1 Thermodynamik und Systemtheorie…………….…………….…………….…………….…………….……2
1.1 Lernziele…………….…………….…………….…………….…………….……..................2
1.2 Systeme…………….…………….…………….…………….…………….……..................2
1.3 Hauptsätze der Thermodynamik…………….……….…………….…………….……2
1.3.1 Beispiel Fotosynthese…………….…………….…………….……2
1.4 Leuchtende Tiere…………….……….…………….……………........................……2
2 Enzymatik …………….…………….…………….…………….…………….….…………….…………….......……2
2.1 Lernziele Enzymatik…………….…………….…………….…………….……………...…2
2.2 Enzyme…………….…………….…………….…………….……………...................……2
2.3 Aufbau des Enzyms…………….…………….…………….…………….…………….……2
2.4 Enzyme und Aktivierungsenergie…………….…………….…………….………..…2
2.5 Die Enzymreaktion…………….…………….…......................………….………..…2
2.6 Wirkungs (Reaktions)- und Substratspezifität.....................................2
2.7 Cofaktoren bei Enzymreaktionen
2.8 Schlüssel-Schloss-Modell
2.9 Modell der induzierten Anpassung
2.10 Enzymregulation
2.11 Beeinflussung der Enzymaktivität
2.12 Reaktionsgeschwindigkeit und Hemmung der Enzymaktivität
2.13 Enzyme für Industrie und Haushalt
2.14 Arten von Enzymen
2.15 Aufgaben aus dem Unterricht
1
, 1 Thermodynamik und Systemtheorie
1.1 Lernziele
1. Ich kenne Beispiele für offene Systeme, kann deren Grundaufbau beschreiben und
Fließgleichgewichte am Beispiel erklären.
2. Ich kann die Hauptsätze der Thermodynamik erklären und deren Bedeutung für
Leben darstellen.
3. Ich kann die Begriffe Enthalpie und Entropie anwenden.
1.2 System
Zusammenwirken vieler Einzelelemente in geordneter Weise innerhalb einer Grenze in einer
Umwelt
Bsp.: Zelle, Lebewesen, Drucker, Toaster, Stadt…
Geschlossenes System
System, das mit Umgebung weder Stoff- oder Energieaustausch betreibt (kann im
Gleichgewicht sein oder nicht)
Bsp.: fast nichts (Thermosflasche)
Offenes System
System, das mit Umgebung Stoff- oder Energieaustausch betreibt
Bsp.: Ökosystem
Fließgleichgewicht, dynamisches Gleichgewicht, steady state, Gleichgewichtszustand in
offenen Systemen, wobei ein ständiger Strom von ausgetauschter Masse und Energie
stattfindet. Das Ökosystem ist z.B. ein offenes System, in dem der Energiefluss von der Sonne
die verschiedenen Stoffkreisläufe in Gang hält.
1.1Hauptsätze der Thermodynamik
0. Gesetz des thermischen Gleichgewichts (0. Hauptsatz der Thermodynamik)
Wenn System A im gleichen Zustand wie System B und System B im gleichen Zustand wie
System C, dann ist System A im gleichen Zustand wie System C.
- Beispiel: Wenn 3 Gläser Wasser verbunden sind haben sie alle die gleiche Temperatur
1. Energieerhaltungssatz (1. Hauptsatz der Thermodynamik)
- Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden, sondern wird nur von einer Form in eine
andere Energieform umgewandelt. (Lichtenergie, chemische Energie,....).
- Beispiel: Zellen können Energieformen in verschiedener Form nutzen, um Stoffwechsel zu
betreiben.
2. Das Streben nach einem Minimum an Energie (2. Hauptsatz der Thermodynamik)
„Innerer Energiebetrag" = Enthalpie (= H)
I.d.R. laufen chemische Reaktionen nur dann freiwillig ab, wenn energieärmere Produkte
entstehen.
2
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