Fragenkatalog zur Rohstoffkunde für das Studium der Lebensmitteltechnologie

Inhaltsverzeichnis

1 Nährstoffe
1.1 Was sind Kohlenhydrate, wie werden sie unterteilt? Beispiele für jede Kategorie
1.2 Aus welchen chemischen Elementen sind Kohlenhydrate aufgebaut?
1.3 Welche Monosaccharide, welche Disaccharide kennen Sie?
1.4 Was ist Stärke, Amylose, Amylopektin, Glykogen?
1.5 Was ist der Unterschied zwischen Amylose und Cellulose?
1.6 Fette und deren Aufbau, Fettsäuren (SFA, MUFA, PUFA)
1.7 Fettsäuren Bezeichnungen: Kettenlänge, gesättigte, ungesättigte
1.8 Wodurch unterscheiden sich cis-und trans-Fettsäuren?
1.9 Aus welchen chemischen Elementen sind Fette aufgebaut?
1.10 Was sind Aminosäuren, Proteine?
1.11 Erklären Sie deren Aufbau und Strukturen
1.12 Was versteht man unter Primär-, Sekundär-, Tertiär-und Quartärstruktur von Proteinen?
1.13 Was versteht man unter Eiweiß?
1.14 Welche chemischen Elemente kommen in Aminosäuren vor? Was versteht man unter essentiellen, semi-essentiellen, limitierenden, nicht-essentielle Aminosäuren? Welche essentiellen Aminosäuren kennen Sie?

2 Biologie Grundlage
2.1 Wie sind Membranen aufgebaut?
2.2 Wie unterscheiden sich prokaryotische von eukyaryotischen Zellen?
2.3 Wie unterscheiden sich pflanzliche von tierischen Zellen?
2.4 Was sind die Hauptfunktionen der Mitochondrien, der Zellkerne, des Cyto- plasma, des ER (Endoplasmatischen Retikulum), der Chloroplasten?
2.5 Welche Organellen haben Speicherfunktionen?
2.6 Welche Bauteile sind allen Zellen gemeinsam?
2.7 Beschreiben Sie den Aufbau einer eukaryotischen Zelle und die Funktion der Organellen (abgegrenzten Struktureinheiten)
2.8 Welche Aufgaben hat die Biomembran?
2.9 Unterscheidungsmerkmale pro- und eukaryontischer Zellen?
2.10 Besonderheiten der wichtigsten Zellbestandteile und Organellen?
2.11 Wozu brauchen Zellen Membranen?

3 Grundlage Biochemie
3.1 Enzyme: Zu welcher Stoffkasse gehören sie? Welche Aufgabe haben sie im Stoffwechsel? In welcher Hinsicht arbeiten Enzyme spezifisch?
3.2 Was sind Coenzyme?
3.3 Was ist die Aufgabe der Glycolyse und wo läuft diese Reaktionskette ab?
3.4 Was ist die Aufgabe des TCC und wo läuft diese Reaktionskette ab?
3.5 Was ist die Aufgabe der Atmungskette und wo läuft sie ab?
3.6 Was versteht man unter Photosynthese?
3.7 Was geschieht bei der Dunkelreaktion, was bei der Lichtreaktion?

4 Getreide
4.1 Welche Getreidearten werden unter Brotgetreide verstanden?
4.2 Nennen Sie jeweils 6 Produkte, die aus Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Mais, Reis, Hirse hergestellt werden
4.3 Welche Getreide sind bei Glutenunverträglichkeit für die Ernährung geeig- net?
4.4 Was ist der Makronährstoff, der in Getreide und Pseudogetreide am meis ten enthalten ist?
4.5 Was ist die limitierende Aminosäure des Weizens?
4.6 Was ist Mutterkorn?
4.7 Welche Weizenarten gehören zur Emmerreihe, welche zur Dinkelreihe?
4.8 Was sagt die Typenbezeichnung bei Weizen aus (Beispiel: Type 550)?
4.9 Was ist Triticale?
4.10 Was ist das besondere an Hafer?
4.11 Welche Pseudogetreide kennen Sie?
4.12 Was macht Pseudogetreide im Vergleich zu Getreide besonders wertvoll für die Ernährung?
4.13 Welche antinutritiven Substanzen sind in Getreide und Pseudogetreide enthalten?

5 Kartoffeln
5.1 Welche Angaben sind beim Handel mit Speisekartoffeln zu machen?
5.2 Wie sollten Kartoffeln gelagert werden?
5.3 Welche antinutritiven Inhaltsstoffe kennen Sie bei Kartoffeln? Können die se durch Zubereitungsarten zerstört werden?
5.4 Wann und wo in der Kartoffel finden sich die höchsten Solanin Konzentra- tionen? Wodurch kann der Solaningehalt minimiert werden?
5.5 Nennen Sie mindestens 6 Produkte, die aus Kartoffeln hergestellt werden
5.6 Welche antinutritiven Inhaltsstoffe kennen Sie bei Cassava? Können diese durch Zubereitungsarten zerstört werden?
5.7 Welche antinutritiven Inhaltsstoffe kennen Sie bei Süßkartoffel? Können diese durch Zubereitungsarten zerstört werden?
5.8 Welche antinutritiven Inhaltsstoffe kennen Sie bei Yam? Können diese durch Zubereitungsarten zerstört werden?
5.9 Welche antinutritiven Inhaltsstoffe kennen Sie bei Taro (Cocoyam)? Kön nen diese durch Zubereitungsarten zerstört werden?

