Anorganische Chemie

  1. Ionenprodukt des Wassers
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    ... Wassers ist die Grundlage zur Herleitung des pH-Wertes. Aus dem Wert in Abbildung 8 ergeben sich für die Konzentrationen der Oxoniumionen ([H3O+]) bzw. der Hydroxidionen ([OH-]) folgende Werte:Abbildung 9: Hydroxidionenkonzentration und Oxoniumionenkonzentrationen hergeleitet aus dem Ionenprodukt des Wassers KW
  2. pH-Wert
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > pH-Wert
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    Der pH-Wert (Potentia hydrogenii) ist eine wichtige Größe in der Säure-Base-Chemie. Durch diesen Wert erfahren wir etwas über den Säuregrad einer Lösung. Zur Messung des pH-Wertes verwendet man entweder ein pH-Meter, Indikator-Lösungen oder pH-Papier. Bevor wir darauf eingehen, sollten wir uns erst einmal anschauen, wie wir den pH-Wert mathematisch ausdrücken können. Wie schon erwähnt, bildet die Grundlage des pH-Werts das Ionenprodukt von Wasser ...
  3. Neutralisation
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Neutralisation
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    ... ausgedrückt, das Überführen des pH-Wertes einer Lösung in den neutralen Bereich (pH = 7). Nehmen wir mal an, wir haben eine wässrige Lösung mit dem pH-Wert von 2. Über diesen pH-Wert wissen wir, dass wir uns im sauren Bereich befinden und somit die Oxoniumionenkonzentration ([H3O+]) höher ist als die Hydroxidionenkonzentration ([OH-]). Um diese beiden Konzentrationen auszugleichen, müssen wir in diesem Fall eine Base zu der sauren Lösung ...
  4. Säure- & Basenstärke
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Säure- & Basenstärke
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    ... erkennt man, dass sie unterschiedliche pH-Werte haben. Der Grund dafür ist, dass sie unterschiedliche Konzentrationen an Oxoniumionen liefern. Auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht, dass man den pH-Wert dazu verwenden kann, um etwas über die Säure- bzw. Basenstärke von Säuren und Basen auszusagen, wird dies nicht gemacht. Der Grund ist, dass man dann immer die Säuren gleicher Konzentration vergleichen müsste und keine allgemeine Aussage treffen ...
  5. Puffer
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Puffer
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    ... starken Lauge oder starken Säure ihren pH-Wert nur ganz geringfügig ändern. Diese Lösungen können die zugegebenen Hydroxidionen bzw. Oxoniumionen abpuffern. Genauer bezeichnet man diese Lösungen als Säure-Base-Puffer oder Puffersysteme. Ein Beispiel ist der Phosphatpuffer. Dieser puffert im neutralen Bereich und enthält das konjugierte Säure-Base-Paar Dihydrogenphosphation/Hydrogenphosphation: H2PO4-/HPO42-. Folgende Gleichgewichte überlagern ...
  6. Indikatoren
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Indikatoren
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    ... sind Verbindungen, die abhängig vom pH-Wert eine unterschiedliche Farbe annehmen können. Allgemein besteht ein Säure-Base-Indikator aus einem konjugierten Säure-Base-Paar abgekürzt: HInd/Ind-.Abbildung 24: Gleichgewicht eines allgemeinen IndikatorsDie Farbveränderungen der Indikatoren beruhen in der Regel auf Strukturveränderungen in ihren Molekülen, die durch Protonenübergänge bewirkt werden. Die Strukturänderung hat zur Folge, dass ...
  7. Säure-Base-Titration
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Säure-Base-Titration
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    ... Während der Titration wird der pH-Wert der Lösung in dem Erlenmeyerkolben gegen die zugegebene Menge der Lösung mit bekannter Konzentration dokumentiert. Diese Dokumentation wird als Titrationskurve bezeichnet. Der pH-Wert der Lösung kann mit einem pH-Messgerät gemessen werden.Abbildung 26: Vereinfachter Aufbau einer Säure-Base-TitrationWir betrachten die Titration einer Salzsäurelösung (HCl) unbekannter Konzentration mit einer Natriumhydroxid-Lösung ...
