Held Prüfungs-Trainer Biochemie und Zellbiologie

1. Auflage 2005
ISBN: 978-3-8274-1542-4
Verlag: Spektrum Akademischer Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 233 Seiten

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.  

Autoren/Hrsg.

Held, Andreas

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;Inhalt;8
3;1. Die Entstehung des Lebens;12
3.1;1.1 Chemische und präbiologische Evolution;12
3.2;1.2 Merkmale von Leben;18
4;2. Die Zelle;19
4.1;2.1 Die unterschiedlichen Organisationsformen der Zelle;20
4.2;2.2 Die Evolution frühesten Lebens;29
4.3;2.3 Mikroskopie;30
5;3. Biophysikalische Grundlagen der Biochemie;33
5.1;3.1 Die besondere Rolle des Wassers;33
5.2;3.2 Gleichgewichte;35
5.3;3.3 Säuren, Basen und Puffer;36
5.4;3.4 Physikalische Faktoren für den Stofftransport;39
5.5;3.5 Thermodynamische Grundlagen;42
5.6;3.6 Elektrochemie;45
5.7;3.7 Licht und Leben;47
6;4. Biologische Makromoleküle – Bau und Eigenschaften;50
6.1;4.1 Aufbau und Zusammenhalt von Makromolekülen;50
6.2;4.2 Kohlenhydrate;52
6.3;4.3 Nucleinsäuren;59
6.4;4.4 Lipide;63
7;5. Proteine;67
7.1;5.1 Bausteine der Proteine: Aminosäuren;68
7.2;5.2 Struktur von Proteinen;72
7.3;5.3 Stabilität von Proteinstrukturen;76
7.4;5.4 Methoden der Proteinchemie;78
8;6. Enzymbiochemie;84
8.1;6.1 Enzyme;84
8.2;6.2 Strategien der Enzymkatalyse;87
8.3;6.3 Enzymkinetik;92
8.4;6.4 Regulation der Enzymaktivität;96
8.5;6.5 Mechanismen der Enzymkatalyse;98
8.6;6.6 Ribozyme;100
9;7. Coenzyme;101
9.1;7.1 Coenzyme, Cofaktoren, prosthetische Gruppen;101
9.2;7.2 Cofaktoren der Oxidoreductasen;103
9.3;7.3 Coenzyme für den Transfer von C1-Fragmenten;108
9.4;7.4 Coenzyme für den Transfer von C2- und größeren Fragmenten;109
9.5;7.5 Energiereiche Phosphorverbindungen als Cofaktoren;110
9.6;7.6 Coenzyme der Lyasen, Isomerasen und Ligasen;112
10;8. Stoffwechsel;114
10.1;8.1 Grundprinzipien des Stoffwechsels;114
10.2;8.2 Der Kohlenhydratstoffwechsel;123
10.3;8.3 Die Endoxidation;137
10.4;8.4 Der Fettsäurestoffwechsel;142
10.5;8.5 Der Stickstoffstoffwechsel;148
10.6;8.6 Die Photosynthese;153
11;9. Membranen;159
11.1;9.1 Bauplan zellulärer Membranen: die Lipiddoppelschicht;159
11.2;9.2 Die Lipidkomponente von Membranen;160
11.3;9.3 Die Proteinkomponente von Membranen;167
12;10. Kompartimente;173
12.1;10.1 Der Zellkern;174
12.2;10.2 Das Endoplasmatische Reticulum;179
12.3;10.3 Der Golgi-Apparat;182
12.4;10.4 Microbodies: Peroxisomen, Glyoxisomen, Glykosomen;189
12.5;10.5 Die Lysosomen;190
12.6;10.6 Vakuolen;191
12.7;10.7 Mitochondrien;192
12.8;10.8 Chloroplasten;194
13;11. Cytoskelett;196
13.1;11.1 Mikrotubuli;197
13.2;11.2 Mikrofilamente;201
13.3;11.3 Intermediäre Filamente;202
13.4;11.4 Amöboide Bewegung;203
14;12. Zelloberflächen;204
14.1;12.1 Oberflächenstrukturen und extrazelluläres Material;204
14.2;12.2 Oberflächenrezeptoren und Signaltransduktion;207
14.3;12.3 Zell-Zell-Kontakte;211
15;13. Zellteilung;214
15.1;13.1 Zellteilung bei Prokaryoten;214
15.2;13.2 Zellteilung bei Eukaryoten;215
16;Index;223
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Leseproben

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