6 Zucker
6.1 Aus welchen Pflanzen wird Zucker gewonnen?
6.2 Was versteht man unter Kampagne?
6.3 Was ist Raffinade?
6.4 Wodurch ist brauner Zucker braun?
6.5 Was ist Dicksaft, Dünnsaft?
6.6 Was ist Kandiszucker?
6.7 Was ist der Unterschied zwischen Rohr- und Rübenzucker?
6.8 Woraus wird Ahornsirup gewonnen?

7 Fette und Öle
7.1 Aus welchen Pflanzen werden Öle und Fette gewonnen, aus welchen Pflanz- enteilen?
7.2 Nennen Sie 6 wichtige ölliefernde Pflanzen
7.3 Womit werden die Fettstoffe aus den Pflanzenteilen extrahiert?
7.4 Was versteht man unter Raffination von Ölen und was geschieht dabei?
7.5 Welche Prozesse gehören zur Raffination?
7.6 Was versteht man unter Modifikation von Ölen und Fetten und was wird dadurch erreicht?
7.7 Welche Prozesse gehören zur Modifikation?
7.8 Was versteht man unter nativ, unter kaltgepresst, unter Keimöl?

8 Leguminosen
8.1 Wieso können Hülsenfrüchte meist nicht roh verzehrt werden?
8.2 Was sind die bedeutenden Makronährstoffe der Leguminosen?
8.3 Was sind die limitierenden Aminosäuren der Hülsenfrüchte?
8.4 Womit sollte man Hülsenfrüchte kombinieren, damit das Eiweiß auf- gewertet wird?
8.5 Was sind die Blähstoffe in den Hülsenfrüchten?
8.6 Welche antinutritiven Inhaltsstoffe kommen in Leguminosen vor?
8.7 Welche Leguminosen haben wegen ihrer Inhaltsstoffe eine Sonderstellung innerhalb der Hülsenfrüchte?
8.8 Welche Leguminosen werden zur Ölgewinnung verwendet?
8.9 Nennen Sie mindestens 6 Hülsenfrüchte
8.10 Aus welcher Hülsenfrucht werden „Sojabohnensprossen“ gewonnen?

9 Gemüse
9.1 Welche Kohlenhydrate sind in Gemüse enthalten? Was ist Inulin?
9.2 Welche Inhaltsstoffe machen Gemüse für die Ernährung besonders wichtig?
9.3 Welche unerwünschten / toxischen Inhaltsstoffe sind in einigen (in welchen?) Gemüsen enthalten?
9.4 Was ist für den Anbau von Industriegemüse charakteristisch?
9.5 Wovon hängt die Atmungsintensität eines eingelagerten Gemüses ab?
9.6 Was versteht man unter Klimakterium?
9.7 Was ist Ethylen, wie und wo entsteht es, welche Funktion hat es und wie wirkt es im Gemüselager, wie im Obstlager?
9.8 Wie ist die Lagerfähigkeit von Gemüse in Abhängigkeit von der Temperatur (3 Typen), Kurvenverlauf?
9.9 Durch welche Maßnahmen kann die Haltbarkeit eines Gemüses im Lager verlängert werden?
9.10 Welche was versteht man unter Kälteschaden?
9.11 Erklären Sie Atmung und Gärung und ihre Wirkungen in Obst oder Gemüse
9.12 Welche Prozesse laufen während des Reifeprozesses ab?
9.13 Was versteht man unter Transpiration und welche Effekte verursacht sie in Gemüse?
9.14 Welche Faktoren während der Wachstumsphase haben direkte Auswirkung auf die Lagerfähigkeit (verlängernd, verkürzend)?
9.15 Welche Lagerverfahren kennen Sie und mit welchen können die längsten Lagerdauern erreicht werden?
9.15.1 CA-Lager oder ULO-Lager:

10 Obst
10.1 Welche Faktoren sind bei Obst ausschlaggebend für eine Lagerfähigkeit in einem ULO-Lager?
10.2 Was sind die Hauptbestandteile in der Trockensubstanz von Obst?
10.3 Wie entsteht Ethylen in Obst, wieso sollte die Ethylenproduktion unter drückt werden und wieso sollte Ethylen aus der Lagerluft ausgewaschen werden?
10.4 Welche Funktion hat Pektin in der Pflanzenzelle und wo sind Pektinstoffe zu finden?
10.5 Beschreiben Sie die Entwicklungs- und Reifestadien eines Apfels bis zum Verderb
10.6 Wann ist der optimale Erntezeitpunkt für eine Langzeitlagerung von Kern obst gegeben?
10.7 Welche Lagerbedingungen brauchen tropische Früchte generell?
10.8 Was versteht man unter Saft, Nektar?

