Physikalische Chemie

  1. Fundamentale Begriffe der Chemie
    Chemische Thermodynamik > Fundamentale Begriffe der Chemie
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    Fundamentale Begriffe der ChemieOur whole universe was in a hot dense state, Then nearly fourteen billion years ago expansion started. Wait ... The Earth began to cool, The autotrophs began to drool, Neanderthals developed tools, We built a wall (we built the pyramids), Math, science, history, unraveling the mysteries, That all started with the big bang!The Big Bang Theory Theme SongChemie:Ist die Wissenschaft, die sich mit der Charakterisierung und Zusammensetzung sowie der Umwandlung von Stoffen ...
  2. Erhaltungssätze
    Chemische Thermodynamik > Grundlagen > Erhaltungssätze
    Eine chemische Reaktion ist eine Stoffumverteilung. Die Atome der Edukte werden zu den Atomen der Produkte umverteilt und kombiniert.In chemischen Reaktionen bleibt die Masse insgesamt konstant,es findet lediglich eine Umverteilung statt.     Diese massenkonstante atomare Umverteilung ist immer mit einer Energieveränderung verbunden.Energie findet man in verschiedenen Formen vor:thermische Energieelektrische EnergieSonnenenergiemechanische Energiechemische Energie ...
  3. Chemisorption
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Exkurs: Katalyse > Chemisorption
    Konzentrationsanreicherung eines Gases an der Oberflche eines Festkrpers
    Unter Chemisorption, also der „chemischen Adsorption”, versteht man eine besondere Form der Adsorption. Generell ist eine Adsorption (von lat. adsorbere „[an]saugen“) eine Konzentrationsanreicherung einer Flüssigkeit oder eines Gases an der Oberfläche eines Festkörpers. So ist in der folgenden Abbildung zu sehen, dass die Konzentration des Gases (grüne Kugeln) im freien Raum (c) wesentlich geringer ist als in der Nähe (b) des Festkörpers (a).Konzentrationsanreicherung ...
  4. Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    Dieser Text ist als Beispielinhalt frei zugänglich!
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    Zeit - Konzentrationsdiagramm
    Die Reaktionsgeschwindigkeit ist definitionsgemäß die Konzentrationsänderung pro Zeiteinheit des Zeitraumes, in der eine chemische Reaktion abläuft. Dabei nimmt in der Regel die Konzentration der Edukte ab, mit gleichzeitiger Zunahme der Produktkonzentration.Beispielreaktion:A + B $\rightarrow$ ABEdukt(e) Produkt(e)Man unterscheidet zwischen:$v(AB) = + \dfrac{\Delta c(AB)}{\Delta t} = \dfrac{dc(AB)}{dt} = x \dfrac{mol}{L \cdot s}$= positive produktbezogene Reaktionsgeschwindigkeit.$v(A/B) ...
  5. Chemische Thermodynamik
    Chemische Thermodynamik
    Die chemische Thermodynamik beschäftigt sich mit der Umverteilung von Energie, ihrem Übergang in verschiedene Formen und ihre Korrelation mit mechanischer Arbeit, dabei immer bezogen auf chemische Reaktionen.
  6. Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
    Ohne Enzyme wäre sicher kein Leben auf diesem Planeten möglich, katalysieren sie doch schon seit Milliarden von Jahren chemische Prozesse in Organismen und ermöglichen so erst das, was wir unter einem Metabolismus (Stoffwechsel) verstehen. In jüngerer Zeit stehen Enzyme auch im Fokus der (bio)chemischen Industrie, da mit „Maßgeschneiderten“ Versionen von ihnen viele Synthesen zugänglich sind, die sonst nur unter enormem Aufwand möglich wären. Aus ...
  7. Exkurs: Katalyse
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Exkurs: Katalyse
    Reduktion der Aktivierungsenergie durch einen Katalysator
    Definition Katalysator:„Katalysator (von der Katalyse, griechisch, katálysis – Auflösung mit lateinischer Endung) bezeichnet in der Chemie einen Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Dies geschieht durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie.Reduktion der Aktivierungsenergie durch einen KatalysatorKatalysatoren ändern somit die Kinetik chemischer Reaktionen, ohne deren Thermodynamik zu verändern. ...
