ebene und damit verbunden die chemischen und biochemischen Prozesse als wichtige Kernkompetenzen in allen vier Schwerpunktfachbereichen, wie Histologie-Zytologie, Klinische Chemie, Hämatologie und Mikrobiologie mit den jeweiligen Unterbereichen gelehrt werden.'
Aus dem Geleitwort von Christiane Maschek, Präsidentin des DVTA e.V.

'In Zeiten des unbegrenzten Wissenswachstums gelingt es in der neuen Auflage, aufgrund didaktisch kluger Reduktion, die wesentlichen Fachinhalte herauszukristallisieren. Auch ohne Vorkenntnisse in Chemie erlernt der Leser in kurzer Zeit die komplexen Zusammenhänge biochemischer Prozesse und versteht die chemischen Grundlagen der Bio- und Gentechnologie.'
Aus dem Geleitwort von Dr. Hartmut Böhm, Vorsitzender des Arbeitskreises Biologisch-technische Ausbildung im Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin

Dieter Holzner studierte Chemie in Berlin und Marburg und promovierte mit dem Wahlfach Pharmakologie. Nach elf Jahren in der Pharmaforschung wechselte er an das Deutsche Patentamt und wurde dort zum Richter ernannt. Neben einer langjahrigen Lehrtatigkeit am Berufsforderwerk in Munchen war er am Aufbau der 'Staatlich Anerkannten Fachschule fur Medizinisch-Technische Laboratoriumsassistenten' ma?geblich beteiligt. Als Mitglied der Arbeitskreise 'Curricularer Lehrplan' und 'Biologisch-technische Ausbildung' sowie durch vielfaltige Kontakte zu Schulleitern, Fachbereichsleitern und Fachlehrern war und ist er an der Formulierung der Lehrplane fur technische Assistenzberufe in der Medizin und Biologie beteiligt.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Cover	1
Titelseite	5
Impressum	6
Inhaltsverzeichnis	7
Geleitwort der Präsidentin des DVTA Christiane Maschek	19
Geleitwort von Dr. habil. Hartmut Böhm	21
Vorwort	23
1 Einführung	27
1.1 Ihre beruflichen Tätigkeitsbereiche	27
1.2 Ihre berufsbezogene Chemie-Ausbildung	29
1.3 Wie ist dieses Lehrbuch aufgebaut?	30
1.4 Physik … Chemie	33
1.5 Chemie … Biologie	35
2 Stoffe und ihre Einteilung	39
2.1 Die Vielfalt an Stoffen	39
2.1.1 Bedeutungen des Stoff-Begriffes	41
2.1.2 Bedeutungen der Bezeichnung ,,Mittel“	42
2.1.3 Reinheitsgrad von Stoffen	43
2.2 Einteilung von Stoffen	44
2.3 Charakteristische Eigenschaften reiner Stoffe	44
2.3.1 Identifizierung reiner Stoffe	44
2.3.2 Schmelztemperatur reiner Stoffe	45
2.3.3 Siedetemperatur reiner Stoffe	46
2.3.4 Dichte	46
2.4 Einige grundlegende Begriffe in der Chemie	46
2.4.1 Natriumchlorid und Glucose als Beispiele für reine Stoffe	46
2.4.2 Zusammenhänge zwischen chemischem Aufbau und Eigenschaften von Stoffen	48
2.4.3 Zwischenmolekulare Kräfte	49
2.5 Stoff-Gemische	50
2.5.1 Homogene Stoff-Gemische	50
2.5.2 Heterogene Stoff-Gemische	50
2.5.3 Zusammensetzung von Nährmedien	51
2.5.4 Der Umgang mit Arbeitsstoffen	54
3 Chemische Elemente, Atom-Aufbau und Isotope	57
3.1 Unterscheidung Elemente … Verbindungen	57
3.2 Die kleinsten Teilchen chemischer Elemente	58
3.2.1 Atome und Elementarteilchen	58
3.2.2 Atom-Aufbau	60
3.3 Isotope	60
3.4 Die natürliche Radioaktivität	62
3.5 Künstliche Kern-Umwandlungen	65
3.6 Anwendungen von Radionucliden	65
4 Das Periodensystem der Elemente	69
4.1 Einführung	69
4.2 Das heutige Periodensystem	70
4.3 Aufbau-Prinzip der Elektronenhülle	71
