Zellinhaltsstoffe - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Welche chemischen Stoffe finden wir in einer Zelle ?

a) Folgende Zellinhaltsstoffe finden wir in einer Zelle: Wasser, organische Stoffe wie Proteine, Nukleinsäuren und Lipide und anorganische Salze

b) Folgende Zellinhaltsstoffe finden wir in einer Zelle: Wasser, organische Stoffe wie Aldehyde und Fettsäuren und anorganische Zynanide

2) Woraus besteht der größte Teil einer menschlichen Zelle und wie groß ist dessen Anteil am Gesamtgewicht?

a) Eine menschliche Zelle besteht zu einem Großteil aus organischen Stoffen, hauptsächlich aus Lipiden, im Durchschnitt beträgt der Lipidanteil 60% vom Gesamtgewicht eines Menschen

b) Eine menschliche Zelle besteht zu einem Großteil aus Wasser, im Durchschnitt beträgt der Wasseranteil 60% vom Gesamtgewicht eines Menschen

3) Warum ist Wasser so wichtig für den menschlichen Organismus bzw. die Zelle?

a) Wasser ist aufgrund seiner Dipoleigenschaft ein sehr gutes polares Lösungsmittel und kann damit alle Salze und polaren Stoffe lösen und im menschlichen Organismus bzw. in den Zellen transportieren. Zu den polaren Verbindungen gehören auch organische Verbindungen, die über hydrophile (=wasserlösliche) Gruppen verfügen, z.B. einige Kohlenhydrate (Glucose) oder Aminosäuren. Es gibt kaum ein Lösungsmittel, dass eine ähnlich große Bandbreite wie Wasser aufweist

b) Wasser kann im Rahmen des Calvinzyklus im menschlichen Körper in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden. Die bei der Reaktion freigesetzte Energie wird dazu verwendet, ATP (= universaler Energieträger) aufzubauen

4) Im menschlichen Körper bzw. der menschlichen Zelle kommen auch viele Proteine vor, diese dienen beispielsweise als Enzyme, Hormone, Antikörper oder Membranproteine. Wie sind Proteine aufgebaut?

a) Proteine sind aus Aminosäuren aufgebaut. Merkmale einer Aminosäure sind die Carboxyl- und die Aminogruppe. Dabei werden bei den menschlichen Proteinen 20 verschiedene Aminosäuren zum Aufbau von über 1.000 verschiedenen Proteinen. Proteine entstehen dabei durch die Verknüpfung vieler Aminosäuren zu einem großen Molekül (dabei reagiert die Carboxylgruppe einer Aminosäure mit der Aminogruppe einer anderen Aminosäure unter Wasserabspaltung)

b) Erstmal, alle Aminosäuren, die im menschlichen Organismus zum Aufbau von Proteinen dienen, müssen über die Nahrung aufgenommen werden, da diese vom menschlichen Organismus nicht synthetisiert werden können. Proteine sind sogenannte Polypeptide und bestehen aus mindestens 100 Aminosäuren. Bei der Peptidbindung reagieren jeweils die beiden Aminogruppen von zwei Aminsäuren miteinander (unter Abspaltung von Wasser), anschließend kann diese Verbindung mit weiteren Aminosäuren zu einem Protein reagieren

5) Ein weiterer Stoff, der in den Zellen vorkommt, sind sogenannte Lipide. Lipide dienen zur langfristigen Energiereserve (Depotfett) und auch zum Aufbau von Zellbestandteilen. Wie sind Lipide aufgebaut und welche beiden "Lipide" kommen häufig im menschlichen Körper vor?

a) Lipide, umgangssprachlich auch als Fette bezeichnet, bestehen aus mehreren Kohlenhydraten, die durch die sogenannte Glykosidische-Bindung verknüpft sind

b) Lipide werden in der Fachsprache als Triacylglycerole bezeichnet (umgangssprachlich als Fette) und bestehen aus drei Fettsäuren, die jeweils über eine sogenannte Ester-Bindung mit einem Glycerin-Molekül verknüpft sind.

6) Ein weiterer, wichtiger chemischer "Zellstoff" neben den Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten sind die sogenannten Nukleinsäuren. Die Nukleinsäuren bilden die Grundlage für die Speicherung der Erbinformationen. Wie sind Nukleinsäuren aufgebaut und welche Nukleinsäure ist der bekannteste Vertreter der Nukleinsäuren?

a) Bei Nukleinsäuren handelt es sich um eine Verbindung, bei der abwechselnd Einfachzucker (in der Regel Pentosen, also C5-Zucker) und Phosphorsäure über eine Ester-Bindung eine Kette, wobei an jedem Zucker eine sogenannte Nukleinbase ( Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C), Thymin (T) oder Uracil (U)) gekoppelt ist. Der bekannteste Vertreter von Nukleinsäuren ist die Desoxyribonukleinsäure (DNS bzw. engl. DNA).

b) Bei einer Nukleinsäure handelt es sich um eine Carbonsäure bzw. Alkansäuren, bei der das Kohlenstoffatom der Carboxylgruppe durch ein Stickstoffatom ersetzt worden ist: R-COOH => R-NOOH

7) Zellen bzw. der menschliche Organismus enthalten auch noch Kohlenhydrate (z.B. Glucose). Wie sind Kohlenhydrate aufgebaut und wo kommen Kohlenhydrate überall vor?

a) Bei Kohlenhydraten handelt es sich organische Verbindungen, die Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome enthalten. Die Sauerstoffatome sind meist in Form von Hydroxy-Gruppen (OH-Gruppen) an das Kohlenstoff/Wasserstoffgerüst gebunden. Die allgemeine Formel für Kohlenhydrate ist Cm(H2O)n. Kohlenhydrate spielen im gesamten menschlichen Organismus eine wesentliche Rolle. C5-Kohlenhydrate, sogenannte Pentosen, kommen beispielsweise in den Nucleinsäuren als Ribose (RNA) und Desoxyribose (DNA) vor.

b) Kohlenhydrate sind organische Verbindungen, die aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen bestehen. Die allgemeine Summenformel für Kohlenhydrate lautet: CnHnOn. Kohlenhydrate spielen vor allem bei der Energieerzeugung eine wesentliche Rolle. So erzeugt der Verbrauch (Oxidation mit Sauerstoff) eines Mols Glucose in der Atmungskette eine Energie von 2.900 kJ.

Biologie Test – Zellinhaltsstoffe

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