  8. Enzyme
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Enzyme
    Als Enzyme bezeichnet man eine umfangreiche Gruppe von intra- bzw. extrazellulären hochmolekularen Eiweißstoffen, die im Organismus als biologische Katalysatoren („Biokatalysatoren“) durch Beeinflussung der Aktivierungsenergie die Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Prozesse z.T. auf das Millionenfache des Wertes ohne Enzym erhöhen. Im Allgemeinen katalysieren Enzyme beide Reaktionsrichtungen und werden dabei, wie andere chemische Katalysatoren, nicht verändert. Selbst ...
  9. Chemische Thermodynamik und Energetik
    Chemische Thermodynamik > Fundamentale Begriffe der Chemie > Chemische Thermodynamik und Energetik
    Auch das Wort Thermodynamik hat griechische Wurzeln, so ist es zusammengesetzt aus thermos = warm/heiß und dynamis = Kraft. Ursprünglich bezeichnete man damit die Lehre, die sich mit den Vorgängen befasst, die in Wärmekraftmaschinen ablaufen – die Thermodynamik ist ganz klar ein Kind des Dampfmaschinenzeitalters, im Laufe der Jahre aber durchaus „erwachsen“ geworden.So lag ihr Ursprung in den Arbeiten des französischen Physikers Nicolas Léonard Sadi ...
  10. Denaturierung
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Enzymreaktionen > Denaturierung
    Proteine im Ei denaturieren durch Hitze, die Broklammern bilden zu dem Vorgang eine Analogie auf Moleklebene
    Hitze Enzyme sind im Allgemeinen relativ empfindlich gegenüber physikalischen und chemischen Einflüssen. Von den physikalischen ist die Denaturierung durch Wärme von besonderer Bedeutung. So gerinnt z.B. das Hühner-Eiweiß (Eiklar) oberhalb von 65 °C. Dies beruht auf einer Zerstörung der Raumstruktur unter Aufbrechen der schwachen innermolekularen Wechselwirkungen der Proteine, aus denen die Enzyme bestehen. Dabei werden aber die kovalenten Bindungen nicht verändert, ...
  11. Kalorimetrie
    Chemische Thermodynamik > Zustandsgrößen und ihre Regeln > Enthalpie > Kalorimetrie
    Aufbau eines Kalorimeters
    Die Kalorimetrie beschäftigt sich mit Verfahren zur Messung von Wärmeänderungen bei chemischen Vorgängen (Reaktionen, Phasenänderungen). Wärme ist eine Form der Energie, welche zwischen Körpern ausgetauscht wird oder in andere Formen der Energie umgewandelt werden kann.Führt man einem Körper der Masse $m$ die Wärmemenge Q zu, so steigt die Temperaturerhöhung $\Delta T$ proportional zur zugeführten Wärmemenge. Der Proportionalitätsfaktor ...
Physikalische Chemie
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Anorganische Chemie

  1. Chemische Reaktionen
    Chemische Reaktionen
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    ... Gleichgewicht ein (siehe dazu Kapitel: „Chemisches Gleichgewicht“). Jede Reaktion wird in Form einer Reaktionsgleichung dargestellt. Eine Reaktionsgleichung beinhaltet nur die an der Reaktion teilnehmenden Stoffe in der minimalen Anzahl. Schauen wir uns dazu das Beispiel in Abb. 1 an.Abbildung 1: Reaktionsgleichung der Darstellung von Kochsalz (NaCl) aus den Elementen Natrium (Na) und Chlor (Cl2)Links vom Reaktionspfeil stehen die Edukte und rechts vom Reaktionspfeil die Produkte. ...
  2. Gemische und Reinstoffe
    Stoffe und Stoffeigenschaften > Gemische und Reinstoffe
    Stoffe können aus einer Sorte Baustein (Reinstoffe) zusammengesetzt sein oder sie können aus verschiedenen Arten von Bausteinen (= Gemische) bestehen. Gemische kann man durch physikalische Trennung in ihre Reinstoffe aufteilen. Reinstoffe sind physikalisch nicht mehr weiter zu trennen, jedoch chemisch. Eine chemische Trennung bedeutet, den Baustein in die einzelnen Atome aufzutrennen, aus denen dieser aufgebaut ist. Nehmen wir z.B. ein Öl-Wasser-Gemisch. Durch eine geeignete Apparatur ...
  3. Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    Dieser Text ist als Beispielinhalt frei zugänglich!
