Zellbestandteile und Zellvorgänge

15. November 1998

ZUSAMMENFASSUNG
Zellbestandteile + Zellvorgänge
Zellbestandteile:

Wasser:

Struktur
- gemeinsames Elektronenpaar
- polare Atombindung
- Dipolmolekül

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 H₂O, 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)

Ursachen/Zusammenhang d. chem. Eigenschaften des H₂O

Chem. Eigenschaft	Bindung	Bedeutung des H2O
Bilden v. Hydrathüllen um Ionen	Polare Atombindung Ä 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. H2OÄEis schwimmt	Van - der - Waals - Kräfte ÄAdhäsion	Erhaltung Turgor
Dichteanomalie d. H2O Ä - 4°C = höchste	Regelmäßiges Molekülgitter zerstört "eisähnliche" Struktur	Lebens - und Überwinterungsraum für wechselwarme Tiere (Teichgrund friert nicht zu)

Mineralsalze

Ä Aufnahme dch. H₂O, CO₂, Düngemitteln (CO₃^{2 -} , NO₃^- , PO₄^{3 -} ,SO₄^{2 -} )

Microelemente:

C, O, H, N, S, Mg, K, P, Ca, Fe

Makro - (Spuren - ) elemente:

Mu, Zn, Co, Mo, B, Si, Cl

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.

Proteine

ÄTräger wesentlicher Lebensfunktionen

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

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

Bildung v. Polypeptiden:

Ädch. Polykondensation

Raumstruktur

A) Primärstruktur: Reihenfolge der gebundenen AS
B) Sekundärstruktur. Raumstruktur ohne Betrachtung der Seitenketten
ÄHelix α ÄFaltblatt 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 Ä4 Ketten

Denaturierung:
Zerstörung der Raumstruktur inkl. Sekundärstruktur ÄEiweiß gerinnt
Ursachen: Hitze 60°C - 70°C
UV - Licht
Chemikalien (Alkohol, Säuren, Schwermetalle: Cn²⁺, Pb²⁺)

Fette

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 + H₂O
(Alkan - o. Alken - ← (Ester)
säure Veresterung



+ → + H₂O

Vertreter, Einteilung

Ägesättigt Äungesättigt
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 ÄEnergiereichste Nährstoffgruppe ÄWärmeisolator, 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

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:

Zellzyklus

Mitose

Bedeutung:

Bildung identischer Tochterzellen (2n) ÄWachstumsteilung, Regeneration, ungeschl. Fortpfl.

Ablauf

Interphase

1 Kern (Nukleolus, Kernmembran) Chromatingerüst Intensiver Zellstoffwechsel Ä Bildung doppelter Chromosomenzahl

Prophase

Chromosomen spiralisieren sich Chromatiden werden sichtbar Ä nur noch an Zentromer miteinander verbunden Am Centriol bildet sich ein zweites Ä wandern zu entgegengesetzten Zellpolen

Ä 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

ÄInterphase

Zellwachstum

Wachstum ist ein Merkmal des Lebens, bei dem lebende Zellen ihre Substanz und ihr Volumen bleibend vergrößern

Plasmawachstum

Meristem

Zunahme Protoplast bis Größe der Mutterzelle

dch. Eiweißsynthese an Ribosomen

Streckungswachstum (nur pfl. Eucyte)

Volumenzunahme dch. osmotische H₂O - Aufnahme

Bedingt dch: äußere Faktoren: Licht, H₂O, Temp.
Innere Faktoren: Pflanzenhormone

Differenzierungswachstum

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