  8. Aufstellen von Redoxgleichungen
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Redox-Chemie > Aufstellen von Redoxgleichungen
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    ... Ladung. Bei Redoxvorgängen ist auch der pH-Wert entscheidend. Einige Redoxprozesse können nur im sauren, andere nur im basischen Milieu stattfinden.Merke: Redoxgleichungen sind Reaktionsgleichungen, die Redoxprozesse abbilden. Um den Prozess zu üben, fangen wir mit einer Beispielaufgabe an.Beispielaufgabe: Angesäuerte Kaliumiodid-Lösung wird mit Wasserstoffperoxid-Lösung versetzt. Es bildet sich Iod, das mit einer Stärke-Lösung nachgewiesen werden kann. ...
  9. pH-Konzept
    Donator-Akzeptor > Säure-Base-Konzept > pH-Konzept
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    Der pH-Wert (Potentia hydrogenii) ist ein Maß für die Protonenkonzentration einer Lösung. Der Bezugspunkt für diesen Wert bildet das Wasser. Wasser betreibt in einem geringen Maße eine sogenannte Autoprotolyse.Wasser ist ein Ampholyt, ein Stoff, der sowohl als Base als auch als Säure reagieren kann. Somit kann es mit sich selbst in geringen Maßen in Form einer Protolyse reagieren.H2O + H2O  H3O+ + OH-Das Video wird geladen...AutoprotolyseH2O   H+ + ...
  10. Puffersysteme
    Donator-Akzeptor > Säure-Base-Konzept > Puffersysteme
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    ... um in einem begrenzten Maß den pH-Wert konstant zu halten.Bedeutung und Vorkommen von Pufferlösungen:Pufferlösungen werden im Labor eingesetzt, um z.B. die chemischen Bedingungen, die in einer Zelle herrschen, für ein im Reagenzglas eingesetztes Enzym zu simulieren. Wie bereits oben erwähnt, ist der pH-Wert entscheidend für alle biochemischen Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert werden. Jedes Enzym weißt ein pH-Optimum auf und muss entsprechend ...
  11. Titrationsverfahren
    Donator-Akzeptor > Säure-Base-Konzept > Titrationsverfahren
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    ... der S/B mit der B/S verändert sich der pH-Wert ersichtlich und durch den Indikator kann auf die Konzentration rückgeschlossen werden.Bestimmung der Konzentration einer Säure mit einer Base: AlkalimetrieBestimmung einer Base mit einer Säure: AcidimetrieBei dem Umschlagspunkt eines Indikators, der im neutralen Bereich (Phenolphthalein) umschlägt, gilt, Säure und Base haben reagiert, und nun liegt eine komplette Neutralisation vor, der Äquivalenzpunkt:n(H+/Säure) ...
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Ökologie

  1. Physiologische und ökologische Potenz
    Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur > Physiologische und ökologische Potenz
    Abbildung 2. Reaktion der Lebewesen auf einen Umweltfaktor entspricht der Glockenkurve oder der Gau-Normalverteilung. Dargestellt sind Toleranzbereich, Pessimum (rot) und Prferendum (grn). Problem in der Natur: Oft sind die Umweltfaktoren in ihrer Wirkungsweise miteinander gekoppelt; hier wird immer nur die Toleranz gegenber einem einzelnen Umweltfaktor betrachtet!
    ... den abiotischen Faktoren Feuchtigkeit und pH-Wert des Bodens: dunkelgrau entspricht dem Optimum; hellgrau dem Toleranzbereich. Die rechte Seite skizziert die ökologische Potenz. Die Schwarzerle (hellbraun) kann in einem von Buchen (grün) dominierten Wald nur in einer bestimmten Nische bestehen.Ökogramm der SchwarzerleDas Video wird geladen...
  2. Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
    Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur > Einfluss abiotischer Faktoren > Einfluss von Wasser- und Ionenverfügbarkeit auf Pflanzen > Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
    Der Weg des Wassers bzw. der Mineralstoffe durch das Wurzelgewebe
    ... Ionen. Je nach Bodenbeschaffenheit variiert der pH-Wert, der Salzgehalt und auch der Stickstoffgehalt.Betrachtet man einen Querschnitt einer Pflanze, so zeigen sich von Außen nach Innen folgenden Zellen:Wurzelepidermis (mit Wurzelhaaren)WurzelrindeEndodermis mit Caspary-StreifenLeitgefäßeDiese Strukturen sorgen für die Aufnahme und Weiterleitung von Wasser und Ionen.  Durch aktiven Transport z.B. von Kaliumionen werden diese stark angereichert.Der Transport von Wasser ...