    Chemische Reaktionen > Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    Das chemische Gleichgewicht ist temperaturabhängig. Für jede bestimmte Gleichgewichtskonstante  K wird auch eine dazugehörige Temperatur angegeben. Somit ist der erste Parameter, den wir verändern können, um das Gleichgewicht zu beeinflussen, die Temperatur T. Dabei stehen uns nur zwei Möglichkeiten zu Verfügung: Entweder wir erhöhen die Temperatur des betrachteten Gleichgewichts oder wir erniedrigen sie. Natürlich sollte man sich vorher überlegen, ...
  4. Periodensystem der Elemente (Aufbau)
    Stoffe und Stoffeigenschaften > Periodensystem der Elemente (Aufbau)
    Abbildung 6: Periodensystem der Elemente (PSE)
    Im Periodensystem der Elemente (PSE) sind alle bekannten Elemente systematisch geordnet. Viele Punkte, die wir schon vom Atomaufbau kennen, finden wir hier wieder. Im Periodensystem werden die Elemente in Form eines Elementsymbols abgekürzt. Sauerstoff hat das Symbol „O“, Stickstoff das Symbol „N“ usw. In Abb. 6 ist ein Periodensystem dargestellt. Die einzelnen Spalten des Periodensystems stehen für die Gruppen. Man unterscheidet dabei zwischen Hauptgruppen (blau ...
  5. Haber-Bosch-Verfahren
    Chemische Reaktionen > Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie > Haber-Bosch-Verfahren
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    Ammoniak (NH3) wird heute bei fast 90% aller Düngemittel eingesetzt. Bevor man ein Verfahren zur chemischen Herstellung entdeckt wurde, gewann man es aus Vogelkot. Das Haber-Bosch-Verfahren ist von dem deutschen Chemiker Fritz Haber und dem Ingenieur Carl Bosch Anfang des 19. Jahrhunderts entwickelt worden. Ammoniak wird bei diesem chemischen Verfahren aus Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) hergestellt. Die Reaktion in Abb. 9 dargestellt. Die Hinreaktion, d.h. die Ammoniaksynthese, verläuft ...
  6. Ionenprodukt des Wassers
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Ionenprodukt des Wassers
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    Wie wir aus dem Kapitel „Chemisches Gleichgewicht“ wissen, sagt der Wert der Gleichgewichtskonstanten K etwas über die Gleichgewichtslage einer Reaktion aus. Das Massenwirkungsgesetz (MWG) für die Autoprotolyse von Wasser ist in Abbildung 7 dargestellt. Die eckigen Klammern in der Formel ([…]) stellen Konzentrationsklammern dar, wobei immer die Gleichgewichtskonzentrationen gemeint sind (siehe dazu Thema „Chemisches Gleichgewicht“). Konzentrationen werden ...
  7. Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
    Chemische Reaktionen > Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
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    Die meisten chemischen Reaktionen sind sogenannte reversible Reaktionen. Dies bedeutet, dass jede Reaktion aus einer Hin- und einer Rückreaktion besteht. Dadurch ändert sich der Reaktionspfeil in der Reaktionsgleichung zu einem Gleichgewichtspfeil (Doppelpfeil). Dies ist in Abb. 2 dargestellt. Um das chemische Gleichgewicht zu erklären, verwenden wir die in Abb. 2 aufgeführte allgemeine Reaktion. Die kleinen Buchstaben stellen die stöchiometrischen Koeffizienten dar. Die ...
Anorganische Chemie
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Organische Chemie

  1. Grundlagen der Kohlenstoffchemie
    Grundlagen der Kohlenstoffchemie
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    OCDie Kohlenstoffchemie beschäftigt sich mit dem Aufbau, den Eigenschaften und dem Reaktionsverhalten des Kohlenstoffs und seiner Verbindungen. Ein Synonym für die Kohlenstoffchemie ist auch allgemein die organische Chemie (OC) oder Organik.Die organische Chemie geht auf den Chemiker Friedrich Wöhler zurück, der es als Erster schaffte, aus einer anorganischen Substanz die „belebte“ Substanz Harnstoff herzustellen. Dazu dampfte er eine Lösung des anorganischen ...
  2. Biodiesel
    Naturstoffchemie > Fette > Biodiesel
    Dodecansuremethylester, einer der Bestandteile von Biodiesel
    Chemisch gesehen ist Biodiesel ein Fettsäuremethylester (abgekürzt FAME von englisch fatty acid methyl ester), z.B.:Dodecansäuremethylester, einer der Bestandteile von Biodiesel im Vergleich zu gewöhnlichem Diesel, der aus fossilen Quellen stammt, Cetan, einer der Bestandteile von Diesel aus fossilen Quellenfallen der zusätzliche Einbau von Sauerstoffatomen und die tendenziell etwas geringere Kettenlänge auf. Man zählt ihn zu den regenerativen Brennstoffen, ...
