Makromoleküle: Aufbau und Eigenschaften von Polymeren, Proteinen und Nukleinsäuren

Question 1

Welche Bedeutung haben Makromoleküle in Medizin und Biotechnologie? Nennen Sie Beispiele für ihre Anwendungen, wie z. B. Wirkstoffverabreichung, Diagnostik und Gentherapie.

Accepted Answer

Makromoleküle sind in Medizin und Biotechnologie unerlässlich, da sie bestimmte Zielstrukturen erkennen und verändern können.

Answer

Makromoleküle haben keine Bedeutung in Medizin und Biotechnologie.

Answer

Makromoleküle werden nur in der Diagnostik eingesetzt.

Answer

Makromoleküle können keine Medikamente abgeben.

Question 2

Beschreibe die Verwendung von Makromolekülen in modernen Materialien. Nenne Beispiele wie Biokunststoffe, Biokomposite und Funktionsmaterialien.

Accepted Answer

Biokunststoffe sind biologisch abbaubar und werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.

Accepted Answer

Biokomposite bestehen aus natürlichen Fasern und synthetischen Polymeren.

Accepted Answer

Funktionsmaterialien sind Makromoleküle mit besonderen Eigenschaften für bestimmte Anwendungen.

Answer

Makromoleküle werden nicht in technischen Anwendungen eingesetzt, da sie zu instabil sind.

Question 3

Wie prägen Nukleinsäuretechnologien die personalisierte Medizin und welche Folgen hat das für die Gesundheitsversorgung?

Accepted Answer

Personalisierte Diagnostik und Behandlung von Krankheiten anhand individueller genetischer Daten.

Answer

Keine direkten Auswirkungen auf die Patientenversorgung, da nur in der Grundlagenforschung eingesetzt.

Answer

Beschränkt auf Krankheitsdiagnostik, nicht für therapeutische Zwecke geeignet.

Answer

Exklusive Rolle bei der Entwicklung neuer Medikamente, keine direkten Auswirkungen auf die Patientenversorgung.

Question 4

Welche intermolekularen Kräfte spielen eine entscheidende Rolle bei der Form und Funktion von Proteinen?

Accepted Answer

Kovalente Bindungen, Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte

Answer

Nur kovalente Bindungen

Answer

Nur Wasserstoffbrückenbindungen und ionische Bindungen

Question 5

Wie trugen Makromoleküle zur Entstehung und Entwicklung des Lebens bei?

Accepted Answer

Sie bildeten die Bausteine der ersten Lebewesen und ermöglichten deren Entstehung.

Answer

Sie spielten keine wesentliche Rolle, da sie sich erst nach dem Auftreten des Lebens entwickelten.

Answer

Sie entstanden zufällig und hatten keinen Einfluss auf die Evolution.

Answer

Sie dienen ausschließlich der Speicherung und Übertragung genetischer Informationen.

Question 6

Welche Rolle spielen Makromoleküle bei der Entwicklung nachhaltiger und erneuerbarer Energiequellen?

Accepted Answer

Makromoleküle werden zur Herstellung von Solarzellen verwendet, die Sonnenlicht in Strom umwandeln.

Accepted Answer

Makromoleküle können als Energiespeicher in Batterien verwendet werden.

Answer

Makromoleküle werden nicht in der Biokraftstoffproduktion eingesetzt.

Answer

Makromoleküle werden nicht in der Windenergiebranche verwendet.

Question 7

Welche biotechnologischen Methoden werden zur Herstellung von Proteinen und Nukleinsäuren im Labor eingesetzt?

Accepted Answer

Klonierung und PCR

Accepted Answer

Expression und Transfektion

Answer

Polymerisation und Transkription

Answer

Translation und Polymerisation

Question 8

Welche Rolle spielen Makromoleküle bei der zellulären Signalübertragung und Genregulation?

