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Zellbestandteile:
1. Wasser:
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1.1. Struktur
- gemeinsames Elektronenpaar
- polare Atombindung
- Dipolmolekül
1.2. Zwischenmolekulare Kräfte
- Wasserstoffbrückenbindung
- Van-der-Waals-Kräfte
- Hydrathüllen
1.2.1. Wasserstoffbrückenbindung:
-WBB zw. Diplomolekülen sind Elektrostatische Anziehungskräfte zw. dem pos. Pol eines Moleküls und dem negativen Pol des H2O, zu dem sich das andere Molekül hin orientiert
1.2.2. Van-der-Waals-Kräfte
=Anziehungskräfte, die auf Wechselwirkungen zw. den Elektronenwolken zurückzufüren sind bewirken regelmäßig angeordnete Moleküle (z.B. Eis)
1.3. Ursachen/Zusammenhang d. chem. Eigenschaften des H2O
Chem. Eigenschaft Bindung Bedeutung des H2O
Bilden v. Hydrathüllen um Ionen Polare Atombindung Polarität
- Reaktionspartner
- Lsg.-Mittel f. Ionen
- Flüssig,
- hohe Siedetemp. (100°C) - Dipolmolekül
- WBB - Transportmittel
- Quellmittel f. Eiweiße u. AS
Volumen Eis größer als
Volumen fl. H2OEis schwimmt Van-der-Waals-Kräfte
Adhäsion Erhaltung Turgor
Dichteanomalie d. H2O
-4°C = höchste Regelmäßiges Molekülgitter zerstört "eisähnliche" Struktur Lebens- und Überwinterungsraum für wechselwarme Tiere (Teichgrund friert nicht zu)
2. Mineralsalze
Aufnahme dch. H2O, CO2, Düngemitteln (CO32-, NO3-, PO43-,SO42-)
2.1. Microelemente:
C, O, H, N, S, Mg, K, P, Ca, Fe
2.2. Makro- (Spuren-) elemente:
Mu, Zn, Co, Mo, B, Si, Cl
2.3. Gesetz des Minimum (Liebig 1840)
Das Vorkommen und die Häufigkeit einer Art werden von dem Faktor bestimmt, der vom Optimum am weitesten entfernt ist.
Für Pflanzen:
Das Vorkommen und die Häufigkeit einer Pflanzenart werden von dem Element bestimmt, das von allen benötigten am geringsten vorkommt, d. h. der Überschuss der anderen Stoffe nützt nichts.
3. Proteine
Träger wesentlicher Lebensfunktionen
3.1. Aufbau
Als Biokatalysatoren im Stoffwechsel Enzyme
Als Botenstoffe zur Übertragung von Infos im Körper Peptidhormone
Als Gerüstsubstanzen (Bsp.: Horn + Nägel) Faserproteine - Keratin
Als membranaufbauende Elemente Membranproteine
Als Abwehrorganismen gegenüber Krankheitserregern Imunglobubine - Antikörper
Als kontraktile Elemente der Muskeln (Kontraktion) Myosinfibrillen
3.2. Aufbau
- besteht aus 20 versch. Aminosäuren Aminosäuren:
- Dipeptide: 2 AS R COOH
- Oligopeptide: bis 10 AS
- Polypeptide: 11 - 100 AS NH2
- Proteine: mehr als 100 AS
3.3. Bildung v. Polypeptiden:
dch. Polykondensation
3.4. Raumstruktur
A) Primärstruktur: Reihenfolge der gebundenen AS
B) Sekundärstruktur. Raumstruktur ohne Betrachtung der Seitenketten
Helix Faltblatt
- dch. großer Zahl v. WBB kommt es zu dieser Struktur
C) Tertiärstruktur: Raumstruktur d. Peptidketten mit Seitenketten
Spiralbildung dch. Van-der-Waals-Kräfte, WBB, Atombindung,
Ionenbeziehung, Disulfidbrücke
D) Quatiärstruktur: Zusammenschluß mehrerer Polypeptidketten Bsp.: Hämoglobin 4 Ketten
Denaturierung:
Zerstörung der Raumstruktur inkl. Sekundärstruktur Eiweiß gerinnt
Ursachen: Hitze 60°C-70°C
UV-Licht
Chemikalien (Alkohol, Säuren, Schwermetalle: Cn2+, Pb2+)
4. Fette
4.1. Def.:
Fette sind ein Gemisch von FS und Estern, die aus Propantriol und FS gebildet werden. Die Eigenschaften der Fette werden dch. die FS bestimmt.