11 Honig
11.1 Was versteht man unter Honigtauhonig, was unter Blütenhonig?
11.2 Was versteht man unter Sortenhonig?
11.3 Was ist die Voraussetzung für die Kennzeichnung als Sortenhonig?
11.4 Woraus gewinnen die Bienen den Tannenhonig?
11.5 Was sind die Hauptinhaltsstoffe von Honig?
11.6 Welche Kohlenhydrate sind in großer Menge in Honig enthalten?
11.7 Was ist HMF?
11.8 Was sind Voraussetzungen für den Ablauf der Maillard-Reaktion (nichten zymatische Bräunung) in Honig?
11.9 Unter welchen Bedingungen ist Honig schädlich oder nicht bekömmlich?
11.10 Welche unerwünschten Substanzklassen können in Honig enthalten sein?
11.11 Wie soll Honig gelagert werden?
11.12 Was ist Gelée Royale?

12 Milch und Milchprodukte
12.1 Wodurch wird die Fettzusammensetzung des Milchfetts bestimmt?
12.2 Welche grundsätzlich unterschiedlichen Herstellverfahren für Käse gibt es?
12.3 Benennen Sie die wesentlichen Fraktionen des Milcheiweißes und ihre Ei genschaften.
12.4 Welche beiden Eiweißgruppen kommen in Milch vor und wie unterschei den sie sich in Bezug auf die Herstellung von Molkereiprodukten?
12.5 Kann bei Kuhmilchunverträglichkeit auf Schafs- oder Ziegenmilch umge stellt werden?
12.6 Was versteht man unter Vorzugsmilch, Trinkmilch, Rohmilch, Frischmilch, H-Milch, Kondensmilch, Sterilmilch, ESL-Milch?
12.7 Nennen Sie mindestens 6 fermentierte Molkereiprodukte
12.8 Was versteht man unter Frischkäse, Molkeneiweißkäse, Sauermilchkäse? Geben Sie Beispiele
12.9 Was ist Kochkäse, was ist Schmelzkäse?
12.10 Was ist Hartkäse, Schnittkäse, Weichkäse?

13 Eier

13.1 Wie werden Eier gekennzeichnet?
13.2 Wodurch ist das Ei vor Bakterien geschützt? Abwehrstrategie der Schalenbestandteile: Abwehrstrategie des Eiklar:
13.3 Was ist der Unterschied zwischen Eigelb und Eiklar?
13.4 Woran erkennt man die Frische von Eiern?
13.5 Was sind Zoonosen? Nennen Sie ein Beispiel
13.6 Welche Legehennenhaltungsformen kennen Sie?
13.7 Nennen Sie 6 Eiprodukte

14 Geflügel
14.1 Welche Vögel zählen zum Hausgeflügel, welche zum Wildgeflügel (Federwild)?
14.2 Nennen Sie mindestens 4 Hühnervögel und 2 Entenvögel, die der menschlichen Ernährung dienen
14.3 Was sind Stubenkücken, Hähnchen, Poularden, Suppenhühner, Puten?
14.4 Welche Haltungsformen kennen Sie?
14.5 Welche Zoonosenerreger sind insbesondere bei Geflügel von Bedeutung?
14.6 Welche besonderen Eigenschaften, Inhaltsstoffe machen Geflügelfleisch im Vergleich zu anderem Warmblüterfleisch besonders wertvoll für die menschliche Ernährung?

Fragenkatalog zur Vorlesung Ernährungslehre SWS 2014 im Studiengang Lebensmitteltechnologie

1 Nährstoffe

1.1 Was sind Kohlenhydrate, wie werden sie unterteilt? Beispiele für jede Kategorie

- Kohlenhydrate entstehen durch die Oxidation mehrwertiger Alkohole, wird ein primärer Alkohol oxidiert entsteht ein Aldehyd, wird ein sekundärer Alkohol oxidiert entsteht ein Keton. Sie werden unterteilt in Monosaccharide (Glucose<Obst, Honig), Disaccharide (Lactose<Milchzucker), Oligosaccharide (Maltose<Malzzucker, Bier), Polysaccharide (Amylose/ Amylopektin<Stärke<Mehl)

1.2 Aus welchen chemischen Elementen sind Kohlenhydrate aufgebaut?

- C-Kohlenstoff, H-Wasserstoff, O-Sauerstoff

1.3 Welche Monosaccharide, welche Disaccharide kennen Sie?

- Monosaccharide: Glucose, Galaktose, Fruchtose
- Disaccharide: Maltose (Glucose+Glucose), Lactose (Galaktose+Glucose), Saccharose (Glucose +Fructose)