Accepted Answer

Signalmoleküle und Transkriptionsfaktoren

Answer

Enzyme und Strukturproteine

Answer

Energiespeicher und Zellmembranbestandteile

Answer

Genetisches Material und Antikörper

Question 9

Welche Rolle spielen Makromoleküle bei der Zelldifferenzierung und -entwicklung in vielzelligen Organismen?

Accepted Answer

Sie dienen als Baustoffe für zellspezifische Strukturen und ermöglichen so die Zelldifferenzierung.

Accepted Answer

Sie steuern die Genexpression und regulieren die Entwicklung verschiedener Zelltypen.

Answer

Sie dienen ausschließlich als Energiespeicher in Zellen.

Answer

Sie sind nur für die Zellkommunikation verantwortlich.

Question 10

Erläutern Sie die Rolle von Makromolekülen bei der Energiespeicherung und -umwandlung. Nennen Sie Beispiele für ihre Anwendung in Batterien, Brennstoffzellen und Solarzellen.

Accepted Answer

Makromoleküle speichern in Batterien chemische Energie, die bei Bedarf in elektrische Energie umgewandelt wird.

Accepted Answer

In Brennstoffzellen katalysieren Makromoleküle die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, wodurch elektrische Energie entsteht.

Accepted Answer

Solarzellen nutzen Makromoleküle, um Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umzuwandeln.

Answer

Makromoleküle spielen keine Rolle bei der Energiespeicherung oder -umwandlung.

Question 11

Vergleicht die Polymerisationsmechanismen Addition und Kondensation. Nennt für jeden Mechanismus ein Beispiel und beschreibt die Art der Verknüpfung zwischen den Monomeren.

Accepted Answer

Addition: Verknüpfung über Doppelbindungen, keine Nebenprodukte. Beispiel: Polyethylen (Ethylenmonomere über C-C-Doppelbindungen).

Accepted Answer

Kondensation: Verknüpfung unter Wasserabspaltung. Beispiel: Nylon (Adipinsäure und Hexamethylendiamin über Amidbindungen).

Answer

Falsch: Sowohl Addition als auch Kondensation führen nicht zur Verknüpfung über Einfachbindungen.

Question 12

Wie beeinflussen Makromoleküle die Signalübertragung in biologischen Systemen?

Accepted Answer

Makromoleküle können Signale empfangen, weiterleiten und so die Signalübertragung steuern.

Answer

Makromoleküle dienen nur als passive Träger für Signalmoleküle.

Answer

Signalübertragung erfolgt ausschließlich über kleine Moleküle.

Answer

Die räumliche Anordnung von Makromolekülen hat keinen Einfluss auf die Signalübertragung.

Question 13

Welche Rolle spielen Makromoleküle bei der Genexpression und der epigenetischen Regulation?

Accepted Answer

Makromoleküle wirken als Transkriptionsfaktoren und steuern die Proteinproduktion.

Accepted Answer

Makromoleküle dienen als epigenetische Markierungen und beeinflussen die Genexpression ohne Veränderung der DNA-Sequenz.

Answer

Makromoleküle sind nicht an der Genregulation beteiligt.

Answer

Makromoleküle sind nur an der Proteinsynthese beteiligt.

Question 14

Wie tragen verschiedene Makromolekülklassen zur Entstehung und Entwicklung von Krankheiten bei?

Accepted Answer

Fehlfaltungen von Proteinen, Mutationen in Nukleinsäuren und Defekte in Polysacchariden können Krankheiten verursachen.

Answer

Makromoleküle dienen lediglich als Krankheitsmarker, haben aber keinen Einfluss auf deren Entstehung oder Entwicklung.

Answer

Lipide sind nicht an der Krankheitsentstehung beteiligt, da sie keine Makromoleküle sind.

Question 15

Welche Art von Polymerbindung ist charakteristisch für Proteine?

Accepted Answer

Peptidbindung

Answer

Ionenbindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Answer

Van-der-Waals-Kräfte

Question 16

Nennen Sie eine medizinische Anwendung von Polymeren.