  3. Kohlenhydrate
    Naturstoffchemie > Kohlenhydrate
    Mutetrsubstanzen der Kohlenhydrate
    Kohlenhydrate sind Bestandteile unserer Nahrung und stellen für den Körper den wichtigsten Energielieferanten dar. Die in Kohlenhydraten gebundene chemische Energie wird von uns in den Stoffwechselvorgängen "aufgeschlossen" und genutzt.Chemisch betrachtet sind Kohlenhydrate Verbindungen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, von denen viele reversibel eine Ringform eingehen können. Sie lassen sich entweder als Derivate des Glyzerinaldehyds oder des Dihydroxyacetons auffassen. ...
  4. Ester: Bildung und Spaltung
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Ester: Bildung und Spaltung
    esterbildung.wmf
    Ester bilden in der Gruppe von Verbindungen, die man formal als Reaktionsprodukte einer Säure und eines Alkohols oder Phenols unter Abspaltung von Wasser, also als Produkte einer Kondensationsreaktion dieser beiden, auffassen kann. So wie Säuren und Alkohole jeweils sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen, so fallen die Eigenschaften dieser Produkte beiden extrem unterschiedlich aus. Esterbildung und EsterspaltungDas Wasserstoffatom der Hydroxygruppe eines Alkohols reagiert leicht ...
  5. Naturstoffchemie
    Naturstoffchemie
    fatttttttt.wmf
    Um die Naturstoffe, ihren Aufbau, Funktion und chemischen Reaktionen verstehen zu können, ist die Stereochemie eine wichtige Voraussetzung. Diese wird in diesem Kurs noch einmal besprochen.Des Weiteren sollten die IUPAC - Nomenklatur, sowie die Grundreaktionen der Organik in Erinnerung gerufen werden.Naturstoffe sind chemisch-organische Verbindungen, die von Organismen gebildet werden, um biologische Funktionen zu erfüllen, sie werden auch Biomoleküle genannt.Sie werden in zwei wesentlichen ...
  6. Polyethylen
    Makromoleküle > Kunststoffe > Einige wichtige Kunststoffe > Polyethylen
    PE-HD Recyling-Code
                        Polyethylen (PE) wurde bereits 1893 von Hans von Pechmann entdeckt, es ist einer der gebräuchlichsten thermoplastischen Kunststoffe überhaupt, jährlich werden etwa 80.000.000t davon produziert – mehr als von jedem anderen. Es wird hauptsächlich für Verpackungen genutzt, als Plastiktüte, Folie, für Flaschen (nicht mit dem Polyester PET verwechseln!) ...
  7. Stereochemie
    Isomerie > Stereochemie
    isomerenazahl alkane.emf
    Die Stereochemie ist ein Teilgebiet der Chemie, das im Wesentlichen zwei Aspekte behandelt:Stereochemische Isomerie: die Lehre vom dreidimensionalen Aufbau der Moleküle, die die gleiche chemische Verknüpfung bei gleicher Atomkombination, aber eine unterschiedliche Anordnung der Atome aufweisenStereochemische Dynamik: die Lehre vom Ablauf chemischer Reaktionen in der räumlichen Betrachtung bei stereoisomeren MolekülenMögliche Anzahl der Konstitutionsisomere von AlkanenMan ...
Organische Chemie
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Stoffwechsel

  1. Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
    Prozesse zur ATP-Gewinnung > Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
    Grundstruktur der Aminosure - alpha Kohlenstoffatom in der Mitte, umgeben von Aminogruppe, Suregruppe, Wasserstoffatom und Rest R
    Die Enzymatik umfasst alle Informationen rund um die Biokatalysatoren Enzyme, darunter Aktivierungsenergie und Ablauf der enzymatischen Reaktion. Ohne Enzyme kein Leben, ohne Enzyme keine chemische Reaktion im Körper.Um die Enzymatik begreifen zu können, ist es wichtig, zum Einstieg Proteine noch einmal ganz generell zu betrachten!Proteine – Funktionsträger in der ZelleProteine sind in der Regel diejenigen Biomoleküle, die Funktionen in der Zelle erfüllen. Beispiele ...
