ZUSAMMENFASSUNG Zellbestandteile + Zellvorgänge

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1 15. November 1998 Zellbestandteile: ZUSAMMENFASSUNG Zellbestandteile + Zellvorgänge 1. Wasser: 1.1. Struktur - gemeinsames Elektronenpaar - polare Atombindung - Dipolmolekül 1.2. Zwischenmolekulare Kräfte - Wasserstoffbrückenbindung - Van-der-Waals-Kräfte - Hydrathüllen Wasserstoffbrückenbindung: -WBB zw. Diplomolekülen sind Elektrostatische Anziehungskräfte zw. dem pos. Pol eines Moleküls und dem negativen Pol des H 2 O, zu dem sich das andere Molekül hin orientiert 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 H 2 O Chem. Eigenschaft Bindung Bedeutung des H 2 O 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 Van-der-Waals-Kräfte Erhaltung Turgor Volumen fl. H 2 O!Eis schwimmt Dichteanomalie d. H 2 O! -4 C = höchste!adhäsion Regelmäßiges Molekülgitter zerstört eisähnliche Struktur Lebens- und Überwinterungsraum für wechselwarme Tiere (Teichgrund friert nicht zu) 2. Mineralsalze

2 ! Aufnahme dch. H 2 O, CO 2, Düngemitteln (CO 3 2-, NO 3 -, PO 4 3-,SO 4 2- ) 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 Als Botenstoffe zur Übertragung von Infos im Körper Als Gerüstsubstanzen (Bsp.: Horn + Nägel) Als membranaufbauende Elemente Als Abwehrorganismen gegenüber Krankheitserregern Als kontraktile Elemente der Muskeln (Kontraktion) Enzyme Peptidhormone Faserproteine - Keratin Membranproteine Imunglobubine Antikörper Myosinfibrillen 3.2. Aufbau - besteht aus 20 versch. Aminosäuren Aminosäuren: - Dipeptide: 2 AS R COOH - Oligopeptide: bis 10 AS - Polypeptide: AS NH 2 - Proteine: mehr als 100 AS 3.3. Bildung v. Polypeptiden:!dch. Polykondensation 3.4. Raumstruktur

3 A) Primärstruktur: Reihenfolge der gebundenen AS B) Sekundärstruktur. Raumstruktur ohne Betrachtung der Seitenketten!Helix α!faltblatt β - 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: Cn 2+, Pb 2+ ) 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 Bildung Hydrolyse Fettsäuren + Glycerin Fett + H 2 O (Alkan- o. Alken- (Ester) säure Veresterung + + H 2 O 4.3. Vertreter, Einteilung!gesättigt fest Einfachbindungen in d. Fettsäure!ungesättigt flüssig Doppelbindungen 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) Steroide z. B. Cholesterin 5. Nachweise - häufig in Gehirn + Nervenhülle - in allen tier. Geweben (frei o. gebunden) - gering auch in Pfl. - Hirn, Eidotter - Membranbaustein v. Nervengewebe

4 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. HNO 3 Fehling I (Kupfersulfat) + NaOH Gelb Violett Zellvorgänge: 1. Zellzyklus 1.1. Mitose Bedeutung: Bildung identischer Tochterzellen (2n)!Wachstumsteilung, Regeneration, ungeschl. Fortpfl 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

5 - 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 H 2 O-Aufnahme Bedingt dch: äußere Faktoren: Licht, H 2 O, Temp. Innere Faktoren: Pflanzenhormone 2.3. Differenzierungswachstum