Accepted Answer

Herzklappenersatz

Answer

Autoteile

Answer

Baumaterialien

Answer

Lebensmittelverpackungen

Question 17

Welche Eigenschaft ist charakteristisch für Polyethylen?

Accepted Answer

Niedrige Dichte

Answer

Hohe Festigkeit

Answer

Hohe elektrische Leitfähigkeit

Answer

Hohe Wasserlöslichkeit

Question 18

Welche Wechselwirkung stabilisiert die Doppelhelixstruktur der DNA?

Accepted Answer

Wasserstoffbrückenbindungen

Answer

Ionenbindungen

Answer

Kovalente Bindungen

Answer

Van-der-Waals-Kräfte

Question 19

Welche Rolle spielen Makromoleküle bei der Differenzierung von Zellen und der Entwicklung vielzelliger Organismen?

Accepted Answer

Makromoleküle regulieren die Genexpression und Zellteilung und ermöglichen so die Differenzierung von Zellen.

Answer

Makromoleküle dienen nur als Bausteine und Energiequelle für Zellen.

Answer

Makromoleküle sind nicht an der Entwicklung vielzelliger Organismen beteiligt, da sie nur in einzelligen Organismen vorkommen.

Question 20

Wie tragen Makromoleküle zur Signalübertragung in biologischen Systemen bei?

Accepted Answer

Sie fungieren als Signalmoleküle und sind an der Signalverarbeitung beteiligt.

Answer

Sie sind nur an der Signalverarbeitung beteiligt.

Answer

Sie sind nicht an der Signalübertragung beteiligt.

Answer

Nur Nukleinsäuren sind an der Signalübertragung beteiligt.

Question 21

Was ist ein charakteristisches Merkmal von Proteinen?

Accepted Answer

Sie sind aus Aminosäuren aufgebaut

Answer

Sie sind immer in Wasser löslich

Answer

Sie spielen keine Rolle bei der Immunabwehr

Answer

Sie haben keine spezifische Struktur

Question 22

Welche der folgenden Funktionen ist eine Hauptaufgabe von Nukleinsäuren?

Accepted Answer

Speicherung und Übertragung genetischer Informationen

Answer

Stoffwechselregulation

Answer

Transport von Molekülen

Answer

Katalyse von Reaktionen

Question 23

Was versteht man unter einem Monomer?

Accepted Answer

Die kleinste Einheit eines Makromoleküls

Answer

Ein Protein

Answer

Eine Nukleinsäure

Answer

Ein Polysaccharid

Question 24

Welches Molekül ist für die Absorption von Lichtenergie in der Photosynthese verantwortlich?

Accepted Answer

Chlorophyll

Answer

Hämoglobin

Answer

Cellulose

Answer

Proteine

Question 25

Welche Aussage beschreibt den Hauptunterschied zwischen Kondensations- und Additions-Polymerisation?

Accepted Answer

Bei der Kondensationspolymerisation entsteht Wasser, während bei der Additionspolymerisation keine Nebenprodukte entstehen.

Answer

Bei der Additionspolymerisation entstehen Nebenprodukte, während bei der Kondensationspolymerisation keine Nebenprodukte entstehen.

Answer

Sowohl bei der Kondensations- als auch bei der Additionspolymerisation entstehen Nebenprodukte.

Question 26

Welches der folgenden Monomere ist die primäre Komponente von Stärke?

Accepted Answer

Glucose

Answer

Fructose

Answer

Galaktose

Answer

Mannose

Question 27

Welche chemische Bindung verbindet Aminosäuren miteinander und bildet die Grundlage von Proteinen?

Accepted Answer

Peptidbindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Answer

Disulfidbrücke

Answer

Glykosidische Bindung

Question 28

Welche der folgenden Basen ist NICHT in der DNA enthalten?