  3. Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
    Ökosysteme > Stoffkreisläufe > Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
    ... des Bodens in Abhängigkeit des pH-Wertes aus? Betrachten Sie dabei die Zeichnung rechts im Video!Wie ist die Aufnahme von Mineral- und Nährstoffen im Boden bei unterschiedlichen pH-Werten?Begeben wir uns auf einen Ausflug in die Chemie. Was sagt der pH-Wert aus? Der pH-Wert beschreibt den sauren oder basisischen Zustand einer wässrigen Lösung und ist definiert als negativ dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionen-Konzentration (bzw. Aktivität). pH-Wert ...
  4. Selbstreinigung
    aquatische Ökosysteme > Fließgewässer > Selbstreinigung
    ... Faktoren wieTemperaturSauerstoffgehaltpH-WertSalzgehaltAmmonium-, Nitrit-, NitratgehaltPhosphatgehaltzu verfolgen.Messparameter: T, O2-Gehalt, pH, Salzgehalt von Phosphat, Nitrat, Nitrit, AmmoniumSelbstreinigungskraft des FlussesErfolgt an einer Stelle des Fließgewässers die Einleitung organischen Materials, so verändert sich hier die Güteklasse des Wassers dramatisch. Dem Fluss wird Sauerstoff entzogen, da Mikroorganismen (deren Vermehrung nun stark gefördert ...
  5. Gewässergüte
    aquatische Ökosysteme > Fließgewässer > Selbstreinigung > Gewässergüte
    ... zu beurteilen, werden Parameter wie z.B. pH-Wert und Sauerstoffgehalt herangezogen. Zunächst aber einige wesentliche Begrifflichkeiten und die Einteilungen nach unterschiedlichen Nährstoffmengen im aquatischen Ökosystem:oligotroph - mesotroph - eutroph - polytrophNährstoffmengen im SeeEin sehr nährstoffarmer See (z.B. Gebirgssee) wird als oligotroph (oligo = wenig) bezeichnet. Diese Seen sind in der Regel sehr tief. Es gibt aufgrund der geringen Nährstoffmenge ...
  6. Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
    aquatische Ökosysteme > Fließgewässer > Selbstreinigung > Gewässergüte > Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
    Der pH-Wert (also die Angabe, wie sauer oder alkalisch das Gewsser ist) kann ebenfalls mit speziellen Elektroden oder mit pH-Papier ermittelt werden. Die handelsblichen pH-Papiere (am gnstigsten ist Lackmus) zeigen den pH-Wert relativ genau an, sodass ohne teure Elektrode eine Bestimmung durchfhrbar ist.
    ... das „Wie?“ notieren. Haben Sie den pH-Wert durch Nutzung von pH-Papier oder durch Einsatz einer Elektrode ermittelt?SauerstoffgehaltMit einer Messelektrode oder speziellem Messpapier kann der Gehalt an im See gelöstem Sauerstoff bestimmt werden. In den unterschiedlichen Schichten kommt es dabei zu unterschiedlichen Messergebnissen. Auch schwankt der Sauerstoffgehalt im Laufe der Jahreszeiten (eine Ursache ist die unterschiedliche Primärproduktion).Sauerstoffliefernde und ...
  7. Vegetationsaufnahmen
    terrestrisches Ökosystem > Vegetationsaufnahmen
    kogramm einer Birke: Die Birke kann in sehr feuchten, aber auch in trockenen Regionen des Waldes wachsen. Auch breite pH-Bereiche scheinen dem Wachstum der Birke nicht im Wege zu stehen. Optimalerweise wchst die Birke aber in sauren bis alkalischen Bden bei durchschnittlich feuchten Bden (oranger Bereich). Die kologische Potenz ist nicht so breit, wie die physiologischen Mglichkeiten es vorgeben. In den untersuchten Waldgebieten wurde die Birke nur an ihren fr Sie optimalen Standorten gefunden (gner Bereich)!
    ... betrachtet. Auf der x-Achse der pH-Wert des Bodens (sehr sauer - mäßig sauer - basisch).Links ist die physiologische Potenz unter diesen abiotischen Umweltfaktoren gezeigt. Was ist der maximale/minimale Wert der "Bodenfeuchtigkeit" bzw. des pH-Werts an dem diese Baumart gedeihen kann. Wo kann dieser Baum nicht wachsen?Rechts ist die Konkurrenz anderer Baumarten miteinbezogen. Kann die Buche noch an einem bestimmten Standort wachsen, wenn eine Eiche oder Erle dort ebenso ...