1.4 Was ist Stärke, Amylose, Amylopektin, Glykogen?

- sind Polysaccharide
- Stärke: (Pflanzlicher Speicherstoff) sind Verbindungen aus mehreren Einfachzuckern, die sich zu Ketten zusammenschließen und bestehen aus mehr als 100-Saccharideeinheiten

- Amylose: Stärke besteht meist aus 20-30% aus Amylose und ist aufgebaut aus 250-350 1-4 spiralförmig angeordneten Glucose Verbindungen, kommt z.B. in Stärke, Mehl, Mais, Reis und Kartoffeln vor
- Amylopektin: Stärke besteht meist aus 70-80% aus Amylopektin und ist aufgebaut aus 600-6000 1-4 und 1-6 verzweigten Glucose Bindung
- Glykogen : ist das wichtigste Speicher- Polysaccharide im tierischen bzw. menschlichen Organismus

1.5 Was ist der Unterschied zwischen Amylose und Cellulose?

- Cellulose kommt in den Pflanzen als Gerüstbausubstanz vor und ist Hauptteil der pflanzlichen Zellwand, ist unverdaulich und dient als Ballaststoff. Amylose ist ein Teil von Stärke, ein Polysaccharid und im Körper abbaubar bzw. verdaulich

1.6 Fette und deren Aufbau, Fettsäuren (SFA, MUFA, PUFA)

- Lipide sind Fette und fettähnliche Stoffe, werden aufgrund ihrer Verschiedenartigkeit und chemischen Zusammensetzungen unterteilt in Einfache- und komplexe Lipide.
- zu den Einfachen Lipiden zählen die am meisten vorkommenden Neutralfette- die Triglyceride, Glycerin (dreiwertiger Alkohol) ist verestert mit drei Fettsäuren (gesättigt, ungesättigt, gesättigt), zu den Einfachen Lipiden zählen auch die Wachse, diese sind Ester aus langkettige und ungesättigte Fettsäuren
- zu den komplexen Lipiden zählen Phosphoglyceride, diese enthalten allgemein zwei Fettsäuren eine gesättigte und eine ungesättigte, die dritte Hydroxylgruppe des Glycerins ist mit Phosphorsäure verestert, zudem zählen auch die Glykolipide zu den komplexen Lipiden nur das hier die Hydroxylgruppe mit mehreren Sacchariden verknüpft ist
- Fettsäuren bestehen aus einer Carboxyl- Gruppe und einer unterschiedlichen langen Kohlenstoffkette mit einem Methylende und sie sind gekennzeichnet durch Kettenlänge, Anzahl der Doppelbindungen, gesättigt oder ungesättigt, cis oder trans, essential oder nicht essential

1.7 Fettsäuren Bezeichnungen: Kettenlänge, gesättigte, ungesättigte

- Kettenlänge: kurzkettige Fettsäuren haben 4 C-Atome, mittelkettige FS 6-12 C-Atome und langkettige FS 14-24 C-Atome
- gesättigt, ungesättigt: gesättigte Fettsäuren (SFA) haben keine Doppelbindung (alle C-Atome sind mit H abgesättigt), ungesättigte Fettsäuren unterteilt man in einfach ungesättigte Fettsäuren (MUFA) und mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFA ), wo Doppelbindungen auftreten sind die C-Atome nicht mit H abgesättigt (ungesättigt)
- Zählung erfolgt bei Omega vom Methylende und bei Delta vom Carboxylende , die ungesättigten Fettsäuren Ölsäure (Omega 9) , Linolsäure (Omega 6) und die Linolensäure (Omega 3) zählen zu den essentiellen Fettsäuren

1.8 Wodurch unterscheiden sich cis-und trans-Fettsäuren?

- bei der Konfiguration, wo beide H Atome auf derselben Seite sind, bezeichnet man als cis- Form
- bei der Konfiguration, wo die H- Atome sich gegenüber liegen, bezeichnet man als trans- Form
- die cis- Form ist sehr wichtig bei den ungesättigten Fettsäuren, diese enthalten bis zu drei Doppelbindungen, die alle in der cis Konfiguration vorliegen und deswegen weißen die Moleküle an dieser Stelle einen Knick auf (erschwerte Kristallisation)

1.9 Aus welchen chemischen Elementen sind Fette aufgebaut?

- C-Kohlenstoff, H-Wasserstoff, O-Sauerstoff

1.10 Was sind Aminosäuren, Proteine?

- Aminosäuren sind die Grundelemente von Proteinen und bestehen aus C-Kohlenstoff, H-Wasserstoff, O-Sauerstoff, N-Stickstoff und S-Schwefel