4.4 Aufbau des Periodensystems	73
4.5 Einteilung der Elemente in Gruppen	74
4.6 Periodizität von Eigenschaften	76
5 Entstehung chemischer Verbindungen	83
5.1 Übersicht	83
5.2 Ionen-Verbindungen	84
5.2.1 Eigenschaften von Ionen-Verbindungen	86
5.2.2 Entstehung von Ionen und Ionen-Bindung	86
5.2.3 Benennung von Ionen-Verbindungen	88
5.3 Entstehung von Molekülen	89
5.3.1 Moleküle aus zwei gleichartigen Atomen	89
5.3.2 Moleküle aus zwei verschiedenartigen Atomen	91
5.3.3 Moleküle aus mehr als zwei Atomen	91
5.4 Elektronegativität	94
5.5 Koordinationsverbindungen (Komplex-Verbindungen)	95
5.5.1 Komplex-Verbindungen	97
5.5.2 Stabilität und Anwendungen von Komplex-Verbindungen	99
5.5.3 Chelat-Komplexe	101
6 Quantitative Angaben in der Chemie	105
6.1 Die Notwendigkeit quantitativer Angaben	105
6.2 Relative Molekülmasse und Formelmasse	106
6.3 Das Internationale Einheiten-System	107
6.4 Das Mol – die Einheit der Stoffmenge	107
6.5 Stoffmengen-Angaben	109
6.6 Molare Masse	110
6.7 Das Dalton als Masseneinheit	112
7 Gase	115
7.1 Die verschiedenen Aggregatzustände	115
7.2 Physikalische Eigenschaften von Gasen	115
7.2.1 Druck-Volumen-Abhängigkeit bei konstanter Temperatur	116
7.2.2 Volumen-Änderung und Druck-Änderung in Abhängigkeit von der Temperatur	116
7.2.3 Die absolute Temperatur-Skala	116
7.2.4 Allgemeine Zustandsgleichung idealer Gase	117
7.2.5 Das molare Volumen idealer Gase	118
7.2.6 Gas-Gemische	118
7.3 Wasserstoff	119
7.4 Gase in der Umwelt	119
8 Gesetzmäßigkeiten chemischer Reaktionen	123
8.1 Übersicht	123
8.2 Masse und Volumen bei chemischen Reaktionen	124
8.2.1 Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier, 1785)	124
8.2.2 Gesetz von den konstanten Proportionen (Proust, 1799)	125
8.2.3 Gesetz von den multiplen Proportionen (Dalton, 1808)	125
8.2.4 Volumen-Gesetz von Gay-Lussac (1808)	126
8.3 Chemische Gleichgewichte und Massenwirkungsgesetz	126
8.4 Prinzip des kleinsten Zwanges	129
8.5 Energetik chemischer Reaktionen	129
8.5.1 Thermodynamik	130
8.5.2 Die Innere Energie U eines chemischen Systems	130
8.5.3 Chemische Reaktionen bei konstantem Volumen	131
8.5.4 Chemische Reaktionen bei konstantem Druck	132
8.5.5 Spontan ablaufende chemische Reaktionen	134
8.5.6 Triebkraft chemischer Reaktionen	134
8.5.7 Aktivierungs-Energie und Katalyse	136
9 Wasser	141
9.1 Wasser als Grundlage der Lebensvorgänge	141
9.2 Chemische Zusammensetzung	141
9.3 Wasserstoffbrücken-Bindungen zwischen Wasser-Molekülen	142
9.4 Wasser als Lösungsmittel	142
9.5 Ionenprodukt des Wassers	143
9.6 Die Härte des Wassers	146
10 Lösungen	149
10.1 Übersicht	149
10.2 Wässrige Lösungen	151
10.3 Gehalts-Angaben von Lösungen	156
10.3.1 Stoffmengen-Konzentration	156
10.3.2 Äquivalent-Konzentration	158
10.3.3 Molalität	158
10.3.4 Massen-Anteil	159
10.3.5 Massen-Konzentration	159
10.3.6 Volumen-Konzentration	159
10.3.7 Formel-Übersicht	160
10.4 Von der Teilchenanzahl abhängige Lösungs-Eigenschaften	160
10.5 Lösungen von Gasen in Wasser	164
11 Säure-Base-Reaktionen	167
11.1 Übersicht	167
11.2 Protonen-Übertragungsreaktionen (Protolysen)	169
11.2.1 Protolyse von Säuren	169
11.2.2 Protolyse von Basen	174
11.3 Korrespondierende Säure-Base-Paare	174
11.4 pH-Wert wässriger Lösungen starker Säuren und Basen	175