  8. Standortbeurteilungen (Zeigerwerte)
    terrestrisches Ökosystem > Vegetationsaufnahmen > Standortbeurteilungen (Zeigerwerte)
    ... Messungen ergänzt werden. Dies umfasst die pH-Wert und Mineralsalzbestimmung, sowie die Messung der Temperatur und Beurteilung der Bodenfeuchtigkeit.ZeigerpflanzenPflanzenarten, die ganz bestimmte Bodeneigenschaften anzeigen sind etwas Besonderes. Die meisten Pflanzen wachsen auf verschiedensten Böden und so können Sie aus dem Auffinden dieser "Nicht-Zeiger" keine Rückschlüsse auf die Bodenbeschaffenheit ziehen. Mit den Zeigerpflanzen und deren Erkennen funktioniert dies ...
  9. Zusammenfassung: Ökosysteme
    Zusammenfassung: Ökosysteme
    ... ergibt sich aus chemischen (pH-Wert, Nährstoffgehalt) und biologischen (Saprobienindex) Untersuchungen. Diese lassen sich anschließend in einer Güteklasse zusammenfassen.Terreristrische Ökosysteme werden nach den einzelnen Klimazonen auf der Erde eingeteilt. Im Abitur beschäftigt man sich exemplarisch mit dem Ökosystem Wald, das von oben nach unten in Schichten eingeteil werden kann. Die Güte terrestrischer Systeme basiert auf einer Standortbeurteilung, ...
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Stoffwechsel

  1. Energieumwandlung
    Grundlagen des Stoffwechsels > Energieumwandlung
    ... 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 gering.Erst die Enzyme ermöglichen Leben, wie wir es kennen.Stoffwechsel = Organisationswege für ...
  2. Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    Prozesse zur ATP-Gewinnung > Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell > Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung > Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    Temperaturoptimum Fotosynthese
    ... im Darm sind an den alkalischen pH-Wert des Darms angepasst, Pepsin hingegen zeigt ein pH-Optimum von ca. 2!Beispiel: Experiment: Die Temperaturabhängigkeit der AmylaseAmylase ist ein Enzym in unserem Speichel. Amylase spaltet Stärke.Aufgabe: Im Experiment soll das Temperaturoptimum der Amylase ermittelt werden. Dazu werden Stärke, Iodkaliumlösung und Speichel einer Versuchsperson eingesetzt. Außerdem werden Reagenzgläser, Räume verschiedener ...
  3. Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
    Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her? > Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
    ... und Sterilisator“ der Nahrung. Bei einem pH-Wert von ca. 1,5 werden über die Nahrung aufgenommene Keime abgetötet und das Enzym Pepsin (an den sauren pH im Magen angepasst) verdaut Proteine. Es spaltet diese in Peptide.Die Mageninnenwand wird durch eine Schleimschicht von Eigenverdau geschützt.12-Finger-DarmNach dem sauren Milieu im Magen schließt sich nun ein neutraler Verdauungsabschnitt an. Der 12-Finger-Darm! In diesen münden die Zugänge von Galle und Bauchspeicheldrüse.Hier ...
  4. Blut das flüssige Organ
    Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her? > Blut- und Kreislauf > Blut das flüssige Organ
    ... notwendig. Alle wichtigen Parameter wie pH-Wert, Körpertemperatur, Wasserhaushalt mithilfe der Organe Niere und Lunge ... müssen reguliert werden. Auch dies funktioniert über das Blut.Blutgerinnung (= Schutz des Körpers gegen Blutverlust oder Blutgerinnsel) und Immunabwehr sind weitere wichtige Funktionen des Blutes.Blut ist weit mehr als Sauerstofftransportmittel.
  5. Sauerstofftransport - Hämoglobin
    Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her? > Blut- und Kreislauf > Erythrozyten > Sauerstofftransport - Hämoglobin
    Sauerstoff ist schlecht wasserlslich und kann deshalb nur mithilfe des Transporters Hmoglobin durch den Organismus ?geschleift? werden. Nur ca. 3 ml Sauerstoff sind pro Liter Blutplasma lslich, transportiert werden aber ca. 200 ml O2/l Blutplasma.  Die Sauerstoffaufnahme hngt vom Partialdruck ab. Ist dieser wie in den Lungen hoch, wird O2 aufgenommen. Ist der Sauerstoffpartialdruck niedrig, so wird O2 ins Gewebe abgegeben.