1.11 Erklären Sie deren Aufbau und Strukturen

- 20 proteinogenen verschiedene Aminosäuren sind Grundbausteine der Proteine, nichtpoteinogene Aminosäuren sind ca. 250 die nicht in alle Proteine eingebaut werden können
- Aminosäuren enthalten neben einer Carboxyl- Gruppe , eine Aminogruppe , die unterschiedlichen Aminosäuren unterscheiden sich nur durch ihre Seitenketten (Rest=R) , elektrische Ladung und Wasserlöslichkeit (Unpolar – hydrophob (wasserabweisend) und Polar – hydrophil (wasserliebend))
- Reste sind: Alkylrest, Sauerstoff, Schwefel-, Säuregruppe-, Säureamidgruppe-, Aminogruppe-, Heterocyclen-, Phenylring im Rest
- die natürlich vorkommenden Aminosäuren gehören zu den L- -Aminosäuren (bekömmlich), während D- Aminosäuren vorwiegend in Bakterien vorkommen
- Peptide entstehen, indem die Aminogruppe der einen Aminosäure mit der Carboxylgruppe einer zweiten Aminosäure (unter Wasserabspaltung) regiert, diese Verknüpfung von Aminosäuren in einer definierten Reihenfolge (Sequenz) nennt man Peptidbindung , am unterscheidet nach Zahl der Aminosäurenreste in Oligo- und Polypeptide

1.12 Was versteht man unter Primär-, Sekundär-, Tertiär-und Quartärstruktur von Proteinen?

- räumliche Anordnung der Proteine- Proteinkonformation
- Primärstruktur: die Aminosäuresequenz (Abfolge der Aminosäuren) der Peptidkette
- Sekundärstruktur: räumliche Struktureines lokalen Bereichs im Protein, kommt durch Wasserstoffbrückenverbindungen zustande, periodisch wiederkehrend, räumliche Anordnung der Kette: a. Falltblattstruktur (parallel und antiparallel) und b. - Helix (Schrauben ähnliche Struktur)
- Tertiärstruktur: Zusätzlich geschraubte und gedrehte Sekundärstruktur, komplizierter und komplexer gefaltet, nicht periodische Faltung, Berücksichtigung der Seitenketten
- die räumliche Struktur des gesamten Proteinkomplexes mit allen Untereinheiten, mehrere Peptidketten die sich zusammen lagern zu einem Proteinkomplex

1.13 Was versteht man unter Eiweiß?

- Proteine werden auch als Eiweiß bezeichnet und ist eine Verkettung von Aminosäuren zu Peptiden, ab 100 Aminosäuren spricht man von Proteinen

1.14 Welche chemischen Elemente kommen in Aminosäuren vor? Was versteht man unter essentiellen, semi-essentiellen, limitierenden, nicht-essentielle Aminosäuren? Welche essentiellen Aminosäuren kennen Sie?

- chemischen Elemente: C, H, O, N, S
- essentielle: essentielle Aminosäuren sind im menschlichen Körper nicht bzw. nicht in ausreichenden Mengen synthetisierbar und müssen mit der Nahrung zugeführt werden
- Semi-essentiell: semi- essentielle Aminosäuren sind je nach Stoffwechsellage oder Alter mengenmäßig nicht in ausreichend synthetisierbar
- Nicht-essentielle: nicht essentielle Aminosäuren können von Organismus in ausreichender Menge selbst synthetisiert werden
- limitierende: limitierende Aminosäuren ist diejenige essentielle Aminosäure eines zugeführten Proteins, die im Minimum vorliegt , sie wirkt begrenzend auf die Retentionsmenge der anderen essentiellen Aminosäuren
- essentielle Aminosäuren sind: Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin

2 Biologie Grundlage

2.1 Wie sind Membranen aufgebaut?

- definiert von innen nach außen: Hydrophile Außenschicht (z.B. Extrazellulärer Raum), Lipophile Trennschicht, Hydrophile Innenseite (z.B. Zellplasma)
- Membranen können einen kristallinen oder (quasi) flüssigen Zustand annehmen, die biologischen Funktionen erfordern den flüssigen Zustand
- (vergleichbar mit Seifenblasen) flexibel, leichtes Verschmelzen und Ablösen von Blasen, kein Verlust an Dichtheit bei Kontakt mit Objekten oder deren Passage durch die Membranen
- Membranen grenzen Zellen gegen die Umwelt/ Nachbarzellen ab und schaffen abgegrenzte räume innerhalb der Zelle, sorgen für kontrollierten Stoffaustausch mit der Umgebung
- Membranen ähneln teilweise den Mauern einer Burg, sie grenzen die Burg gegen die Umwelt ab und bilden Unterbezirke innerhalb der Burg. Der Austausch von Stoffen und Informationen erfolgt über Tore (kontrolliertes Öffnen/Schließen)