  2. Energieumwandlung
    Grundlagen des Stoffwechsels > Energieumwandlung
    Leben findet vorwiegend bei Temperaturen von 20–40 °C statt. Trotz dieser gemäßigten Bedingungen (25 °C, 1013 mbar, pH-Wert 7) können organische Verbindungen in biologischen Systemen in Gegenwart von Sauerstoff zu CO2 und H2O umgesetzt, d.h. oxidiert werden. Ohne die Hilfe von Enzymen und der geschützten Umgebung innerhalb der Zelle ist die Umsetzung von chemischen Komponenten unendlich langsam, d.h., die Reaktionsgeschwindigkeit ist sehr ...
  3. Schlüssel-Schloss-Prinzip
    Prozesse zur ATP-Gewinnung > Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell > Eigenschaften der Enzyme > Schlüssel-Schloss-Prinzip
    Jede chemische Reaktion hat einen fr sich spezifischen Gleichgewichtszustand. Nach einer Einstellungsphase am Anfang (es ist nur das Edukt/Substrat A oder nur das Produkt B vorhanden) pendelt sich die Reaktion ein. Von auen ist kein Substratumsatz mehr messbar.
    Enzyme sind reaktions- und substratspezifisch.Enzyme sind in der Regel spezifisch für ein Substrat und eine Reaktion. Das heißt, ein Enzym katalysiert die Umsetzung eines Edukts (= Substrats) in ein Produkt nach immer dem gleichen Reaktionsmechanismus.Reaktionsspezifität (Schlüssel-Schloss-Prinzip; induced fit)Um die Vorgänge im aktiven Zentrum besser zu verstehen, kann zunächst das Bild eines Schlüssels im Schloss herangezogen werden. Der Schlüssel passt ...
  4. Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    Grundlagen des Stoffwechsels > Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    Fliegleichgewicht.
    ... sofort aus dem Gleichgewicht (siehe Kapitel TD/Chemisches Gleichgewicht) entzogen wird.Die Flüssigkeit in den Glasbehältern fließt der letzten Reaktion „entgegen“. Überträgt man das Fließgleichgewicht auf die Stoffwechselvorgänge in der Zelle, so werden Stoffwechselreaktionen dadurch aktiv gehalten, dass das entstehende Produkt sofort aus dem Gleichgewicht (siehe Kapitel Thermodynamik/Chemisches Gleichgewicht) entzogen wirdAndererseits können ...
  5. ATP-Synthase
    Fotosynthese > Primärreaktion der Fotosynthese > ATP-Synthase
    ATP-Synthase: Das Enzyme ATP-Synthase ist eine effiziente molekulare Maschine, die aus ADP und anorganischem Phosphat die universelle Energiewhrung ATP erzeugt. Der Katalyseprozess wird durch den Rckfluss der Protonen in das Stroma mglich gemacht.
    Die ATP-Synthase übernimmt die chemische Kopplung von ADP und Pi. Dabei macht sich dieses membranständige Enzym die Energie aus dem Protonengradienten nutzbar.Sowohl in der Lichtreaktion der Fotosynthese als auch in der Atmungskette findet sich die ATP-Synthase als Produktionsstätte der universellen Energiewährung ATP.Lokalisation ATP-Synthase:(1) Fotosynthese: Thylakoidmembran der Chloroplasten(2) Atmung: innere mitochondriale MembranBau und Funktion der ATP-Synthase:Die ATP-Synthase ...
  6. Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
    Grundlagen des Stoffwechsels > Energieumwandlung > Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
    Stoffwechsel ist Biochemie. Das Hauptwort ist dabei Chemie! Die Chemie hinter den abiturrelevanten Stoffwechselvorgängen zu verstehen, erleichtert das Verständnis des Stoffwechsels insgesamt.Wenn diese Informationen auch nicht direkt in Ihrer Abiturprüfung abgefragt werden, bilden sie doch eine wichtige Grundlage!Biologie braucht Chemie!Ich gebe zu, ich mache mich sicherlich gerade nicht sehr beliebt mit dieser Aussage. Aber ohne Chemie, Physik und Mathematik funktioniert keine Biologie! ...
Stoffwechsel
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Neurobiologie

  1. Synapsenvorgänge
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Synapsenvorgänge
    chemische Vorgnge an der Synapse - fr Details siehe bitte Text
    Synapse:sorgt für die Reizweiterleitung von einem Neuron zum nächsten, wobei eine Umwandlung von elektrische in chemische Information erfolgt.Eine Synapse bildet das Verbindungsstück, über das eine Nervenzelle mit anderen Zellen (weitere Nervenzellen, aber auch Sinneszellen, Drüsenzellen, Muskelzellen) in Kontakt steht. Die neuromuskuläre Synapse an der motorischen Endplatte des Axons ist ein typisches Beispiel. Sie verbindet das Axon eines Muskelneurons mit einer Muskelfaser. ...
