Kennen Sie die Antwort?

  • Durch welche besonderen Eigenschaften unterscheidet sich Wasser von anderen Stoffen?

    Hohe Schmelz- und Siedepunkte, hohe Wärmekapazität (Fähigkeit zur „Wärmespeicherung“) und Verdampfungsenthalpie, hohe Oberflächenspannung, hohe Dielektrizitätskonstante (wichtig zum Lösen von Salzen), Volumenkontraktion beim Schmelzen (festes Wasser [Eis] schwimmt auf dem Wasser und sinkt nicht wie bei anderen Stoffen ab), hohe Beweglichkeit für Wasserstoff- und Hydroxidionen.Die Eigenschaften liegen in der Struktur des Wassermoleküls begründet. Aufgrund der Unterschiede in der Elektronegativität von Wasserstoff und Sauerstoff bildet das Wasser einen permanenten Dipol (wichtig z.B. beim Auflösen von Salzen). Ein Wassermolekül kann vier Wasserstoffbrücken-Bindungen mit anderen Wassermolekülen ausbilden (hoher intermolekularer Zusammenhalt; begründet z.B. die hohe Oberflächenspannung oder Wärmekapazität).

  • Was sind „hydrophobe Wechselwirkungen“?

    Hydrophobe Wechselwirkungen sind Wechselwirkungen, die zu einer Zusammenlagerung hydrophober Moleküle bzw. Molekülbereiche und dadurch zu einer minimierten hydrophoben Gesamtoberfläche führen. Getrieben wird dies durch die Minimierung einer geordneten Wasserstruktur, um die Beweglichkeit der Wassermoleküle zu maximieren (Entropie-Effekt).

  • Was ist der Unterschied zwischen starken und schwachen Säuren?

    Starke Säuren sind in Wasser vollständig dissoziiert. Hierzu gehören die Wasserstoffsäuren Iodwasserstoffsäure (HI), Bromwasserstoffsäure (HBr) und Salzsäure (HCl). Fluorwasserstoffsäure (Flusssäure, HF, pKS= 3,45) ist nicht vollständig dissoziiert und somit keine starke Säure. Weitere starke Säuren sind die Sauerstoffsäuren Salpetersäure (HNO3), Schwefelsäure (H2SO4), Perchlorsäure (HClO4), Permangansäure (HMnO4) und Chlorsäure (HClO3). Eine Unterscheidung der Säurestärke starker Säuren ist in Wasser nicht möglich (Nivellierungseffekt des Wassers). Perchlorsäure liegt z.B. auch in Diethylether vollständig dissoziiert vor, während HCl nur zum Teil dissoziert ist. Zu den schwachen Säuren gehören die Carbonsäuren (z.B. Ameisensäure [stärkste Carbonsäure] oder Essigsäure).

  • Was ist der Unterschied zwischen einer Micelle und einem Liposom?

    Eine Micelle ist eine Zusammenlagerung amphiphiler Moleküle, bei der die hydrophoben Bereiche das Innere der Micelle füllen. Micellen bilden sich erst oberhalb einer charakteristischen Konzentration, der kritischen Micellen-Bildungskonzentration. Bei Liposomen lagern sich amphiphile Moleküle zu Doppelschichten zusammen, welche einen hydrophilen (wässrigen) Bereich einschließen.

  • Was kann mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung berechnet werden?

    Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschreibt den Verlauf der Titrationskurven schwacher Säuren bzw. Basen. Bei bekanntem pH- und pKS-Wert kann das jeweilige Verhältniss von undissoziierter Säure [HA] zu dissoziierter Säure [H–] berechnet werden.

  • Welche Ionen- bzw. Dissoziationsverhältnisse liegen am Mittelpunkt einer Titration schwacher Säuren bzw. Basen vor?

    Am Mittelpunkt (Wendepunkt) der Titrationskurve ist [HA] = [A–] und pH = pKS

  • Warum sind Puffer für biologische Prozesse wichtig?