2.2 Wie unterscheiden sich prokaryotische von eukyaryotischen Zellen?

- prokaryotische Zellen: sehr kleine Zellen, kein Zellkern sondern genet. Information als ringförmiges DNA-Molekül + Plasmide, In prokaryotischen Zellen (Protocyten) befindet sich die DNA frei im Zytoplasma, Vermehrung durch Zellteilung, anaerob oder aerob, Prokaryoten enthalten im Gegensatz zu Eukaryoten keine membranbegrenzten Organellen, wie Plastiden, Chloroplasten und Mitochondrien Ebenso besitzen sie keine Vakuolen und kein endoplasmatisches Retikulum
- Eukaryonten Zelle: besitzen in ihren Zellen (Eucyten) einen „echten“, durch eine Doppelmembran vom umgebenden Zytoplasma abgegrenzten Zellkern , in dem sich die DNA in Chromosomen organisiert befindet (Plasmalemma), enthalten Organellen (Mitochondrien, ER, Vesikel, Chloroplasten), haupts. aerob

2.3 Wie unterscheiden sich pflanzliche von tierischen Zellen?

- gemeinsam haben sie: Plasmamembran, Ribosom, Polysom, Cytoplasma, Mitochondrium, Golgiapparat, endoplasmatisches Reticulum, Kernmembran, Zellkern, Nucleos
- nur die Pflanzenzelle hat: Zellwand, (Zellwände stehen über Mittelamelle miteinander in Kontakt) Chloroplast, Plastiden, Vakuole, Zellen verbunden mit Plasmodesmen, keine Lysosomen, Pore
- tierische Zelle: Zellen verbunden mit Desmosomen, Lysosomen, Zellmembran stehen über Extrazelluläre Matrix in Kontakt

2.4 Was sind die Hauptfunktionen der Mitochondrien, der Zellkerne, des Cyto- plasma, des ER (Endoplasmatischen Retikulum), der Chloroplasten?

- Mitochondrien: selbstvermehrende Organelle, Kraftwerk der Zelle, der Stoffabbau und der Citratcyclus und Fettabbau, Oxidation organischer Stoffe mit molekularem Sauerstoff findet in den Mitochondrien statt, wobei Energie freigesetzt und in Form von chemischer Energie (als ATP) gespeichert wird- Atmungskette
- der Zellkern (Nukleus): der Zellkern bildet die Steuerzentrale der eukaryotischen Zelle, er enthält die chromosomale DNA und somit die Mehrzahl der Gene, Bildungsort der Ribosome, Stoffaustausch mit dem Cytoplasma bzw. Abgabe von Informationen von und zum Cytoplasma
- Cytoplasma (Cytosol): Hauptort des zellulären Stoffwechsels und des Verbrauchs an ATP, Proteinsynthese, Proteinabbau (Weiterverwertung), Gluconeogenese- Zuckerneuaufbau, Fettsäuresynthese, Cholesterinsynthese, Glycolyse- Abbau von Glucose
- Endoplasmatischen Retikulum: das ER ist ein schnelles Transportsystem für chemische Stoffe, Proteinfaltung, Translation, posttranslationale Modifikation von Proteinen und Proteintransport, Abschnüren Kernmembran, anschließend vom Golgi-Apparat verteilt
- Golgi-Apparat: eng verbunden mit ER, hier werden die Proteine modifiziert, sortiert und an den Bestimmungsort transportiert, defekte Proteine werden aussortiert abgebaut
- Chloroplasten: Chloroplasten sind Organellen der Zellen von höheren Pflanzen, die Photosynthese betreiben, enthalten Chlorophyll (grüner Farbstoff), Energie von Licht wird eingefangen (absorbiert) und in chemische Energie in Form von Traubenzucker (Glucose) umgewandelt und in Form von Stärke gespeichert

2.5 Welche Organellen haben Speicherfunktionen?

- die Vakuole: ist Speicher und Entgiftungsorganelle, Vakuolen sind von Membranen umschlossene Reaktionsräume vorwiegend in Pflanzen, die Vakuolen sind Räume im Cytoplasma, lagern von Stoffen, Duftstoffen, Farbstoffen etc.
- Amyloplast: speichert Stärke, ein Fotosynthese-Endprodukt
- Zellkern: speichert Erbinformationen

2.6 Welche Bauteile sind allen Zellen gemeinsam?

- Membran, Ribosomen, Cytoplasma

2.7 Beschreiben Sie den Aufbau einer eukaryotischen Zelle und die Funktion der Organellen (abgegrenzten Struktureinheiten)