11.5 Die Neutralisations-Reaktion	176
11.6 Indikatoren	179
11.7 Protolyse von Salzen	180
12 Puffer-Systeme	185
12.1 Übersicht	185
12.2 Qualitative Zusammensetzung von Puffer-Lösungen	186
12.3 Quantitative Zusammensetzung von Puffer-Mischungen	187
12.4 Wirkungsweise von Puffer-Systemen	189
12.5 Anwendungen von Puffer-Systemen	190
12.6 Puffer-Systeme des Blutes	193
13 Oxidations- und Reduktions-Reaktionen (Redox-Reaktionen)	197
13.1 Oxidation und Reduktion unter Beteiligung von Sauerstoff	197
13.2 Oxidation und Reduktion als Elektronen-Übertragung	198
13.2.1 Reaktion unedler Metalle mit Säuren	199
13.2.2 Elektrochemische Redox-Reaktionen	199
13.3 Oxidationszahlen	201
13.4 Redox-Begriffe in der Übersicht	202
13.4.1 Die chemischen Vorgänge	202
13.4.2 Oxidationsmittel	203
13.4.3 Reduktionsmittel	203
13.5 Aufstellen von Redox-Gleichungen	204
13.6 Redox-Titrationen	205
13.7 Standard-Redox-Potentiale	208
14 Eigenschaften und Reaktionen bestimmter Elemente und Verbindungen	209
14.1 Metalle	209
14.1.1 Eigenschaften und Verwendungen von Metallen	209
14.1.2 Ursachen für die toxische Wirkung von Metallen	212
14.2 Alkalimetalle	213
14.3 Erdalkalimetalle	215
14.4 Bor, Aluminium und Thallium als Elemente der 3. Gruppe	216
14.5 Kohlenstoff-Silicium-Gruppe	217
14.6 Metalle aus den Nebengruppen des Periodensystems der Elemente	221
14.7 Stickstoff-Phosphor-Gruppe	224
14.8 Sauerstoff-Schwefel-Gruppe	227
14.9 Halogene	230
15 Elektrolyte im menschlichen Organismus	235
15.1 Kationen im Elektrolyt-Haushalt	237
15.2 Anionen im Elektrolyt-Haushalt	240
16 Methoden zur Trennung von Stoff-Gemischen	243
16.1 Einführung	243
16.2 Physikalische Verfahren zur Stoff-Trennung	245
16.2.1 Extraktion	245
16.2.2 Gewinnung fester Stoffe aus Lösungen	245
16.2.3 Weitere Trennverfahren	246
16.3 Chromatographische Trennmethoden	246
16.4 Säulen-Chromatographie	247
16.4.1 Gel-Chromatographie	249
16.4.2 Adsorptions-Chromatographie	249
16.4.3 Ionenaustausch-Chromatographie	250
16.5 Elektrophorese	251
17 Analytische Chemie	253
17.1 Einführung	253
17.2 Volumetrische Bestimmungen	254
17.3 Urtiter-Substanzen	255
17.4 Potentiometrische Messungen	256
17.5 Spektroskopie	257
17.5.1 Elektromagnetische Strahlung	257
17.5.2 Spektroskopische Methoden	258
17.5.3 Anwendungen spektroskopischer Methoden	259
17.6 Photometrische Bestimmungen	260
17.7 Polarimetrie	261
18 Organische Chemie – Einführung und Übersicht	263
18.1 Entwicklung und Bedeutung der Organischen Chemie	263
18.2 Der Aufbau organischer Verbindungen	264
18.3 Die Vielfalt organischer Verbindungen	267
18.4 Isomerie und Molekül-Modelle	270
18.5 Organische Polymere	272
18.6 Benennung und Einordnung organischer Verbindungen in Verbindungsklassen	272
18.7 Chemische Konstitution und physikalische Eigenschaften	277
18.8 Reaktions-Typen in der Organischen Chemie	279
19 Kohlenwasserstoffe	287
19.1 Einführung	287
19.2 Die homologe Reihe der Alkane	289
19.3 Die Gerüst-Isomerie der Alkane	291
19.4 Cycloalkane	294
19.5 Substitutions-Reaktionen mit gesättigten Kohlenwasserstoffen	295
19.5.1 Chlorkohlenwasserstoffe	295
19.6 Alkene	297
19.6.1 Polymerisation	299
19.7 Alkine	300
19.8 Aromatische Kohlenwasserstoffe	300
20 Alkohole, Ether und Phenole	305
20.1 Einführung	305
20.2 Alkanole	306
20.2.1 Physikalische Eigenschaften der Alkanole	307
20.2.2 Chemische Reaktionen	309
20.3 Cycloalkanole	310
20.4 Mehrwertige Alkohole	311
20.5 Ether	312
20.5.1 Ether als Verbindungsklasse	313
20.5.2 Cyclische Ether	313
20.6 Phenole	314
20.6.1 Einwertige Phenole	314
20.6.2 Mehrwertige Phenole	315
21 Carbonyl-Verbindungen	319
21.1 Einführung	319
21.2 Aldehyde	319
21.2.1 Aldehyde als Verbindungsklasse	319
21.2.2 Alkanale	320
21.2.3 Aldehyde aus anderen homologen Reihen	322
21.3 Ketone	322
21.3.1 Alkanone	323
21.4 Reaktionen von Carbonyl-Verbindungen	323
21.4.1 Anlagerung von Wasserstoff (Hydrierung)	323
21.4.2 Anlagerung von Wasser/Aldehyd-Hydrate	324
21.4.3 Anlagerung von Alkoholen/Halbacetale und Acetale	324
22 Carbonsäuren	327
22.1 Einführung	327
22.2 Gesättigte Monocarbonsäuren	328
22.3 Ungesättigte Monocarbonsäuren	330
22.4 Gesättigte und ungesättigte Dicarbonsäuren	330
22.5 Aromatische Mono- und Dicarbonsäuren	331
22.6 Percarbonsäuren	331
22.7 Substituierte Carbonsäuren	332
22.7.1 Halogencarbonsäuren	333
22.7.2 Hydroxy-carbonsäuren	333
22.7.3 Keto-carbonsäuren	335
23 Funktionelle Carbonsäure-Derivate	339
23.1 Einführung	339
23.2 Salze von Carbonsäuren	339
23.2.1 Seifen	340
23.2.2 Komplex-Salze	341
23.3 Carbonsäure-ester	342
23.4 Carbonsäure-anhydride	343
23.5 Carbonsäure-amide	344
24 Stereochemie	347
24.1 Einführung	347
24.2 Optische Aktivität	347
24.2.1 Eigenschaften des Lichtes	347
24.2.2 Historische Entwicklung und Grundbegriffe	348
24.2.3 Ursache der optischen Aktivität	350
24.3 Optisch aktive Verbindungen mit mehreren asymmetrischen C-Atomen (Chiralitätszentren)	352
24.4 cis-trans-Isomerie	353
25 Fette und Lipide	357
25.1 Einteilung der Fette	357
25.2 Chemische Struktur der Fette	357
25.3 Chemische Eigenschaften der Fette	359
25.4 Physikalische Eigenschaften der Fette	360
25.5 Biologische Bedeutung der Fette	361
25.6 Lipide	362
25.7 Lipide in biologischen Membranen	363
25.8 Steroide	364
26 Kohlenhydrate	369
26.1 Einführung	369
26.2 Monosaccharide	369
26.2.1 Triosen	370
26.2.2 Pentosen	371
26.2.3 Glucose	372
26.2.4 Glycoside	378
26.2.5 Weitere Hexosen	379
26.3 Disaccharide	380
26.4 Polysaccharide	383
27 Schwefelhaltige organische Verbindungen	389
27.1 Einführung	389
27.2 Thioalkohole (Thiole)	389
27.3 Thioether	390
27.4 Thioester	390
27.5 Sulfonsäuren	390
27.6 Amino-sulfonsäuren	391
27.7 Schwefelsäuremonoester	394
27.8 Detergentien/Tenside	395
27.8.1 Chemischer Aufbau von Detergentien	395
27.8.2 Verwendungen von Detergentien	397
28 Stickstoffhaltige organische Verbindungen	401
28.1 Amine	401
28.1.1 Alkylamine (Aminoalkane)	402
28.1.2 Heterocyclische Amine	403
28.1.3 Amine mit alkoholischen Hydroxy-Gruppen	403
28.1.4 Aromatische Amine	403
28.2 Ungesättigte Stickstoff-Heterocyclen	404
28.3 Harnstoff und Ureide	405
28.4 Guanidin	407
28.5 Quartäre Ammoniumsalze	407
28.6 Stickstoffhaltige organische Verbindungen als Komplexbildner	408
28.7 Weitere stickstoffhaltige Verbindungen	409
29 Farbstoffe	413
30 Aminosäuren und Peptide	421
30.1 Einführung	421
30.2 Eigenschaften von Monoamino-monocarbonsäuren	423
30.3 Monoamino-dicarbonsäuren	427
30.4 Diamino-monocarbonsäuren	428
30.5 Aminosäuren im Stoffwechsel	429
30.6 Peptide	429
31 Proteine	441
31.1 Einführung	441
31.2 Einteilung der Proteine	443
31.2.1 Lipoproteine	446
31.2.2 Glycoproteine	447
31.2.3 Protein-Phosphorylierung	449
31.3 Eigenschaften von Proteinen	450
31.4 Proteom-Forschung	453
31.5 Verfahren zur Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen	456
32 Isolierung und Aufreinigung von Proteinen	461
32.1 Einführung	461
32.2 Reinigung von Peptiden und Proteinen durch chromatographische Trennverfahren	462
32.3 Protein-Trennungen aufgrund von Ladungs-Unterschieden	464
32.4 Zweidimensionale Gel-Elektrophorese	465
33 Enzyme	469
33.1 Einführung	469
33.2 Chemischer Aufbau und Eigenschaften der Enzyme	472
33.3 Einordnung und Benennung von Enzymen	474
33.3.1 Oxidoreduktasen	477
33.3.2 Transferasen	478
33.3.3 Hydrolasen	478
33.3.4 Lyasen	479
33.3.5 Isomerasen	479
33.3.6 Ligasen	479
33.4 Enzym-Kinetik	480
33.5 Verwendung von Enzymen	482
34 Vitamine und Coenzyme	485
34.1 Vitamine	485
34.2 Die Coenzyme NAD und FAD	489
34.3 Die Bedeutung von NAD/NADH für quantitative Bestimmungen	491
35 Biochemie	495
35.1 Einführung	495
35.2 Stoffwechsel	498
35.3 Gemeinsamkeiten des Stoffwechsels	501
35.4 Bioenergetik	502
35.4.1 Die Schlüsselstellung von Adenosin-triphosphat im Energie-Stoffwechsel	503
35.4.2 Oxidative Phosphorylierung	507
36 Fettsäure-Stoffwechsel	511
36.1 Abbau der Fettsäuren	511
36.2 Ketonkörper	513
37 Kohlenhydrat-Stoffwechsel	515
37.1 Glycolyse	515
37.2 Der Pentosephosphat-Weg	519
37.3 Gluconeogenese	521
38 Citronensäure-Cyclus	525
38.1 Einführung	525
38.2 Das Stoffwechsel-Geschehen im Citronensäure-Cyclus	526
39 Stoffwechsel-Reaktionen von Aminosäuren	531
39.1 Katabolismus von Aminosäuren	531
39.2 Harnstoff-Synthese	533
40 Nucleotide	537
40.1 Einführung	537
40.2 Mononucleotide	539
40.3 Benennung von Nucleotiden	541
40.4 Nucleosid-triphosphate	542
40.5 Oligonucleotide – Chemischer Aufbau	543
41 Nucleinsäuren	547
41.1 Einführung	547
41.2 Chemischer Aufbau der Nucleinsäuren	547
41.3 Chemische Eigenschaften von Nucleinsäuren	552
41.4 Vorkommen von DNA	552
42 Kunststoffe	555
42.1 Einleitung	555
42.2 Herstellung von Kunststoffen	555
42.3 Eigenschaften von Kunststoffen	558
42.4 Verwendung von Kunststoffen	559
43 Biotechnologie und Gentechnologie	561
43.1 Einführung	561
43.2 Grundlagen der Gentechnologie	563
43.3 Industrielle Biotechnologie	565
43.4 Gentechnisch veränderte Pflanzen	567
44 Arzneimittel-Wirkstoffe	571
44.1 Einführung	571
44.2 Wechselwirkungen zwischen Organismen und Stoffen	572
44.3 Antibiotika	574
44.4 Gentechnisch hergestellte Proteine	576
44.5 Biopharmazeutika	578
Anhang A-1 Abkürzungen	581
Anhang A-2 Chemische Elemente in alphabetischer Reihenfolge (Auswahl)	585
Anhang A-3 pH-Werte von wässrigen Lösungen	587
Anhang A-4 Gehalts-Angaben einiger handelsüblicher Säuren	589
Anhang A-5 Glossar	591
Anhang A-6 Weiterführende Literatur	611
Anhang A-7 Adressen im World Wide Web	615
Anhang A-8 Institutionen, in denen Technische Assistenten in der Medizin und in der Biologie tätig sind	623
Anhang A-9 Antworten zu den Verständnisfragen	625
Anhang A-10 Periodensystem	643
Index	645
EULA	661

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Über »Evangelische Theologie« In interdisziplinären Themenheften gibt die Evangelische Theologie entscheidende Impulse, die komplexe Einheit der Theologie wahrzunehmen. Neben den Themenheften ...