    Nahezu alle biologischen Prozesse (Stoffwechselfunktionen) sind aufgrund der Beteiligung von Enzymen abhängig vom pH-Wert. Die Enzyme haben jeweils bestimmte pH-Optima hinsichtlich Stabilität und Funktionalität. Puffersysteme gewährleisten den hierfür nötigen konstanten pH-Wert. Zudem gibt es pH-abhängige Löslichkeitsverhältnisse (z.B. Ca-Phosphat, Harnsäure, Oxalsäure). Hier kann es bei Änderungen des pH-Wertes zu einem Ausfallen der Salze kommen.Puffersysteme im Blut: Hydrogencarbonat, Hämoglobin, Serumproteine und Phosphate. In den Zellen: Proteine und Phosphate. Zellen regulieren den pH-Wert durch Na+-getriebene Ionenpumpen (z.B. Na+/H+-Austauscher, Na+-getriebener Cl–/HCO3–-Austauscher, Na+/HCO3–-Symport-System). Ferner gibt es H+-ATPasen zur Ansäuerung, z.B. von Lysosomen.

  • Was beschreiben die Fickschen Gesetze?

    Die Fickschen Gesetze beschreiben die Diffusion von Molekülen in Lösung. Das 1. Ficksche Gesetz stellt einen Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit der Diffusion eines Stoffes und dem Vorhandensein eines Konzentrationsgradienten dieses Stoffes über eine bestimmte Fläche dar. Die Proportionalitätskonstante ist der Diffusionskoeffizient. Das 2. Ficksche Gesetz beschreibt die Orts- und Zeitabhängigkeit der Diffusion von Teilchen in freier Lösung (kein Konzentrationsgradient).

  • Wann entsteht osmotischer Druck?

    Wenn eine Lösung durch eine semipermeable Membran vom reinen Lösungsmittel getrennt ist, kommt es zu einem Netto-Übertritt von Lösungsmittelmolekülen aus dem Lösungsmittel in die Lösung. In der Lösung entsteht ein Druck (osmotischer Druck), da die gelösten Moleküle die Membran nicht durchdringen können. Ursache für den Netto-Übertritt der Lösungsmittelmoleküle sind die unterschiedlichen chemischen Potentiale der Lösungsmittelmoleküle in den durch die Membran getrennten Bereiche.

  • Was ist eine laminare Flüssigkeit?

    Eine laminare Flüssigkeit (Newtonsche Flüssigkeit) besteht aus fiktiven Flüssigkeitsschichten, die sich parallel zueinander bewegen und sich nicht vermischen. In einem kreisförmigen Rohr besitzt eine laminare Flüssigkeit ein paraboles Geschwindigkeitsprofil.

  • Was beschreibt das Hagen-Poiseuillesche-Gesetz?

    Das Hagen-Poiseuillesche Gesetz beschreibt den Volumendurchsatz pro Zeit einer laminaren Flüssigkeit durch ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt.

  • Wie lauten die Hauptsätze der Thermodynamik?

    1. Hauptsatz: Die Energie ist konstant. Energieformen können ineinander umgewandelt werden, Energie kann nicht neu erschaffen werden. Unmöglichkeit der Funktion eines Perpetuum mobile (erster Art), einer energieproduzierenden Maschine.2. Hauptsatz: Die Entropie strebt einem Maximum zu. Energieformen können nur zu einem gewissen Teil, unter Freisetzung von Wärme, inneinander umgewandelt werden. Dies ist eine gewisse Einschränkung des ersten Hauptsatzes. Unmöglichkeit der Funktion eines Perpetuum mobile (zweiter Art), einer Maschine welche die Abkühlung eines Körpers zur Arbeitsleistung ausnutzt (dies wäre nach dem ersten Hauptsatz möglich). Alle Gesetze der Thermodynamik haben universelle Gültigkeit, also auch für biologische Systeme.

  • Was sind Enthalpie und Entropie?

    Die Enthalpie (Formelzeichen H) ist eine Zustandsfunktion und beinhaltet die von einem System bei konstantem Volumen maximal umsetzbare Wärmemenge. Die freie Enthalpie (Formelzeichen G) ist ebenfalls eine Zustandsfunktion und beschreibt die zu Arbeitsleistungen maximal nutzbare Energie eines Systems bei konstantem Druck und gegebener Temperatur.Die Entropie (Formelzeichen S) ist eine Zustandsfunktion und beschreibt den Ordnungszustand eines Systems. Sie ist ein Maß für die Irreversibilität (Nicht-Umkehrbarkeit) eines geschlossenen Systems. Wird ein geschlossenes System zu zwei verschiedenen Zeitpunkten beobachtet, hat dieses zum späteren Zeitpunkt stets eine höhere Entropie.