- ZELLKERN: siehe Oben
- RIBOSOMEN: Ort der Proteinbiosysnthese (essenziell für jede Zelle)
- VESIKEL: je nach Art der in ihnen nachweisbaren Enzyme unterscheidet man verschiedene Typen von Vesikeln: Lysosomen Microbodies Peroxisomen und Glyoxysomen. In exozytotischen Vesikeln werden Stoffe gespeichert die für die Freisetzung aus der Zelle durch Fusion der Vesikel mit der Zellmembran vorgesehen sind
- RAUHES ENDOPLASMATISCHES RETICULUM (ER): das raue ER hat zwei Funktionen: die Proteinbiosynthese und die Membranproduktion. Seinen Namen hat es von dem Ribosomen, die auf seinen Membranoberflächen sitzen
- GOLGI-APPARAT: dient der Sekretion von Zellprodukten (Proteine, Hormone), Umbau von Proteinen, Bildung der Plasmamembran
- MIKROTUBULI: Sie sind mitverantwortlich für die mechanische Stabilisierung der Zelle und ihrer äußeren Form, für aktive Bewegungen der Zelle als Ganzes, sowie für Bewegungen und Transporte innerhalb der Zelle
- GLATTES ER: Das glatte ER spielt eine wichtige Rolle in mehreren metabolischen Prozessen. Enzyme des glatten ER sind von Bedeutung für die Synthese von verschiedenen Lipiden (vor allem Phospholipide), Fettsäuren und Steroiden (Hormone). Weiterhin spielt das glatte ER eine wichtige Rolle bei dem Kohlenhydratstoffwechsel, der Entgiftung der Zelle und bei der Einlagerung von Calcium. Dementsprechend findet man in Nebennierenzellen und Leberzellen vorwiegend glatte ER
- VAKUOLE: siehe Oben
- CYTOPLASMA: enthält viele Farbstoffe wie das Chlorophyll, das in der Photosynthese wirkt
- LYSOSOM: AUFNEHMEN VON FREMDSTOFFEN UND DIESE VERDAUEN
- ZENTRIOLEN: Bedeutung haben Zentriolen bei Transport- und Stützaufgaben. So sind sie (zusammen mit der perizentriolaren Matrix) an der Bildung des MTOC (Mikrotubuli-organizing Centers) beteiligt, das während der Mitose sowie Meiose den Spindelapparat zur Trennung der Chromosomen bildet, aber auch während der Interphase zur Organisation und physikalischen Stabilisierung der Zelle beiträgt
- Polysomen: aus einem Molekül Messenger-RNA (mRNA) u. mehreren Ribosomen bestehendes Translationssystem aller Zellen. Größe (Länge, Anzahl der Ribosomen) des P. wird durch die Molmasse der mRNA bestimmt, wodurch wiederum die Molmasse des zu synthetisierenden Proteins festgelegt ist. An jedem Ribosom in einem P. wird jeweils ein Protein synthetisiert. Proteinbiosynthese
- Kernmembran: Sie stabilisieren den Zellkern, dienen als Fixierung für die Chromatinfäden und werden während der Mitose ab- und wieder aufgebaut

2.8 Welche Aufgaben hat die Biomembran?

- Das Zytoplasma im Inneren einer Zelle wird durch eine Biomembran nach außen abgegrenzt. Diese nennt man Zellmembran, Plasmamembran, Plasmalemma oder Membrana cellularis. Innerhalb der Zelle sorgen Biomembranen für eine Kompartimentierung der Zelle: Die meisten Zellen enthalten Reaktions- und Speicherräume (Kompartimente),wie zum Beispiel die Zellorganellen und Vakuolen mit sehr unterschiedlichen chemischen Eigenschaften, die durch Biomembranen voneinander abgegrenzt sind.

2.9 Unterscheidungsmerkmale pro- und eukaryontischer Zellen?

- siehe Oben

2.10 Besonderheiten der wichtigsten Zellbestandteile und Organellen?

- Zellwand ist so beschaffen, dass sie der Zelle und damit dem gesamten Pflanzenkörper eine mehr oder weniger feste Form gibt. Sie ist durchlässig für Wasser, gelöste Nährstoffe und Gase. Sie besteht hauptsächlich aus Zellulose. Bei Zellen mit dicken Zellwänden, durch die dennoch Stoffe transportiert werden, gibt es in den Zellwänden Tüpfel. Das sind Öffnungen in der Zellwand, durch die benachbarte Zellen - nur durch eine dünne Membran getrennt - untereinander in Kontakt stehen und durch die der Austausch von Stoffen erleichtert wird.
- Chloroplasten enthält ein komplexes System zur Nutzung der Lichtenergie für die Photosynthese, das unter anderem Chlorophyll (ein grüner Farbstoff) enthält. Dabei wird die Energie von Licht eingefangen (absorbiert), in chemische Energie in Form von Traubenzucker (Glucose) umgewandelt und in Form von Stärke gespeichert.
- Vakuolen sind Räume im Cytoplasma, die mit Zellsaft gefüllt sind. In diesem können Farbstoffe (zum Beispiel Flavone), Giftstoffe (zum Beispiel Coffein), Duftstoffe und anderes enthalten sein.
- T onoplast ist die selektivpermeable Membran, welche die Vakuole gegen das Plasma abgrenzt.

2.11 Wozu brauchen Zellen Membranen?

- Membranen verhindern den unkontrollierten Stoffaustausch mit der Umgebung

3 Grundlage Biochemie

3.1 Enzyme: Zu welcher Stoffkasse gehören sie? Welche Aufgabe haben sie im Stoffwechsel? In welcher Hinsicht arbeiten Enzyme spezifisch?