  2. Sinnesphysiologie
    Sinnesphysiologie
    Der Reiz, auch als Stimulus bezeichnet, ist eine Größe physikalischer oder chemischer Natur der Umwelt oder des Körperinneren, die auf lebende Systeme einwirkt. In der Regel werden Reize dort durch Sinneszellen integriert und wahrgenommen. Eine Sinneszelle nimmt als Rezeptor den Stimulus auf, setzt diesen in ein chemisches oder direkt in elektrisches Signal um, welches dann als Aktionspotential im Nervensystem weiterverarbeitet wird.Man unterscheidet zwischen folgenden Reiztypen:unterschwellige ...
  3. Hormone
    Hormone
    Bei lebenden Organismen ist neben dem Nervensystem das Hormonsystem ein äußerst wichtiger Kommunikator. Im menschlichen Körper kennen wir viele bedeutsame Hormone wie z.B. Insulin, Adrenalin oder auch Sexualhormone. Die folgenden Kapitel beleuchten den Bau und die Wirkungsweise von Hormonen.Der Begriff „Hormon“ leitet sich aus dem Griechischen ab und bedeutet „antreiben“ bzw. „erregen“. Somit sind sie eine Art Nachrichtenüberbringer für ...
  4. Bau und Funktion der Netzhaut
    Sinnesphysiologie > System Auge - Sehsinn > Aufbau des Auges > Bau und Funktion der Netzhaut
    Die menschliche Retina besteht aus 4 Zellschichten und 5 verschiedenen Neuronentypen, die die visuelle Informationen empfangen und verarbeiten, bevor die Informationen an das Gehirn weitergeleitet werden kann
    Die Netzhaut liegt im hinteren Teil des Auges und dient als fotosensible Struktur der eigentlichen Fototransduktion. Die Netzhaut besteht aus mehreren hintereinander angeordneten Zellreihen sowie zur Zwischenverschaltung schichtenübergreifende Zelltypen. Das Licht fällt über die Pupille durch die Linse, den Glaskörper und alle anderen Zellschichten der Retina hindurch; erst ganz am Ende trifft es die auf der Rückseite liegenden Fotorezeptoren, wo die Verarbeitung startet. ...
Neurobiologie
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Zytologie

  1. Zellkommunikation über Plasmodesmen
    Die Pflanzliche Zelle > Zellkommunikation über Plasmodesmen
    Plasmodesmen sind mit den Gap Junctions zu vergleichen. Es handelt sich hierbei um Verbindungen, die sich zwischen Pflanzenzellen durch die dicken Zellulose-Zellwände hindurch erstrecken. Ein wesentlicher Unterschied zu den Gap Junctions besteht darin, dass sie durch eine fusionierte Plasmamembran ausgekleidet sind. Auf diese Weise können verschiedene Protoplasten über diesen Raum miteinander verbunden sein, was auch als Symplast bezeichnet wird. Ein kompakter Zylinder, der sich vom ...
  2. Die Zelle als offenes System
    Organisationsebenen des Lebens > Die Zelle als offenes System
    Adenosintrophsophat
    ... Molekülen und damit Energie kann sich kein chemisches Gleichgewicht einstellen. Erst mit dem Tode kommt dieser Prozess zum Stillstand.Zelle: offen für Energie- und StoffaustauschATP = Adenosintriphosphat – Das energetische KleingeldATP spielt dabei eine wesentliche Rolle als energetisches Kleingeld und Verknüpfer zwischen energieliefernden und energieverbrauchenden Reaktionen. Die enzymatische Hydrolyse von ATP zu ADP (Adenosindiphosphat) bringt der Zelle Energie - um genau ...
  3. Chloroplasten und Mitochondrien im Fokus
    Die Zelle: Baustein des Lebens > Aufbau und Funktion der Zelle > Organisationsmuster der Zelle > Eukaryontenzelle > Organellen eukaryotischer Zellen > Chloroplasten und Mitochondrien im Fokus
    Mitochondrium: Ort der Atmungskette. Oberflchenvergrerung ist hier und bei den Chloroplasten sichtbar.
