Molekulargenetik
Welche Aufgabe erfĂĽllt die DNA in der Zelle?
Erklärung: Die DNA ist der Träger der Erbinformation und enthält den Bauplan für alle Proteine. Energie liefert vor allem die Zellatmung (ATP), die Abwehr übernimmt das Immunsystem.
Die DNA besteht aus zwei Strängen, die eine ___ bilden und durch Basenpaarung (A-T, G-C) zusammengehalten werden.
Erklärung: Watson und Crick entdeckten 1953 die Doppelhelix-Struktur. Die komplementäre Basenpaarung (Adenin-Thymin, Guanin-Cytosin) ermöglicht die identische Verdopplung der DNA.
Auf einen DNA-Strang mit der Basenfolge A-T-G-C passt der neue Strang T-A-C-G.
Erklärung: Richtig. Bei der Replikation dient jeder Strang als Vorlage; A paart immer mit T und G mit C. Zur Folge A-T-G-C gehört daher der komplementäre Strang T-A-C-G.
Welche drei Stoffgruppen sind die Makronährstoffe des Menschen?
Erklärung: Makronährstoffe sind Kohlenhydrate, Fette und Proteine — sie liefern Energie und Baustoffe. Vitamine und Mineralsalze zählen als Mikronährstoffe; Sauerstoff und Kohlendioxid sind Atemgase, keine Nährstoffe.
Proteine bestehen aus Ketten von ___, die durch Peptidbindungen verknĂĽpft sind.
Erklärung: Aminosäuren haben eine gemeinsame Grundstruktur: Aminogruppe (-NH₂), Carboxygruppe (-COOH) und einen variablen Rest (R). Es gibt 20 verschiedene proteinogene Aminosäuren.
Was gilt für die 20 proteinogenen Aminosäuren?
Erklärung: Alle Aminosäuren haben eine Aminogruppe und eine Carboxygruppe gemeinsam; verschieden ist nur der Rest (R), der die Eigenschaften bestimmt. Stickstoff steckt in jeder Aminogruppe.
Das Enzym Amylase im Speichel spaltet Stärke und wird dabei selbst nicht verbraucht.
Erklärung: Richtig. Enzyme sind Biokatalysatoren — sie beschleunigen eine Reaktion (hier die Spaltung von Stärke) und gehen unverändert daraus hervor, können also viele Male wirken.
Lactase spaltet Lactose, aber keinen anderen Zucker. Welche Aussage passt zum SchlĂĽssel-Schloss-Prinzip?
Erklärung: Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip passt nur das passende Substrat (Schlüssel) in das aktive Zentrum des Enzyms (Schloss). Das erklärt die Substratspezifität — Lactase erkennt nur Lactose.
Die Geschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion wird durch Temperatur, pH-Wert und ___ beeinflusst.
Erklärung: Enzymaktivität steigt mit der Substratkonzentration (bis zur Sättigung), hat ein Temperaturoptimum (darüber: Denaturierung) und ein pH-Optimum (z. B. Pepsin im Magen: pH 2, Trypsin im Dünndarm: pH 8).
Beim Braten wird das durchsichtige Eiklar weiĂź und fest. Was ist mit seinen Proteinen passiert?
Erklärung: Hitze zerstört die dreidimensionale Faltung der Proteine (Denaturierung). Sie verändern dadurch ihre Eigenschaften — das Eiklar wird fest. Neue Aminosäuren entstehen dabei nicht.
Nach dem Sport sinkt der Blutzucker, weil die Muskelzellen Glucose in der Zellatmung verbrauchen.
Erklärung: Richtig. Glucose (ein Einfachzucker) wird in der Zellatmung zu CO₂ und Wasser abgebaut; die frei werdende Energie wird in ATP gespeichert. Muskelarbeit verbraucht viel Glucose.
Welche beiden Kohlenhydrate sind Polysaccharide?
Erklärung: Polysaccharide bestehen aus vielen Zuckerbausteinen — Stärke (pflanzlich) und Glykogen (tierisch). Glucose und Fructose sind Einfachzucker (Monosaccharide), Saccharose und Lactose Zweifachzucker (Disaccharide).
Fette bestehen aus ___ und Fettsäuren und dienen als Energiespeicher und Baustoffe für Zellmembranen.
Erklärung: Ein Fettmolekül (Triglycerid) besteht aus einem Glycerin-Molekül und drei Fettsäureresten. Gesättigte Fettsäuren haben keine Doppelbindungen, ungesättigte haben eine oder mehrere.
Welche Rolle spielt ATP in der Zelle?
Erklärung: ATP (Adenosintriphosphat) speichert Energie in seinen Phosphatbindungen. Bei der Spaltung zu ADP wird Energie frei — z. B. für Muskelkontraktion, Stofftransport und Biosynthesen.
Ordne die Kohlenhydrate nach ihrer Komplexität (einfach → komplex).
Erklärung: Monosaccharide (Einfachzucker) → Disaccharide (Zweifachzucker, aus 2 Monosacchariden) → Polysaccharide (Vielfachzucker, aus vielen Monosacchariden). Stärke und Glykogen sind beide Polysaccharide.
Ein Mensch muss essenzielle Aminosäuren über die Nahrung aufnehmen, etwa aus Fleisch, Fisch oder Hülsenfrüchten.
Erklärung: Richtig. Von den 20 proteinogenen Aminosäuren kann der Körper 8 (die essenziellen) nicht selbst herstellen. Sie müssen über proteinreiche Nahrung aufgenommen werden.