Wasser und die Biochemie des Menschen

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Der Mensch besteht aus ca 10 hoch 14 Zellen, die sich 10 hoch 16 mal teilen im Laufe des menschlichen Lebens. Die Stoffwechselvorgänge haben sich über Milliarden von Jahren entwickelt. Die wichtigsten biochemischen Bestandteile sind Mononukleotide, Aminosäuren, einfache Zucker, Fettsäuren und Glycine. Die Stoffwechselvorgänge laufen in wässrigem Milieu ab. Wasser spielt eine zentrale Rolle.

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Wasser und die Biochemie des Menschen

  1. 1. Menschliche Zellbiologie und Biochemie, die Rolle von Wasser Christoph Santschi, Dipl. Natw. ETHZ
  2. 2. Der Mensch besitzt ca. 1014 Zellen Christoph Santschi, Dipl. Natw. ETHZ
  3. 3. Im Zellverband eines Mensche ereignen sich im Laufe des Lebens dieses Menschen ca. 1016 Zellteilungen Somit liegt die Zahl der Zellteilungen pro Tag bei einem Menschen bei ca. 1011. Pro Sekunde finden ca. 107 Zellteilungen statt. Christoph Santschi, Dipl. Natw. ETHZ
  4. 4. Leben entstand vor ca. 3,5 - 4 Milliarden Jahren, und es entstand auf der Basis von Prinzipien, die immer weiter entwickelt wurden und die heute nach die Basis aller biochemischer Prozesse bilden. Die ersten eukaryonti- schen Zellen entstehen von ca. 1,5 Milliarden Jahren und die ersten multizelluläre Organis- men vor ca. 500 – 600 Millionen Jahren. Der Mensch hingegen ist ca. 150.000 Jahre alt. Christoph Santschi, Dipl. Natw. ETHZ
  5. 5. Geschichte des Lebens • Wahrscheinlich haben sich einzellige Organismen vor 3 Milliarden Jahren entwickelt. • Die ersten eukaryontischen Zellen entstehen vor ca. 1,5 Milliarden Jahren. • Vor ca. 550 – 600 Millionen Jahren entwickelten sich multizelluläre Organismen. Davor existierten nur einzellige Organismen. • Der „moderne“ Mensch ist erst ca. 150.000 Jahre alt. Christoph Santschi, Dipl. Natw. ETHZ
  6. 6. Stoffliche Hierarchie einer Zelle Acetat, Malonat Ribose, Carbamyl- phosphat MG 50-250 α-Ketosäuren Phosphoenol- pyruvat, Malat Biomasse Metaboliten Zelle Nukleinsäuren Proteine Polysaccharide LipideMG 103-109 Kern Mitochondrien Chloroplasten Endoplasmatisches Retikulum Ribosomen Cytoplasmamembran Tonoplast Zellwände MG 100-350 Mono- nukleotide Amino- säuren einfache Zucker Fettsäuren, Glycerin CO2 H2O N2 MG 18-44 Resourcen Christoph Santschi, Dipl. Natw. ETHZ
  7. 7. Die Basis der Biochemie ist Wasser! Wasser ist überall: • eine Kartoffel besteht zu 80 % aus Wasser • eine Tomate ist mit 95 % eigentlich kaum etwas anderes als Wasser • ein Bakterium besteht zu 75 % aus Wasser
  8. 8. Die Basis der Biochemie ist Wasser! Wasser ist überall: Selbst bei uns Menschen macht das Wasser 65 % aus, das heißt, wir bestehen nur zu 1/3 aus Festsubstanz, wohingegen 2/3 Wasser sind.
  9. 9. Die Basis der Biochemie ist Wasser! Wasser ist ein sehr spezieller Stoff: Würden wir nichts über das Wasser wissen und unserer Annahmen auf das Verhalten der Verbindungen stützen, die Wasser chemisch am stärksten ähneln -insbesondere Wasserstoffselenit (H2Se) und Schwefelwasserstoff (H2S) -, würden wir damit rechnen, dass Wasser bei -93° siedet und bei Zimmertemperatur ein Gas ist.
  10. 10. Die Basis der Biochemie ist Wasser! Die meisten Flüssigkeiten ziehen sich beim Abkühlen um bis zu 10 % zusammen: das gilt auch für Wasser, aber nur bis zu einer bestimmten Grenze. Knapp oberhalb des Gefrierpunkts dehnt sich Wasser wieder aus eine paradoxe, rätselhafte, äußerst unwahr- scheinliche Eigenschaft.
  11. 11. Die Basis der Biochemie ist Wasser! Wird Wasser fest, ist sein Volumen um fast 1/10 größer als bei 4°C! Wegen dieser Ausdehnung schwimmt Eis auf Eiswasser. Ohne diese Besonderheit würde Eis nach unten sinken, Seen und Ozeane würden von unten nach oben zufrieren

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