4.2. Bildung
Hydrolyse
Fettsäuren + Glycerin Fett + H2O
(Alkan- o. Alken- (Ester)
säure Veresterung
+ + H2O
4.3. Vertreter, Einteilung
gesättigt ungesättigt
fest flüssig
Einfachbindungen Doppelbindungen
in d. Fettsäure in d. Fettsäure
z. B. Linolsäure, Ölsäure
(essentielle FS)
Name Formel Vorkommen, Bedeutung
Neutralfette Pflanzenfette: Raps, Mohn, Oliven
Tierfette: Rinder-, Schweine-, Gänsefett
Energiereichste Nährstoffgruppe
Wärmeisolator, Organschutz
Phospholipide
z. B.: Lecitin - Tier- und Pflanzenreich
- Membranbaustein (Grund: hydrophober u.
hydrophiler Teil in Molekül)
- häufig in Gehirn + Nervenhülle
Steroide
z. B. Cholesterin
____ - in allen tier. Geweben (frei o. gebunden)
- gering auch in Pfl.
- Hirn, Eidotter
- Membranbaustein v. Nervengewebe
5. Nachweise
Stoffe Reagenzien Beobachtung
Kohlenhydrate
STÄRKE Jod - Kaliumjodid - Lsg. Blau - schwarz
TRAUBENZUCKER Fehling I +II (erhitzen) Ziegelroter NS
CELLULOSE Chlorzinkoxid Violett
SUBERIN Chlorzinkoxid
Sudan III Gelbbraun
Gelbrot
LIGNIN Phloroglycin Weinrot
Fette Sudan III Lsg. Entfärbung der roten Lsg.
Eiweiße Konz. HNO3
Fehling I (Kupfersulfat) + NaOH Gelb
Violett
Zellvorgänge:
1. Zellzyklus
1.1. Mitose
1.1.1. Bedeutung:
Bildung identischer Tochterzellen (2n) Wachstumsteilung, Regeneration, ungeschl. Fortpfl.
1.1.2. Ablauf
Interphase
- 1 Kern (Nukleolus, Kernmembran)
- Chromatingerüst
- Intensiver Zellstoffwechsel Bildung doppelter Chromosomenzahl
Prophase
- Chromosomen spiralisieren sich
- Chromatiden werden sichtbar nur noch an Zentromer miteinander verbunden
- Am Centriol bildet sich ein zweites wandern zu entgegengesetzten Zellpolen
Bildung Kernspindeln (bestehen aus Mikrotubuli)
- Auflösung Kernhülle + Nukleolus
Metaphase
- Anordnung der Chromosomen an Äquatorialebene
- Spindelphasern treten mit den Zentromeren in Verbindung
Anaphase
- Centromere u. Schwesterchromatiden trennen sich und wandern zu entgegengesetzten Polen
- Verkürzung Spindelphasern
- Jeder Pol: vollständiger Chromatidensatz
Telophase
- jede Tochterzelle: gleiche Anzahl an Chromatidchromosomen
- Kernspindel
- Entspiralisierung der Chromatiden
- Stoffwechselaktivität nimmt wieder zu
- Neubildung Kernhülle + Nukleolus
- Durchschnürung Zellköper am Äquator
- Zufällige Verteilung v. Cytoplasma, Mitochondrien, evtl. Chloroplast
Interphase
2. Zellwachstum
Wachstum ist ein Merkmal des Lebens, bei dem lebende Zellen ihre Substanz und ihr Volumen bleibend vergrößern
2.1. Plasmawachstum
Meristem
- Zunahme Protoplast bis Größe der Mutterzelle
dch. Eiweißsynthese an Ribosomen
2.2. Streckungswachstum (nur pfl. Eucyte)
Volumenzunahme dch. osmotische H2O-Aufnahme
Bedingt dch: äußere Faktoren: Licht, H2O, Temp.
Innere Faktoren: Pflanzenhormone
2.3. Differenzierungswachstum
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