Accepted Answer

Uracil

Answer

Adenine

Answer

Thymin

Answer

Cytosin

Question 29

Welche Art von Polymer zeichnet sich durch ihre hohe Elastizität und die Fähigkeit aus, nach Dehnung wieder in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren?

Accepted Answer

Elastomer

Answer

Thermoplast

Answer

Duroplast

Answer

Faserverstärkter Kunststoff

Question 30

Welche der folgenden Funktionen ist die Hauptrolle von Nukleinsäuren in lebenden Organismen?

Accepted Answer

Speicherung und Übertragung genetischer Informationen

Answer

Regulierung von Stoffwechselprozessen

Answer

Transport von Molekülen

Answer

Bereitstellung von Energie

Question 31

Welcher grundlegende chemische Prozess ist für die Bildung von Polymeren charakteristisch?

Accepted Answer

Kondensation

Answer

Addition

Answer

Komplexbildung

Answer

Substitution

Question 32

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine wichtige Eigenschaft von Duroplasten?

Accepted Answer

Sie sind dauerhaft vernetzt und weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit auf.

Answer

Sie sind thermoplastisch und lassen sich leicht recyceln.

Answer

Sie enthalten einen hohen Anteil an aromatischen Kohlenstoffringen.

Answer

Sie haben eine geringe Dichte und sind schwimmfähig.

Question 33

Welches Molekül ist für die Umwandlung von genetischen Informationen in die Aminosäuresequenz von Proteinen verantwortlich?

Accepted Answer

mRNA

Answer

DNA

Answer

Proteine

Answer

tRNA

Question 34

Welche Art von Wechselwirkung trägt wesentlich zur Stabilität der Doppelhelixstruktur der DNA bei?

Accepted Answer

Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basenpaaren

Answer

Van-der-Waals-Kräfte zwischen benachbarten Nukleinbasen

Answer

Ionenbindungen zwischen Phosphatgruppen

Answer

Kovalente Bindungen zwischen den Nukleotiden

Question 35

Welcher Begriff beschreibt die dreidimensionale Anordnung eines Proteins?

Accepted Answer

Tertiärstruktur

Answer

Primärstruktur

Answer

Sekundärstruktur

Answer

Quartärstruktur

Question 36

Nennen Sie drei konkrete Anwendungen von Makromolekülen in der regenerativen Medizin und im Tissue Engineering.

Accepted Answer

Als Biomaterialien für Herzklappenersatz

Accepted Answer

Als Hydrogele für künstlichen Knorpel

Accepted Answer

Als Wirkstoffträger für die Krebstherapie

Question 37

Welche Aussagen zur Genom-Editierung sind zutreffend?

Accepted Answer

Genom-Editierung kann Krankheiten heilen und die Lebensqualität verbessern.

Accepted Answer

Genom-Editierung kann das Erbgut dauerhaft verändern und unvorhersehbare Folgen haben.

Answer

Genom-Editierung sollte nur in der Forschung und nicht zur Behandlung von Menschen eingesetzt werden.

Question 38

Wie tragen Makromoleküle zur Differenzierung von Zellen und zur Entwicklung mehrzelliger Organismen bei?

Accepted Answer

Sie bilden die strukturelle Grundlage von Zellen und ermöglichen die Entstehung verschiedener Gewebearten.

Answer

Sie sind nicht an genetischen Regulationsvorgängen oder der Zellkommunikation beteiligt.

Answer

Sie sind für die Energieversorgung und den Stoffwechsel von Zellen unwichtig.

Answer

Sie kommen ausschließlich in Pflanzenzellen vor.

Question 39

Wie tragen Makromoleküle zur Entwicklung von Impfstoffen und Therapeutika im Kampf gegen Infektionskrankheiten bei?

Accepted Answer

Impfstoffe nutzen Makromoleküle, um eine schützende Immunantwort auszulösen.

Accepted Answer

Makromolekülbasierte Therapeutika können die Vermehrung von Viren wirksam hemmen.

