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E-Book

Prüfungs-Trainer Biochemie und Zellbiologie

AutorAndreas Held
VerlagSpektrum Akademischer Verlag
Erscheinungsjahr2005
Seitenanzahl233 Seiten
ISBN9783827415424
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis18,00 EUR

Sie haben Prüfungspanik und brauchen gedrucktes "Valium"? Dann nutzen Sie den Prüfungs-Trainer in den Tagen vor Ihrem großen Tag als roten Faden oder Notprogramm für die letzten Hürden. Diese "Lebensversicherung" hilft Ihnen,

- mit einem verlässlichen, autorisierten Kompendium die Stofffülle der Biologie zu beherrschen,
- Essenzielles in kurzer Zeit möglichst effizient zu wiederholen oder abzuhaken und so
- einen letzten Sicherheits-Check durchzuführen.
Die Inhalte dieses Bandes basieren auf dem Grundstudium Biologie, herausgegeben von Katharina Munk, und ermöglichen durch zahlreiche Querverweise eine Vertiefung in Campbells Biologie. Sie sind so ausgewählt, dass sie den Kernbereich der Biochemie und Zellbiologie breit abdecken.

Insgesamt umfasst diese Reihe 5 Bände. Diese lassen sich unabhängig voneinander nutzen. Die Themen sind:

- Mikrobiologie
- Biologie der Pflanzen
- Biologie der Tiere
- Genetik

- Biochemie und Zellbiologie

Der Autor

Andreas Held hat Biologie studiert und ist Übersetzer zahlreicher Biologie-Lehrbücher. Er ist somit als Kompilator dieser Reihe bestens prädestiniert.  

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Leseprobe

3. Biophysikalische Grundlagen der Biochemie (S.22)

Für eine intensivere Beschäftigung mit der Herleitung der angeführten Gleichungen sei auf den Band Biochemie, Zellbiologie aus der Reihe Grundstudium Biologie verwiesen.

• Biophysik: Anwendung physikalischer Prinzipien auf biologische Fragestellungen

3.1 Die besondere Rolle des Wassers
Wasser
• Grundvoraussetzung für Lebensprozesse
• Anteil in Organismen: 70 % und mehr

Struktur von Wasser (H2O)

• Dipol: Molekül mit entgegengesetzten Teilladungen (Sauerstoff partiell negativ, Wasserstoff partiell positiv geladen)
• dadurch Ausbildung von Wasserstoffbrücken-Bindungen zwischen den Molekülen
• kann dissoziiert vorliegen (s. 3.3)

Zahl der Wasserstoffbrücken pro Wassermolekül:

• maximal 4 bei Eis (2 als Elektronenakzeptor, 2 als Donor)
• in flüssigem Wasser im Schnitt 3,4

Die Polarität der Wassermoleküle führt zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken gelernt (Campbell S. 50)

physikalische Eigenschaften von Wasser
• bedingt durch Struktur des Wassermoleküls
• hoher Schmelz- und Siedepunkt
• hohe Wärmekapazität und Verdampfungsenthalpie
• elektrische Leitfähigkeit
• hohe Dielektrizitätskonstante
• Volumenausdehnung beim Erstarren (durch regelmäßige Struktur; höchste Dichte bei + 4°C)
• hohe Oberflächenspannung und Kohäsion (durch Wasserstoffbrücken)

Kohäsion  Zusammenhalt innerhalb Zusammenhalt zweier unterschiedeines Stoffes aufgrund der licher Stoffe aufgrund der Anziehungsinternen zwischenmolekularen kräfte zwischen ihren Grenzschichten Anziehungskräfte .
Adhäsion Organismen sind auf die Kohäsion (gegenseitige Anziehung) von Wassermolekülen angewiesen (Campbell S. 50) gelernt

3.1.1 Wasser als Lösungsmittel

Wasser ist das Lösungsmittel des Lebens (Campbell S. 54) gelernt

Lösung

• homogenes flüssiges Gemisch aus 2 oder mehr Stoffen
• auflösender Bestandteil: Lösungsmittel
• gelöster Bestandteil: Solut
• Molarität (mol/l): Zahl der gelösten Moleküle pro Liter Lösung
• Wasser ist ein gutes Lösungsmittel, weil es 4 Wasserstoffbrücken bilden kann

Bei amphipathischen Substanzen kommt es durch Zusammenlagerung der unpolaren Gruppen zur Bildung von Micellen (innen rein apolar) oder Doppelschichten (umschließen wässrigen Raum, z. B. kugelförmige Liposomen; gleiches Prinzip bei biologischen Lipidmembranen). (s. auch Abb. 9.3)

