Chemie des Lebens: Zusammensetzung und Eigenschaften

Chemie des Lebens

Das Universum besteht hauptsächlich aus H und He. Auf der Erde bilden Si, Bark, Fe, Mg und Kohlenstoff die lebenden organischen Makromoleküle. (Valencia + oder - 4) Sauerstoff und Wasserstoff machen 68-70% der lebenden Materie aus (Wasser = H₂0). Stickstoff ist Teil des Proteins.

Eigenschaften von Lebewesen

Lebewesen sind komplexe Materialien, die mit der Welt um sie herum interagieren und sich reproduzieren. Ihre Eigenschaften basieren hauptsächlich auf C und H₂0.

• Einbindung
• Ihre Reaktionen innerhalb der Zellen werden durch die Gesetze der Physik und Chemie geregelt.
• Sie reproduzieren sich

Interaktion mit der Umwelt

Lebewesen entwickeln sich und reagieren auf äußere oder innere Reize, indem sie Antworten durch das Nervensystem und das endokrine System (Hormone) schaffen.

Ernährung

Ernährung ist der Energie- und Stoffaustausch mit der Außenwelt. Autotrophe Lebewesen erzeugen organische Substanz aus anorganischen Stoffen. Photosynthese: Photosynthese-Organismen erfassen die Energie der Sonne, um sie in chemische Energie umzuwandeln und Strom aus organischem Material der anorganischen zu erzeugen. Heterotrophe Lebewesen nehmen die Lebensmittel direkt von außen auf, weil sie sie nicht selbst synthetisieren können. Zellatmung ist ein Prozess, der für alle Lebewesen wichtig ist, bei dem durch eine Reihe von Reaktionen organische Stoffe oxidiert werden, um Energie zu gewinnen.

Chemische Zusammensetzung der Lebewesen

Lebewesen bestehen sowohl aus anorganischen als auch aus organischen Molekülen.

Anorganische Moleküle

Anorganische Moleküle sind sowohl in lebenden als auch in inerten Materialien vorhanden. Dies sind vor allem Salze und Wasser.

Organische Moleküle

Organische Moleküle sind ausschließlich in der lebenden Substanz vorhanden. Sie sind Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren und Proteine.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind Biomoleküle aus C, H und O.

Einfache Kohlenhydrate

Einfache oder einzelkettige Monosaccharide mit 5 oder 6 C-Atomen haben in der Regel einen süßen Geschmack. Beispiele: Lactose, Glucose.

Komplexe Kohlenhydrate

Fructose-Verbindungen oder Polysaccharide sind in Pasta und Reis enthalten.

Stärke ---> energetische Funktion. Cellulose ---> strukturelle Funktion. Glykogen ---> Energie-Funktion.

Lipide

Lipide sind Gruppen von organischen Molekülen, die gemeinsam haben, dass sie nicht in Wasser löslich sind.

Fette

Fette sind der Reserve-Stoff par excellence der Tiere. Sie liegen in Form von Triglyceriden vor (Vereinigung von 3 Fettsäuren und einem Glycerin). Gesättigte Fettsäuren haben keine Doppelbindungen, ungesättigte Fette haben Doppel- und Dreifachbindungen. Phospholipide bilden die Struktur der Zellmembran aller Zellen. Cholesterin bildet Hormone.

Proteine

Protein ist ein Makromolekül, das durch die Verbindung von Aminosäuren gebildet wird. Es gibt nur 20 Aminosäuren in lebender Materie. Der Mensch kann 11 synthetisieren und 9 müssen von außen zugeführt werden. Je nach Gehalt an essentiellen Aminosäuren können Proteine vollständig (tierischen Ursprungs) oder unvollständig (pflanzlichen Ursprungs) sein.

Funktionen

• Strukturelle
• Enzymatische (regulatorische)
• Transport
• Defensive (Antikörper)
• Hormonelle

Nukleinsäuren

Nukleinsäuren bestehen aus Nukleotiden. Jedes Nukleotid besteht aus einer Pentose, einer stickstoffhaltigen Base und Phosphorsäure. DNA besteht aus einer Doppelhelix, die aus Nukleotiden besteht, während RNA eine einzelne Einheit bildet.

Stickstoffhaltige Basen

Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin.

Die DNA enthält unsere genetische Information, die für die Proteinsynthese angezeigt wird. Die Reihenfolge der Aminosäuren, die Proteine bilden, hängt von der Reihenfolge der stickstoffhaltigen Basen der DNA ab. Die Beziehungen, die zwischen 3 Nucleobasen eine bestimmte Aminosäure diktieren, wird der Code von Lebewesen verwendet, um ihre Charaktere zu bestimmen. Dieser Code wird als genetischer Code bezeichnet.