    Beide Zellorganellen, Mitochondrien wie auch Chloroplasten , sind Energieumformer. Sie treiben die Zelle  an und finden ihren Ursprung nach der Endosymbiontentheorie als eigenständiger Prokaryot.Mitochondrien und Chloroplasten sind Organellen des ZellstoffwechselsDie Zelle benötigt für alle Prozesse (Wachstum, Teilung etc.) Energie. Diese Energie wird aus chemischen Bindungen im Rahmen der Verstoffwechselung von aufgenommenen Makromolekülen (vor allem Kohlenhydrate) gewonnen, ...
  4. Aufbau und Funktion der Zelle
    Die Zelle: Baustein des Lebens > Aufbau und Funktion der Zelle
    Die Zelle ist die kleinste funktionelle Einheit allen Lebens und ist gekennzeichnet durch wesentliche Eigenschaften:1)    Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens.2)    Alle Organismen sind aus Zellen aufgebaut.3)    Jede Zelle geht aus einer bereits existierenden Zelle hervor.Durch Zellteilung entstehen aus einer Mutterzelle zwei identische Tochterzellen (Zweiteilung, Mitose) oder vier Keimzellen (Meiose).4)    Die Zellgröße ...
Zytologie
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Atomphysik und Kernphysik

  1. Atomspektren
    Atomspektren
    Fe-Emissionsspektrum
    Lichtspektren- Einführende BeispieleIm folgenden Kapitel soll eine Methode vorgestellt werden, mit der man die physikalische Struktur von Atomen erschliessen kann. Es handelt sich dabei um die sogenannte Spektralanalyse. Sie soll der Ausgangspunkt unserer Modellbildung in der Atomphysik sein.LinienspektrumBereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts hatten Kirchhoff und Bunsen entsprechende Experimente durchgeführt. Sie erkannten, dass chemische Elemente beim Einbringen in eine Flamme Licht ...
  2. Absorptionsspektren
    Atomspektren > Absorptionsspektren
    Frauenhoferlinien des Sonnenspektrums
    Ausgehend von der Beobachtung des diskreten Wasserstoff-Emissionsspektrums stellt sich die Frage, ob auch eine diskrete Absorption von elektromagnetischer Strahlung durch Atome stattfindet. Ist also ein umgekehrter Prozess (diskrete Absorption) für Atome beobachtbar?AbsorptionFür den folgenden Versuch verwenden wir das chemische Element Natrium bzw. genauer gesagt Natriumdampf (Natriumdampflampe).Zunächst müssen wir natürlich das Emissionsspektrum des Natriums kennen, was ...
  3. Kernphysikalische Grundlagen und Begriffe
    Kernphysik 1 > Kernphysikalische Grundlagen und Begriffe
    Weiterführende genauere Analysen zeigen ganz genau, dass der Kern selber aus Bestandteilen (Nukleonen) aufgebaut ist. Es handelt sich dabei um Protonen und Neutronen.Ladung und Masse der NukleonenDas Proton ist positiv geladen; es trägt die Elementarladung $+e$. Hingegen ist das Neutron ein elektrisch neutrales Teilchen. Die Einführung folgender Bezeichnungen ist sinnvoll:SymbolBeschreibungÄquivalente BedeutungZZahl der ProtonenKernladungszahl/chem.: OrdnungszahlNZahl der NeutronenNeutronenzahlANukleonenzahl ...
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Molekularbiologie / Genetik

  1. Experiment von Griffith (1928)
    DNA als Erbsubstanz > Experiment von Griffith (1928)
    Grundlegend fr das Verstndnis der spteren Molekularbiologie sind die Experimente von Griffith und Avery. Hier erforschen die Forscher erstmalig den Zusammenhang zwischen DNA und Vererbung. Experiment von Griffith (1928) ? Versuchsobjekt: Streptococcus pneumoniae Die von Frederick Griffith ausgewhlten Streptokokken kommen natrlicherweise in zwei Formen vor. Smooth (S) ? lst Krankheit aus ? Bakterien sind durch spezielle Schleimkapsel geschtzt und daher fr das Immunsystem nicht erkennbar Rough (R) ? nicht krankheitserregend Griffith behandelte Muse mit beiden Streptokokken-Stmmen. Dabei fhrte er vor dem eigentlichen Experiment folgende Kontrollen durch: Die Versuchstiere werden injiziert mit: ? S-Stamm => Maus stirbt ? R-Stamm => Maus berlebt ? hitzebehandelter (abgetteter) S-Stamm => Maus berlebt. Im Experiment mischte Griffith den hitzebehandelten und damit abgetteten S-Stamm mit den unbehandelten (lebenden) R-Bakterien. Ergebnis: Maus stirbt!