Hydratation von Ionen
• gelöste Ionen werden von Wassermolekülen mit Hydrathülle umgeben
• Anlagerung über Wasserstoffbrücken-Bindungen
• vermindert elektrostatische Wechselwirkung zwischen Ionen
• exothermer Vorgang

Dielektrizitätskonstante
• für die Abschirmung von Ionenladungen entscheidende spezi. sche Stoffkonstante von Lösungsmitteln
• gute Lösungsmittel besitzen hohe Dielektrizitätskonstante hydrophobe Wechselwirkungen
• bewirken Aggregatbildung zwischen unpolaren Molekülen bzw. Molekülbereichen in wässriger Lösung durch Verdrängung der Wassermoleküle
• Antriebskraft: erhöhte Entropie der verdrängten Wassermoleküle
• z. B. bei Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen

3.1.2 Bedeutung von Wasser für das Leben
• Wasser wirkt als Thermostat
• schwimmende Eisdecke (leichter als Wasser) wirkt als Wärmeisolator
• tieferes Wasser gefriert nicht
• hohe Wärmekapazität: Blut kann zum Wärmetransport dienen
• hohe Verdampfungsenthalpie: bei Hitze genutzt zum Erzeugen von Verdunstungskälte durch Schwitzen

Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhalt8
1. Die Entstehung des Lebens12
1.1 Chemische und präbiologische Evolution12
1.2 Merkmale von Leben18
2. Die Zelle19
2.1 Die unterschiedlichen Organisationsformen der Zelle20
2.2 Die Evolution frühesten Lebens29
2.3 Mikroskopie30
3. Biophysikalische Grundlagen der Biochemie33
3.1 Die besondere Rolle des Wassers33
3.2 Gleichgewichte35
3.3 Säuren, Basen und Puffer36
3.4 Physikalische Faktoren für den Stofftransport39
3.5 Thermodynamische Grundlagen42
3.6 Elektrochemie45
3.7 Licht und Leben47
4. Biologische Makromoleküle – Bau und Eigenschaften50
4.1 Aufbau und Zusammenhalt von Makromolekülen50
4.2 Kohlenhydrate52
4.3 Nucleinsäuren59
4.4 Lipide63
5. Proteine67
5.1 Bausteine der Proteine: Aminosäuren68
5.2 Struktur von Proteinen72
5.3 Stabilität von Proteinstrukturen76
5.4 Methoden der Proteinchemie78
6. Enzymbiochemie84
6.1 Enzyme84
6.2 Strategien der Enzymkatalyse87
6.3 Enzymkinetik92
6.4 Regulation der Enzymaktivität96
6.5 Mechanismen der Enzymkatalyse98
6.6 Ribozyme100
7. Coenzyme101
7.1 Coenzyme, Cofaktoren, prosthetische Gruppen101
7.2 Cofaktoren der Oxidoreductasen103
7.3 Coenzyme für den Transfer von C1-Fragmenten108
7.4 Coenzyme für den Transfer von C2- und größeren Fragmenten109
7.5 Energiereiche Phosphorverbindungen als Cofaktoren110
7.6 Coenzyme der Lyasen, Isomerasen und Ligasen112
8. Stoffwechsel114
8.1 Grundprinzipien des Stoffwechsels114
8.2 Der Kohlenhydratstoffwechsel123
8.3 Die Endoxidation137
8.4 Der Fettsäurestoffwechsel142
8.5 Der Stickstoffstoffwechsel148
8.6 Die Photosynthese153
9. Membranen159
9.1 Bauplan zellulärer Membranen: die Lipiddoppelschicht159
9.2 Die Lipidkomponente von Membranen160
9.3 Die Proteinkomponente von Membranen167
10. Kompartimente173
10.1 Der Zellkern174
10.2 Das Endoplasmatische Reticulum179
10.3 Der Golgi-Apparat182
10.4 Microbodies: Peroxisomen, Glyoxisomen, Glykosomen189
10.5 Die Lysosomen190
10.6 Vakuolen191
10.7 Mitochondrien192
10.8 Chloroplasten194
11. Cytoskelett196
11.1 Mikrotubuli197
11.2 Mikrofilamente201
11.3 Intermediäre Filamente202
11.4 Amöboide Bewegung203
12. Zelloberflächen204
12.1 Oberflächenstrukturen und extrazelluläres Material204
12.2 Oberflächenrezeptoren und Signaltransduktion207
12.3 Zell-Zell-Kontakte211
13. Zellteilung214
13.1 Zellteilung bei Prokaryoten214
13.2 Zellteilung bei Eukaryoten215
Index223
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