- Enzyme sind Proteine, sie sind Biokatalysatoren , die chemische Reaktionen vermitteln uns steuern, Enzyme werden durch Reaktionen, die sie katalysieren, nicht verbraucht, Enzyme beschleunigen die Einstellungen des Gleichgewichts einer chemischen Reaktion (Senkung der Aktivierungsenergie)
- Sie haben eine Substratspezifität in Bezug auf spezielle Moleküle, Molekülteile (chemische Gruppen Gruppenspezifität), und deren sterische Anordnung und eine Wirkungsspezifität in Bezug auf bestimmte chemische Reaktionen
- Richtung der Reaktion: keine Spezifität (idR sind beide Richtungen möglich)
- Bindungsspezifität- gleiche Bindungsart in verschiedenen Substraten (Esterasen spaten Esterbindungen)
- Gruppenspezifität- Bindungsart und ein Molekülteil (gewisse Maltasen spalten -glykosidische Bindungen restliche Moleküle undefiniert)
- Substratspezifität- Bindungsart und Molekül (Gerstenmalz-Maltase spaltet -glykosidische Bindung der Maltose (beide definiert)
- Artspezifität- hier ist die Spezifität soweit gesteigert, dass nur Substrate bestimmter Herkunft (z.B. Tierart) adaptiert werden

3.2 Was sind Coenzyme?

- Coenzyme im engeren Sinne: Organische oder metallorganische Komplexe, die als prosthetische Gruppe idR fest an den Träger gebunden ist und bleibt. Beispiel: Häm, einige Vitamine
- Cofaktoren: Metallionen bilden einen Metall-Substrat-Komplex, der das eigentliche Enzymsubstrat ist, oder sind integraler Bestandteil des aktiven Zentrums Beispiel: Zink in der alkalischen Phosphatase, Mn-Isocitrat-Komplex
- Coenzyme im Sinne von Cosubstraten: Organische Komplexe, die nur temporär mit dem Enzym und dem Substrat interagieren und verändert werden (daher regeneriert werden müssen) Beispiele: Gruppenüberträger ATP, NAD, FAD, CoA

3.3 Was ist die Aufgabe der Glycolyse und wo läuft diese Reaktionskette ab?

- in der Glycolyse wird Glucose zu Pyruvat abgebaut ist anaerob, hat eine geringe ATP-Bildung, verknüpft Stoffabbau mit Energiegewinnung, generiert NADH (die regeneriert werden müssen), läuft im Cytosol ab, oxidativer Stoffwechsel von Lebewesen

3.4 Was ist die Aufgabe des TCC und wo läuft diese Reaktionskette ab?

- Tricarbonsäurenzyklus (TCC oder Citratzyklus) findet im Inneren der Mitochondrien statt und ist ausschließlich Stoffabbau, die Verbindung zum Cytosol erfolgt über Shuttel-Systeme
- die wichtigste Eingangssubstrat ist Acytel-CoA hauptsächlich aus der oxidativen Decarboxylierung und Abbauprodukte von Aminosäuren sowie Propionsäure von Pyruvat die wichtigsten Endprodukte sind NADH, FDAH2, GTP und CO2
- die Reduktionsäquivalente können nur durch Kopplung mit oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien regeneriert werden. Deshalb kann der TCC nur bei strikt aerober Lebensweise ablaufen (obwohl er selber nicht aerob ist)
- der Citratzyklus liefert auch Bausteine für Synthesen z.B. Gluconeogenese, Synthese von Aminosäuren

3.5 Was ist die Aufgabe der Atmungskette und wo läuft sie ab?

- Atmungskette findet auch in den Mitochondrien statt, dient der Energiegewinnung (sehr hohe ATP-Ausbeute), übersetzt einen elektrischen Gradienten (H+) in ATP, verbessert die Effizienz der Glykolyse
- Erzeugung von Stoffwechselenergie durch schrittweise Oxidation von Nährstoffen die in mehreren Kompartimenten der Zellen stattfindet (Cytosol, Mitochondrien)
- die umgesetzten Elektronen werden in den Reduktionsäquivalenten NAD+ und FAD gespeichert und transportiert
- oxidative Phosphorylierung ist das Herzstück der aeroben Lebensweise, nur hier geht der Organismus unmittelbar mit dem Gefahrstoff O2 um, und zwar unter strikt kontrollierten Bedingungen im Inneren der Mitochondrien
- die Oxidation der Reduktionsäquivalente und die ATP-Bildung sind zwei getrennte Prozesse, die über den Protonengradienten an der inneren Mitochondrienmembran gekoppelt ist
- die ATP- Ausbeute steht der Zelle nicht im vollem Umfang zur Verfügung, da die Einschleusung/Ausschleusung von Brennstoffen aus dem Cytosol ATP verbraucht
- 38 (34) ATP Atmungskette pro Glukose, 2 ATP Glycolyse, 2 GTP im Citratzyklus, Gärung 1-4 ATP pro Glukose

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 1: Zeigt den Citratzyklus (Quelle Vorlesungsskript Prof. Dr. Koch 2013)

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