  • Was bedeuten die Begriffe „exotherm“, „endotherm“, „exergon“ und „endergon“?

    „Endotherm“ und „exotherm“ beschreiben den Wärmeumsatz chemischer Reaktionen. Exotherme Reaktionen geben Wärme an die Umgebung ab, endotherme Reaktionen nehmen Wärme aus der Umgebung auf (welche hierbei abgekühlt wird). „Exergon“ und „endergon“ beschreiben die Spontanität einer chemischen Reaktion. Exergone Reaktionen sind spontan ablaufende Reaktionen. Endergone Reaktionen laufen nicht ab, solange diese nicht mit exergonen Reaktionen gekoppelt sind. Eine Aussage über die Reaktionsgeschwindigkeit wird nicht gemacht.

  • Was ist das „chemische Potential“ einer Substanz?

    Das „chemische Potential“ (Formelzeichen µ) einer Substanz ist die auf ein Mol bezogene freie Enthalpie in einem Systems. Sie ist ein Maß für die Arbeitsleistung dieser Substanz.

  • Was ist ein Redoxpotential?

    Das Redoxpotential (Formelzeichen E) ist ein Maß für eine Substanz Elektronen gegenüber der Normal-Wasserstoff-Elektrode aufzunehmen (positives Redoxpotential) oder abzugeben (negatives Redoxpotential). Die Angabe erfolgt in Volt. Es wird in einer elektrischen Zelle gegenüber einer Halbzelle eines Redoxpaares mit bekanntem Redoxpotential (dies muss nicht die Normal-Wasserstoff-Elektrode sein) gemessen.

  • Was kann mit Hilfe der Nernst-Gleichung berechnet werden?

    Die Eucyte besitzt im Gegensatz zur Procyte einen komplexeren Zellaufbau. Innere Membranen bilden Kompartimente wie ER, Golgi-Apparat, Lysosomen und den Zellkern. Weitere Zellorganellen sind Mitochondrien, Chloroplasten und Peroxisomen. Ein ausgeprägtes Cytoskelett sowie echte Vielzelligkeit mit Zelldifferenzierung gibt es nur bei Eukaryoten. Prokaryoten teilen sich durch einfache Zweiteilung, bei eukaryotischen Zellen macht die größere DNA-Menge einen komplexen Mitoseapparat nötig. Bei Procyten kommt eine Syngamie von Zellen nicht vor, die Übertragung von genetischer Information von einer Zelle auf eine andere bleibt auf Konjugation beschränkt.

  • Wodurch kann ein elektronisch angeregtes Molekül in den Grundzustand gelangen?

    Interne Konversion: Umwandlung der absorbierten Energie in Wärme;Fluoreszenz: Abstrahlung eines Photons größerer Wellenlänge;Phosphoreszenz: Abstrahlung eines Photons größerer Wellenlänge, im Gegensatz zur Fluoreszenz aber zeitlich verzögert;Resonanzenergie-Transfer: Anregungsübertragung auf benachbartes Molekül;photochemische Reaktion: z.B. Isomerisierung, Bindungsspaltung. In der Regel sind beim Übergang vom angeregten Zustand in den Grundzustand mehrere Vorgänge beteiligt.

  • Mit welcher Gleichung wird die Lichtabsorption berechnet?

    Mit Hilfe des Lambert-Beer-Gesetzes. Die Lichtabsorption ist der Konzentration einer Substanz und der Schichtdicke der Messküvette direkt proportinal. Die Proportionalitätskonstante ist der molare Extinktionskoeffizient (ε).

Biochemie - Zellbiologie
Katharina Munk, Constanze Abröll, Thomas Kurth, Thomas Langer, Regina Nethe-JaenchenBiochemie - Zellbiologie

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