Zellbio at Universität Konstanz

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Ordne der Größte nach: Zellkern, Erythrocyt, Mitochondrium, Esch. coli., menschliche Eizelle, Ribosom 

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Was sind die biologisch häufigsten Elemente, aus denen eine Zelle aufgebaut ist? (4+2)

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Wie wurde die Information in den ersten Zellen weitergegeben?

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Welche Rolle spielt die Ursuppe bei der Entstehung des Lebens?

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Vermutliche Bestandteile der Uratmosphäre (8)

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Wie entstanden die ersten Protobionten?

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Was löste die protobiontischen Modelle ab?

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Endosymbiontentheorie - Welche Organellen sind sehr wahrscheinlich aus Endosymbionten hervorgegangen? Welche Gründe gibt es für die Vermutung?

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Wann hat sich mehrzelliges Leben entwickelt? Welche Eigenschaften weisen Zellen im Verbund auf?

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Welche Eigenschaften machen Wasser zum elementaren Bestandteil des Lebens?

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Wie interagieren H2O-Moleküle mit Ionen? 

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Wie kommt es zur hydrophoben Aggregation?

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Zellbio

Ordne der Größte nach: Zellkern, Erythrocyt, Mitochondrium, Esch. coli., menschliche Eizelle, Ribosom 

1. Ribosom

2. Mitochondirum

3. Zellkern

4. E. coli

5. Erythrocyt

6. menschliche Eizelle

Zellbio

Was sind die biologisch häufigsten Elemente, aus denen eine Zelle aufgebaut ist? (4+2)

- Zellen bestehen zu 99% aus C, O, H, N

- ebenfalls wichtig: Schwefel, Phosphor 

Zellbio

Wie wurde die Information in den ersten Zellen weitergegeben?

- RNA zunächst vermutlich der einzige Informationsträger

Voraussetzung: Selbst-Replikation der RNA ohne Beteiligung von katalytischen Proteinen (Selbst-Replikation, weil RNA zuerst da war --> musste sich selbst replizieren)

- Vorstellbar durch die Entdeckung der Ribozyme:

RNA-Moleküle, die biochemische Reaktionen katalysieren(z.B. hammerheadribozyme, selbstsplicendeIntrons, Ribosom)


 

Zellbio

Welche Rolle spielt die Ursuppe bei der Entstehung des Lebens?

-Die Ursuppe enthielt Rohmaterialien für die Entstehung des Lebens

-Durch hohe Temperaturen, radioaktive Strahlung, UV-Strahlung und Blitze (ionisierende Wirkung) entstanden reaktionsfähige Radikale und Ionen

-Die Reaktionsprodukte reicherten sich im Meer an


- Ursuppe: Bezeichnung für eine Mischung aus Wasser, Schwefelwasserstoff, Methan und Ammoniak, die der Biochemiker Stanley Miller elektrischen Entladungen aussetzte und auf diese Weise die Bildung von Biomolekülen (z. B. Aminosäuren) hervorrief. Mit diesem Experiment gelang ihm im Jahr 1953 ein  Nachweis dafür, dass organische Substanzen unter den Bedingungen von Uratmosphäre und Urozean entstehen konnten.

Zellbio

Vermutliche Bestandteile der Uratmosphäre (8)

-Kohlenstoffdioxid (CO2)

-Stickstoff (N2)

-Methan (CH4)

-Ammoniak (NH3)

-Wasserdampf (H2O)

-Wasserstoff (H2)

-Schwefeldioxid (SO2)

-Chlorwasserstoff (HCl)


Zellbio

Wie entstanden die ersten Protobionten?

Protobionten: Bezeichnung für Vorläufer lebender Zellen

-Entwicklung einer Lipid-Doppelschicht (-> sehr revolutionär, weil vorher einfach alles in der Ursuppe rumschwamm)

→Einheiten, in denen Stoffwechselreaktionen ablaufen

→Austausch mit der Umgebung

-Hypothetische Entstehung von Zellvorläufern in den Kammern von weißen Rauchern


Zellbio

Was löste die protobiontischen Modelle ab?

LUCA (last common universal ancestor)

- entstand vor circa 3,5 Mrd. Jahren

- Alle bekannten Lebensformen sind auf diesen Bautyp zurückzuführen

- Wahrscheinlich chemo-litho-autotropher (manchmal 1. Klausurfrage) Stoffwechsel

Zellbio

Endosymbiontentheorie - Welche Organellen sind sehr wahrscheinlich aus Endosymbionten hervorgegangen? Welche Gründe gibt es für die Vermutung?

- Mitochondrien und Plastiden (Chloroplasten etc.) sind vermutlich aus Endosymbionten hervorgegangen. Dafür spricht, dass sie eine doppelte Membranhülle besitzen, wobei sich die äußere und innere Membran von ihrer Zusammensetzung unterschieden. Sie weisen einige Gemeinsamkeiten mit Eubakterien auf: 


- sie besitzen ein eigenes Genom

- Die DNA liegt frei im Cytoplasma vor (bzw. in der mitochondrialen Matrix, im Stroma der Chloroplasten)

- sie besitzen einige eubaktrien-ähnliche Ribosomen

- sie besitzen homologe Elektronentransportsysteme und ATPasen 

Zellbio

Wann hat sich mehrzelliges Leben entwickelt? Welche Eigenschaften weisen Zellen im Verbund auf?

- mehrzelliges Leben entwickelte sich vor circa 1 Mrd. Jahren 

- Adhäsionsmoleküle ermöglichen Haftung und Interaktionen

- Bindegewebsproteine zum Aufbau einer Matrix, die den Zellverband zusammenhält

- Mehrzelligkeit hat sich mehrfach unabhängig voneinander entwickelt

Zellbio

Welche Eigenschaften machen Wasser zum elementaren Bestandteil des Lebens?

-Dipolcharakter (leicht positiv, leicht negativ?)

- Wasserstoffbrücken- und Clusterbildung

- viele hydrophile Stoffen können sich darin lösen 

Zellbio

Wie interagieren H2O-Moleküle mit Ionen? 

- Bildung einer Hydrathülle

- Zwischen entgegengesetzter geladenen Ionen richten sich H20-Moleküle im elektrischen Feld entsprechend aus

Zellbio

Wie kommt es zur hydrophoben Aggregation?

- die Hydrathülle ist aufgrund von H20-Clusterbildung hoch geordnet, d.h. energiereich 

- Zustand niedriger Energie bevorzugt (weil Natur will immer den besten energetischen Zustand --> keine Energieverschwendung) 

- Ausmaß der Hydrathülle wird minimiert, indem sie nicht um einzelne Hydrophobie Moleküle, sondern um ein Aggregat ausgebildet wird


Bsp: Suppe mit Hühneraugen, die sich "zusammenschließen" --> hydrophob, lipohil

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