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biologie artikel (Interpretation und charakterisierung)

Proteine --





Proteine entstehen durch die Verknüpfung von Aminosäuren. Sie sind Eiweißstoffe und die Hauptbestandteile des Cytoplasmas.
Proteine sind Polymere (=Verbindungen aus sehr großen Molekülen), deren Monomere (=Stoffe mit selbständigen Molekülen) Aminosäuren sind. Sie sind somit Aminosäureketten (> 100 AS). Eine Aminosäurekette ist spiralig gewunden und dann räumlich verknotet ( Tertiärstruktur ).
Sind Proteine als kompliziert strukturierte Enzyme tätig, katalysieren sie wichtige Stoffwechselprozesse. Sie können spezifische Ketten - und Raumstrukturen ausbilden.
Bei der Diastase wird Stärke enzymatisch abgebaut. Diastase= Amylase
Amylase ist ein Enzym, das Stärke in Maltose spaltet.

Strukturformel der Aminosäure:



O R H O

I

C - C - N C - C

I

O-H H H H - O



Carboxylgruppe Aminogruppe


Das Zerlegen der Bindung bedarf Wasser, man spricht nun von einer hydrolytischen Spaltung (=Wasser einbauen)

es entsteht ein Dipeptid und Wasser

Kondensationsreaktion: Wasser wird frei gesetzt




Der ph-Wert ist der negative dekadische Logarhythmus der H+-Ionenkonzantration.

sauer neutral basisch

1 7 14
ph7 ist also 10 -7 Mol H+-Ionen pro Liter
Diastaseaktivität
Diastase=enzymatischer Abbau von Stärke
Regulierbarkeit der Enzymwirkung
Eine Zelle hat zahlreiche Enzyme, davon sind manche regulierbar, da sich ihre Wirkungsfähigkeit als Katalysator durch Bindung eines bestimmten Stoffes verändern läßt. Somit verändert sich bei einer gleichbleibenden Substratkonzentration die Reaktionsgeschwindigkeit. Den wirksamen Stoff bezeichnet man als Effektor. wird die Reaktionsgeschwindigkeit durch Bindung von Effektormolekülen herabgesetzt, spricht man von Hemmung:
Kompetitive Hemmung
Hemmung durch Inhibitor (Molekül) mit gleicher Raumstruktur wie das Substrat. Der Inhibitor blockiert das aktive Zentrum des Enzyms und wird nicht umgesetzt. (Wettstreit, Konkurrenzkampf)
nicht kompetitive Hemmung
Inhibitor bindet das Substrat nicht am aktiven Zentrum
Allosterische Hemmung
Inhibitor bindet direkt ans Enzym, nicht am aktiven Zentrum
Inhibitor bindet ans Enzym an vorbestimmter Stelle: allosterisches Zentrum (liegt direkt neben dem aktiven Zentrum). Folge: Veränderung der Struktur des aktiven Zentrums, d.h. das Substrat kann nicht mehr binden.

Photosynthese
Grüne Pflanzen können aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Kohlenhydrate aufbauen und dabei Sauerstoff ausscheiden. Zu diesem Vorgang benötigt sie Licht, daher nennt man ihn Photosynthese. Sie ist die Grundlage für alles Leben auf der Erde, da alle Lebewesen und nicht grüne Pflanzen auf die organischen Substanzen angewiesen sind, die die grünen Pflanzen erzeugen. Photosynthese regeneriert ständig den verbrauchten Sauerstoff der Atmosphäre.
Die Kohlenstoffquelle für Landpflanzen ist das CO2 der Atmosphäre, bei Wasserpflanzen das im Wasser gelöste CO2, sowie lösliche Carbonate.
Die Ausscheidung von Sauerstoff kann man am Besten bei Unterwasserpflanzen nachweisen, da man die O2 -Bläschen zählen kann, die aus den Schnittstellen austreten.









Experimente mit Unterwasserpflanzen
Je größer die Lichtstärke, desto größer ist die Sauerstoffproduktion. Ohne Licht gibt es keine Sauerstoffbildung. Sauerstoff wird bei der Pflanze von den Blattunterseiten abgegeben. Je mehr CO2 vorhanden ist, desto mehr O2 wird von den Pflanzen gebildet. Wenn kein CO2 existiert, gibt es auch keine O2 Bildung. Während der Sauerstoffentwicklung entsteht in den Blättern Stärke, allerdings nur in den belichteten Blatteilen.
Die Photosynthese verläuft in ihren Grundzügen bei allen Pflanzen gleich.
Bei der Untersuchung der Wirkung verschiedener Lichtstärken bei konstanter Temperatur auf die Photosynthese stieg die Photosyntheseleistung mit wachsender Lichintensität an. Jedoch wurde ein bestimmter Höchstwert bei hohen Intensitäten nie überschritten. Dieser höchste erreichbare Punkt heißt Lichtsättigungspunkt.
Die Temperatur wirkt sich je nach Stärke des Lichts ganz unterschiedlich aus: Im Schwachlicht hat die Temperatur einen geringen Einfluß, bei starkem Licht allerdings steigt die Photosyntheserate mit der Temperatur an.
Bei lichtunabhängigen chemischen Reaktionen steigt die Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Temperaturerhöhung um 10° Celsius etwa auf das Doppelte an [Regel RGT] Reaktionen, bei denen das Licht unmittelbar chemische Vorgänge auslöst (photochemische Reaktionen wie z.B. das Belichten eines Films) sind hingegen nahezu temperaturunabhängig.
Somit besteht Photosynthese aus zwei Reaktionsfolgen: einer lichtabhängigen, aber temperaturunabhängigen Reaktion (Lichtreaktion) und einer lichtunabhängigen, aber temperaturabhängigen Reaktion (Dunkelreaktion).
Die in der Lichtreaktion gebildeten Stoffe sind für die Dunkelreaktion notwendig. Bei niedriger Lichtintensität wird in der Lichtreaktion nur eine geringe Stoffmenge gebildet, diese wird schon bei niedriger Temperatur in der Dunkelreaktion vollständig umgesetzt. Die Photosyntheserate bleibt bei Temperaturzunahme fast gleich, da bei der Temperaturerhöhung keine zusätzlichen Stoffe für die Dunkelreaktion zur Verfügung stehen. Bei hohen Lichtintensitäten läuft die Lichtreaktion in voller Stärke ab, somit stehen genügend Ausgangsstoffe für die folgende Dunkelreaktion zur Verfügung. Der Stoffumsatz bei der Dunkelreaktion steigt mit zunehmender Temperatur solange an, bis die beteiligten Enzyme wegen zu hoher Temperatur denaturiert, und somit unwirksam werden.

 
 




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