Answer

Makromoleküle spielen keine wesentliche Rolle im Kampf gegen Infektionskrankheiten.

Question 40

Welche ethische Herausforderung stellt die künstliche Genomsynthese dar?

Accepted Answer

Erschaffung neuer Lebensformen

Answer

Entwicklung neuer Therapien zur Heilung von Krankheiten

Answer

Überwachung des Umweltverschmutzungspegels

Answer

Personalisierte Behandlungspläne auf der Grundlage genetischer Informationen

Question 41

Welche Base ist in RNA enthalten, nicht aber in DNA?

Accepted Answer

Uracil

Answer

Adenin

Answer

Thymin

Answer

Cytosin

Question 42

Welche Art von Bindungen halten die Basenpaare in der DNA-Doppelhelix zusammen?

Accepted Answer

Wasserstoffbrückenbindungen

Answer

Kovalente Bindungen

Answer

Ionenbindungen

Answer

Van-der-Waals-Kräfte

Question 43

Welcher Prozess führt zur Bildung von Peptidbindungen in Proteinen?

Accepted Answer

Katalytische Dehydration

Answer

Polymerisierung

Answer

Polymeraddition

Answer

Esterifizierung

Question 44

Was beschreibt die Primärstruktur eines Proteins?

Accepted Answer

Die Abfolge der Aminosäuren

Answer

Die dreidimensionale Struktur des Proteins

Answer

Die Wechselwirkungen zwischen Proteinen

Answer

Die biologische Funktion des Proteins

Question 45

Welches der folgenden Moleküle ist ein Polysaccharid, also ein komplexes Kohlenhydrat aus vielen miteinander verbundenen Zuckermolekülen?

Accepted Answer

Stärke

Answer

Glucose

Answer

Protein

Answer

Fett

Question 46

Welche der folgenden Aussagen über Proteine, die Bausteinmoleküle von Muskeln, Haaren und vielen anderen Strukturen, ist richtig?

Accepted Answer

Proteine bestehen aus Aminosäuren, die über Peptidbindungen miteinander verknüpft sind.

Answer

Proteine sind in Wasser unlöslich und daher nicht biologisch aktiv.

Answer

Proteine sind hauptsächlich für den Transport von Sauerstoff im Blut verantwortlich.

Question 47

Welcher der folgenden Prozesse führt zur Verknüpfung einzelner Moleküle, den Monomeren, zu einem größeren Molekül, dem Polymer?

Accepted Answer

Polymerisation

Answer

Oxidation

Answer

Hydrolyse

Question 48

Welche der folgenden Eigenschaften ist eine Gemeinsamkeit von Polymeren, also großen Molekülen, die aus vielen kleineren Einheiten aufgebaut sind?

Accepted Answer

Hohes Molekulargewicht

Answer

Niedrige Dichte

Answer

Kristallstruktur

Answer

Flüchtigkeit

Question 49

Welches der folgenden Moleküle ist ein wesentlicher Bestandteil von DNA, dem Träger der genetischen Information?

Accepted Answer

Desoxyribonukleinsäure (DNS)

Answer

Ribose

Answer

Alanin

Question 50

Welche der folgenden Aussagen über die Bedeutung von Makromolekülen, also großen Biomolekülen, für biologische Prozesse ist zutreffend?

Accepted Answer

Makromoleküle spielen eine entscheidende Rolle bei der Zellfunktion, indem sie als Enzyme, Strukturproteine und genetisches Material fungieren.

Answer

Makromoleküle dienen ausschließlich als Baumaterial für Pflanzen und haben keine Funktion in Tierzellen.

Answer

Makromoleküle sind für die Speicherung von Energie in Zellen verantwortlich, nicht für die Zellfunktion.

Question 51

Welches der folgenden Materialien ist ein Beispiel für ein natürliches Polymer, das in Pflanzen vorkommt und als Gerüstmaterial dient?

