Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Überlegungen Was lässt sich beobachten Molekulare Evolution Z4 283 In allen Lebewesen kooperieren immer die gleichen Moleküle – DNA, RNA, Aminosäuren, Glucose, ATP uam. Daran zeigt sich, dass alle Lebewesen miteinander verwandt sind. Das Ziel ist zu zeigen, mit welchen Methoden der Stammbaum des Lebens erforscht werden kann. Bei der Atmung und der Fotosynthese werden Elektronen einzeln oder zusammen mit Proto- nen transportiert (siehe V3). Das Cytochrom C ist ein aus ca. 100 Aminosäuren bestehendes Protein, das dabei eine wichtige Rolle spielt. Vergleicht man seine Primärstruktur bei einer Auswahl verschiedener Lebewesen, so ergibt sich folgendes Bild: Wie nennt man Stoffteilchen, die aus einem Zentralkation und Liganden bestehen? Welche besonderen Eigenschaften können ringförmige Moleküle mit konjugierten Doppelbindungen aufweisen? Das Eisen(II)-Ion im Komplex wechselt seine Ladung leicht auf 3+ und kehrt ebenso leicht wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Wie bezeichnet man solche Reaktionen? Welche Aufgabe ist mit dem Ladungswechsel des Eisen-Ions verbunden? Warum sind bestimmte Aminosäuren im Cytochrom C bei allen Lebewesen unverändert im Protein am gleichen Platz? Wie könnte man Ähnlichkeit bzw. verwandtschaftliche Nähe von Proteinen mit Zahlen ausdrücken? Wie könnte man erklären, dass Zellverpflan- zungen im Frühstadium auf die embryonale Entwicklung keinen Einfluss haben und später zu »monströsen« Missbildungen führen? Wie kann verpflanztes Mäusegewebe zur Bildung von Zähnen im Vogelschnabel führen und Federknospen angeordnet wie Tasthaare wachsen lassen? Wie ist es möglich, dass die Signale des Mäusegewebes vom Hühnerembryo »verstanden« werden? Bei der Entwicklung eines Embryos teilt sich eine einzige Zelle immer weiter. Später erfolgt die Differenzierung der Stammzellen in Nerven-, Bindegewebe-, Muskelzellen usw. Vertauscht man einzelne Zellen im Gewebe in einem frühen Entwicklungsstadium, so entwickelt sich der Embryo normal. Wird der Versuch später durchgeführt, so entstehen Organe oder Teile von ihnen am falschen Ort – zB Fußkrallen am Flügel eines Hühnerembryos oder Beine anstelle von Fühlern bei Insekten. Die Haut von Hühnerembryonen bildet Knos- pen für Federn. Wird darunter Gewebe aus dem Bereich der Tasthaare einer Maus verpflanzt, so ordnen sich die Federknospen wie die Tast- haare an. Analoge Versuche im Kieferbereich führen zum Wachstum von Zähnen im Vogel- schnabel. 60 Millionen Jahre alte Fossilien belegen, dass urtümliche Vogelarten Zähne in ihren Schnäbeln hatten. niedere Wirbeltiere Säugetiere Insekten niedere Pflanzen höhere Pflanzen 1 Nr. der Aminosäure 2 3 4 5 6 7 8 9 10 usw. Übereinstimmende Aminosäuren im Cytochrom C Cytochrom C Missbildung Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv