Stoffe

Question 1

Carbonyl (Aldehyd)

Answer 1

Question 2

Carbonyl (Keton)

Answer 2

Question 3

Carboxyl

Answer 3

Carbonsäure

Question 4

Hydroxyl

Answer 4

R-CH₂-OH

Alkohol

Question 5

Ether

Answer 5

• R-CH₂-O-CH₂-R’
• Alkohol+Alkohol
• relativ reaktiv
• stabiler als Ester

Question 6

Ester

Answer 6

• Carbonsäure+Alkohol
• weniger stabil als Ether
• wenig reaktiv

Question 7

Anhydrid

Answer 7

• Carbonsäre+Carbonsäure
• wichtig für Energiespeicherung
• hohe chem. Reaktivität

Question 8

Amino

Answer 8

Amino erkennbar am Stickstoff N

Question 9

Amid

Answer 9

Amin+Carbonsäure (Aminosäure)

Question 10

Sulfhydryl (Thiol-)

Answer 10

• Thioalkohol
• Thiol → immer Schwefel
• anstatt O wie bei Alkohol: R-CH₂-OH ein S (Schwefel): R-CH₂-SH

Question 11

Thioester

Answer 11

• Thioalkohol+Carbonsäure
• wie Ester, nur Schwefel S anstelle von Sauerstoff

Question 12

Entropie

Answer 12

• Unordnung in einem System
• S = k_B ln W [J/K]
• W steht für die Anzahl der Möglichkeiten
• k_B ist die Boltzmannkonstante
• Beispiel Kinderhorde/ Zimmeraufräumen, ob Reaktion spontan abläuft (spontan=in erwartete Richtung): Erwartung: vorher ordentlich, Kinder stürmen rein, danach Unordnung

Question 13

Enthalpie

Answer 13

• “innere Energie” H
• wird zusätzlich miteingebracht
• im Beispiel Kinderhorde/ Zimmeraufräumen, ob Reaktion spontan abläuft (spontan=in erwartete Richtung) ist Enthalpie H die “Energie”, die 10€, die den Kindern zum aufräumen gegeben wird

Question 14

Freie Enthalpie

Answer 14

• ΔG = ΔH - TΔS
• ΔG < 0 exergoner Vorgang, spontan
• ΔG > 0 endergoner Vorgang, nicht spontan
• G = 0 System im Gleichgewicht

Question 15

Was sind Resonanzstrukturen?

Answer 15

Durch Resonanzstrukturen werden kovalente Bindungen dargestellt, bei denen es zwei oder mehrere Möglichkeiten gibt Bindungen anzuordnen bzw. dieBindungsverhältnisse abzubilden, da die Elektronen über mehrere Atome „verteilt“werden können. Gängige Beispiele hiefür sind die Peptidbindung, einige der Basen oder Benzol

Question 16

Was ist eine elektrostatische Wechselwirkung? (Beispiel)

Answer 16

Eine elektrostatische Wechselwirkung ist die anziehende Kraft zwischen zwei gegensätzlich geladenen Atomen. Salze, so wie NaCl, sind ein Beispiel.

Question 17

Warum ist Wasser ein Lösungsmittel für so viele biologische Moleküle?

Answer 17

Viele biologische Moleküle haben polare Eigenschaften. Wasser ist sehr polar und kann mit anderen polaren Molekülen konkurrieren, indem es deren elektrostatische Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen schwächt. Das Sauerstoffatom kann als Akzeptor und das Wasserstoffatom als Donor der Wasserstoffbrückenbindung agieren.

Question 18

Was sind die Auswirkungen vieler van der Waals Wechselwirkungen?

Answer 18

Die Gesamtinteraktion zwischen zwei großen Molekülen kann durch eine große Anzahl von van der Waals Wechselwirkungen an der Grenzfläche der beiden Moleküle wesentlich beeinflusst und stabilisiert werden.

Question 19

Wenn die meisten Proteine einer Zelle von Wasser umgeben sind, welche funktionellen Gruppen erwarten Sie an der Oberfläche eines wasserlöslichen Proteins?

Answer 19

Es sollten vornehmlich polare und geladene Aminosäuren an der Oberfläche liegen.

Question 20

Inwiefern kommen elektrostatische Wechselwirkungen bei der Proteinfaltung zum Tragen?

Answer 20

Die Anziehung zweier gegensätzlich geladener funktionellen Gruppen ist eine der Kräfte, die zur dreidimensionalen Faltung des Proteins beiträgt.

Question 21

Wenn das erste Gesetz der Thermodynamik wahr ist, wie können biologische Prozesse ablaufen?

Answer 21

Obwohl Energie weder erschaffen noch vernichtet werden kann, kann Energie unterschiedliche Formen, wie Wärme oder chemische Energie, annehmen. Zum Beispiel kann Energie als chemische Bindungsenergie gespeichert werden und dann genutzt werden, um Arbeit zu verrichten.

Question 22

Wie können Zellen existieren, wenn das zweite Gesetz der Thermodynamik der Wahrheit entspricht?

Answer 22

Entropie kann in einem lokalisierten System auf Kosten der Entropieerhöhung eines größeren Systems bzw. des Universums erniedrigt werden.

Question 23

Geben Sie ein einfaches Beispiel für einen Entropie-getriebenen Prozessan!

Answer 23

das Mischen von zufälligen Atomen, wenn zwei unterschiedliche Gase miteinander vermischt werden.

Question 24

Was bedeutet diese Gleichung :

ΔG = ΔH system – TΔS system < 0?

Answer 24

Die Änderung der freien Energie (ΔG) muss negativ sein, damit eine Reaktion spontan verläuft. Nur unter diesen Umständen kann die Gesamtentropie (von System und Umgebung) ansteigen.

Question 25

Was ist die Bedeutung von ΔG in der Biochemie?

Answer 25

Gibbs freie Energie, auch Änderung der freien Energie genannt, beschreibt die Energetik einer Reaktion. Dieses Symbol wird benutzt, um zu bestimmen ob eine Reaktion spontan ablaufen wird bzw. biologisch realisierbar ist.

Question 26

Welche thermodynamischen Änderungen und Änderungen der freien Energie begleiten die Proteinfaltung?

Answer 26

Eine Kombination aus Wasserstoffbrückenbindungen und van der Waals Kräften bewirkt Enthalpie- und Entropieänderungen, die mit den hydrophoben Wechselwirkungen im Inneren des Proteins zusammenhängen.

Question 27

Inwiefern unterstützen hydrophobe Wechselwirkungen die Proteinfaltung?

Answer 27

Hydrophobe Wechselwirkungen bewirken, dass unpolare Aminosäuren aggregieren bzw. sich sammeln und das Innere des Proteins bilden. Dies führt zu einer Wärmefreisetzung und einer günstigen Änderung der Systementhalpie.

Question 28

Welche Änderungen der Enthalpie und der Entropie begleiten die Bildung einer DNA-Doppelhelix aus zwei komplementären DNA-Einzelsträngen?

Answer 28

Die Bildung einer DNA Doppelhelix aus zwei komplementären Einzelsträngen führt zu einer Verringerung der Entropie des Systems, da es weniger Freiheitsgrade in einer Doppelhelix als in zwei Einzelsträngen gibt. Das bedeutet, dass Wärme freigesetzt werden muss, wenn sich die zwei Stränge zu einer Doppelhelix anlagern, da sonst das zweite Gesetz der Thermodynamik verletzt würde.