    Grundlegend für das Verständnis der späteren Molekularbiologie sind die Experimente von Griffith und Avery. Hier erforschen die Forscher erstmalig den Zusammenhang zwischen DNA und Vererbung.Versuchsobjekt: Streptococcus pneumoniaeDie von Frederick Griffith ausgewählten Streptokokken kommen natürlicherweise in zwei Formen vor.Smooth (S)löst Krankheit ausBakterien sind durch spezielle Schleimkapsel geschützt und daher für das Immunsystem des infizierten Tiers ...
  2. Mutationen
    DNA als Erbsubstanz > Mutationen
    Der Begriff Mutation leitet sich von dem lateinischen Verb „mutare“ (= verändern) ab. Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung des Erbguts. Das heißt, es kommt auf Ebene der DNA zur Veränderung, Umlagerung oder zum Verlust von Nukleotiden. Dies wirkt sich auf die jeweiligen Genprodukte aus.MutagenMutagene sind Substanzen, die Mutationen in Lebewesen auslösen. Mutagene werden in chemische und physikalische Mutagene unterteilt.Alles, was schädlich ...
  3. Einzelstränge der DNA
    DNA als Erbsubstanz > Aufbau der DNA > Einzelstränge der DNA
    Orientierung der DNA-Strnge
    Das Erbmaterial besteht aus zwei langen, fadenförmigen Molekülen, die umeinander verdrillt sind. Bildlich kommt diese Form einer Strickleiter nahe, die aus zwei Holmen und den verbindenden Sprossen besteht und zu einer Helix gedreht ist. Beide Stränge weisen Querverbindungen über die organischen Basen auf.Diese auf Wasserstoffbrücken beruhende Interaktion wird als Basenpaarung bezeichnet. Die Holme (oder das Rückgrat) bestehen aus sich miteinander abwechselnden Zucker- ...
Molekularbiologie / Genetik
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Ökologie

  1. Zusammenfassung: Nachhaltige Entwicklung
    Nachhaltige Entwicklung > Zusammenfassung: Nachhaltige Entwicklung
    Nachhaltige Entwicklung bedeutet der Umwelt nur das zu entnehmen, was tatsächlich zum Leben benötigt wird und Eingriffe in Ökosysteme möglichst gering zu halten. Zu starke Eingriffe des Menschen können unvorhersehbare Kettenreaktionen auslösen. Indem ganze Landstriche zu brachen Landflächen zur Agrarnutzung umgewandelt wurden, fielen für viele Vögel Nistplätze weg wodruch sich ihre Population verringerte (dichteunabhängiges Populationswachstum). ...
  2. Fallbeispiel: Naturfreibad Grone
    Nachhaltige Entwicklung > Fallbeispiel: Naturfreibad Grone
    Hinweis: Bitte arbeiten Sie die Kapitel zu den aquatischen Ökosystemen nochmals durch!Ein Beispiel für nachhaltiges Handeln ist das Naturfreibad Grone (Göttingen, Niedersachsen). Ein ausgefeiltes System nutzt die Sonnenenergie zur Erwärmung des Badewassers ebenso wie eine Pflanzenkläranlage, um das Wasser zu reinigen und erneut im Badebetrieb einzusetzen.Nahezu stromfrei wird das Freibad betrieben, denn das Wasser wird durch die Sonnenenergie erhitzt (besser erwärmt, ...
kologie
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Evolution

  1. chemische Evolution
    Belege der Evolution > Homologie im Bau von Lebewesen > chemische Evolution
    Die Erde ist ca. 4,5 Milliarden Jahre alt. In diesem langen Zeitraum kann sich das Leben aus einer Uratmosphäre heraus entwickelt haben. Die Uratmosphäre war wahrscheinlich aus Stickstoff, Kohlenstoffdioxid, Methan und Schwefelwasserstoff zusammengesetzt. Sauerstoff gab es auf dem jungen Planeten noch nicht.Erste Lebewesen entstanden vor ca. 3,5 Milliarden Jahren. Hier kann auch schon Fotosynthese als Biomasse-erzeugender Prozess gewirkt haben. Fossilien deuten darauf hin! Die Atmosphäre ...
Evolution
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