    ... zum Sauerstoffaustausch und zur Erhaltung des pH-WertesAufbau und Struktur des Hb-Moleküls:großes, kugelförmiges Molekül4 Untereinheiten (UE) (= 4 Polypeptidketten) mit jeweils einem Porphyrin-Teil (Häm) und einem Proteinteil (Globin)immer zwei UE sind identisch, z.B. a2b2 bei Hämoglobin AEisenmolekül in Porphyrinstruktur eingespannt (nicht kovalent, aber 6 koordinative Bindungen)viele Doppelbindungen, sorgen für rote Farbe des BlutesSauerstoffbindungpro ...
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Organische Chemie

  1. Monoalkansäuren
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Carbonsäuren > Monoalkansäuren
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    ... als unchlorierte Essigsäure. Geringer pH-Wert eines Apfels aufgrund von Fruchtsäuren Salzbildung: Mit der Deprotonierung geht die Bildung von Anionen einher (negativ geladene Ionen), die mit Kationen organische Salze bilden, z.B. die Acetate der Essigsäure. Reaktionen der CarbonsäurenDie wichtigste Reaktion der Carbonsäuren ist die säurekatalysierte Esterbildung bzw. ihre Umkehrung, die saure Esterspaltung, sowie die alkalische Esterspaltung (Verseifung). ...
  2. Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    Naturstoffchemie > Kohlenhydrate > Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    glucose-fructose keto enol.png
    ... etwas Glucose, besonders, wenn sie einen hohen pH-Wert besitzt (Hydroxid-Ionen verstärken den Effekt), was der Lösung zu reduzierenden Eigenschaften verhilft. 3.)  Sind zwei Aldosen miteinander zu einem Disaccharid verknüpft, so können diese immer noch reduzierend wirken, solange es sich NICHT um eine 1,1-glycosidische Bindung handelt, denn dann kann das Monomer, dessen $C_1$-Atom nicht an der Verknüpfung teilnimmt, über Mutarotation in die offene Form ...
  3. Säure-Base-Verhalten
    Naturstoffchemie > Eiweiße > Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine > Säure-Base-Verhalten
    Sure-Base-Verhalten von AS
    ... daher vom herrschenden pH-Wert ab, bei einem bestimmten, jeder AS eigenen, pH-Wert, dem isoelektrischen  Punkt, liegen positive und negative Ladungen im Verhältnis 1:1 vor, was in der Summe eine Nettoladung von Null ergibt. Da das Ion dann sowohl positiv als auch negativ geladen ist, nennt man es Zwitterion. Das Zwitterion von ist nach außen hin also elektrisch neutral und da jede AS ihren individuellen isoelektrischen Punkt besitzt kann man so AS selektiv ...
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Physikalische Chemie

  1. Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Enzymreaktionen > Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
    Temperaturoptimum Fotosynthese
    ... im Darm sind an den alkalischen pH-Wert des Darms angepasst, Pepsin im Magen hingegen zeigt ein pH-Wert-Optimum von ca. 2!
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Immunologie

  1. Strategien der äußeren Immunabwehr
    Struktur des Immunsystems > Bestandteile der Immunabwehr > Strategien der äußeren Immunabwehr
    ... Laktat (= Milchsäure). Dies senkt den pH-Wert in der Vagina. Viele Krankheitserreger kommen mit diesem niedrigen pH-Wert nicht zurecht und können die Vagina daher nicht besiedeln.Laktoferrin:So wie das Küken durch Lysozym im Ei geschützt ist, werden menschliche Babys durch Bestandteile der Muttermilch geschützt. Neben Antikörpern (die finden sich auch in großen Mengen im Hühnerei!) enthält Muttermilch das eisenbindende Protein Laktoferrin. Eisen ...
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Molekularbiologie / Genetik

  1. Methode: FISH
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: FISH
    Bild aufgenommen von:  Andres Hertel  Max-Planck-Institut fr biophysikalische Chemie  FG Molekulare Zelldynamik  Am Faberg 11  D-37077 Gttingen
    ... Das kann durch Hitze oder Verschiebung des pH-Werts bewirkt werden. Die Sonde bindet an die komplementäre Stelle in der Ziel-DNA.Hybridisierung -> Paarung von komplementären Basenpaaren.Eine in die Zelle eingeführte Sonde kann nun dort anbinden, wo die Sequenz der Sonde komplementär ist. Dadurch wird genau die RNA oder DNA von der Sonde gebunden, welche untersucht werden soll.Je nach Markierung der Sonde wird nun eine Immunfärbung des Präparats vorgenommen ...
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