Accepted Answer

Zellulose

Answer

Nylon

Answer

Polyethylen

Answer

Polypropylen

Question 52

Was ist der wesentliche Zweck von Monomeren bei der Polymerisation, dem Prozess der Bildung von Polymeren?

Accepted Answer

Monomere sind die Bausteine, aus denen Polymere durch chemische Reaktionen zusammengesetzt werden.

Answer

Monomere katalysieren die Polymerisationsreaktion und beschleunigen den Prozess.

Answer

Monomere verleihen Polymeren ihre spezifischen Eigenschaften wie Festigkeit und Elastizität.

Question 53

Welcher der folgenden Faktoren kann die Eigenschaften eines Polymers, wie Festigkeit, Elastizität und Löslichkeit, beeinflussen?

Accepted Answer

Molekulare Masse

Answer

Farbe

Answer

Geschmack

Answer

Geruch

Question 54

Eine korrekte Definition eines Makromoleküls ist:

Accepted Answer

Ein Molekül mit einer hohen relativen Molekülmasse, das aus vielen Untereinheiten besteht.

Answer

Ein Molekül mit einer einfachen chemischen Struktur.

Answer

Ein Molekül, das in allen Lebewesen vorkommt.

Question 55

Welche Bindungsart ist für die Primärstruktur von Proteinen verantwortlich?

Accepted Answer

Peptidbindung

Answer

Disulfidbindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Answer

Ionenbindung

Question 56

Welches der folgenden Materialien ist ein natürliches Polymer?

Accepted Answer

Zellulose

Answer

Polyvinylchlorid

Answer

Polyethylen

Answer

Nylon

Question 57

Welche Eigenschaft von Polymeren wird in der Anwendung als Isolierung elektrischer Leitungen genutzt?

Accepted Answer

Elektrische Isolierung

Answer

Flexibilität

Answer

Wasserbeständigkeit

Answer

Leichtgewicht

Question 58

Welches Enzym ist für die Replikation von DNA verantwortlich?

Accepted Answer

DNA-Polymerase

Answer

Protease

Answer

RNA-Polymerase

Answer

Lipase

Question 59

Welche Aussage über Nukleinsäuren ist korrekt?

Accepted Answer

Sie enthalten die genetische Information in Zellen.

Answer

Sie sind immer einsträngig.

Answer

Sie können sich nicht selbst replizieren.

Answer

Sie enthalten nur die Basen Adenin und Cytosin.

Question 60

Welche Eigenschaft ist typisch für thermoplastische Kunststoffe?

Accepted Answer

Sie lassen sich durch Erhitzen verformen und nach dem Abkühlen wieder erstarren.

Answer

Sie sind chemisch resistent gegenüber Säuren und Laugen.

Answer

Sie sind elektrisch leitfähig.

Answer

Sie haben eine hohe Zugfestigkeit.

Question 61

Welche Aminosäure besitzt die höchste Basizität?

Accepted Answer

Lysin

Answer

Glutaminsäure

Answer

Serin

Answer

Asparagin

Question 62

Welche der folgenden Aussagen über Proteine ist korrekt?

Accepted Answer

Proteine bestehen aus einer oder mehreren Polypeptidketten.

Answer

Proteine haben eine dreifache Helix-Struktur.

Answer

Proteine sind aus Monosacchariden aufgebaut.

Answer

Proteine sind elektrisch negativ geladen.

Question 63

Welche Rolle spielen Proteine in der Zellkommunikation?

Accepted Answer

Als Rezeptoren und Signalmoleküle

Answer

Als Energiespeicher

Answer

Als Strukturkomponenten

Answer

Als Katalysatoren

Question 64

Welche der folgenden Anwendungen von Polymeren ist falsch?

Accepted Answer

Als Brennstoff

Answer

Als Textilfasern

Answer

Als Medizinische Implantate

Answer

Als Verpackungsmaterial