BIOPHYSIK 1 - Bio Salzburg - Index

Fragenkatalog Biophysik I, WS2009
32. Der Membranfluidität liegen charakteristische Lipidbewegungen zugrunde. Nennen
Sie diese, und geben Sie deren ungefähre Korrelationszeiten an!
Die einzelnen Lipide einer Membran haben im Rahmen der Membranfluidität mehrere
Möglichkeiten, sich in der Membran zu bewegen; diese Prozesse laufen mit verschiedenen
Geschwindigkeiten ab:
• Trans/gauche (Drehung um einzelne C-C-Bindungen): 10 10 Hz
• Rotation (eines Lipids um die eigene Achse): 10 10 Hz
• Laterale Diffusion: 10 7 Hz
• Transversale Diffusion (ein Lipid wechselt von einem Monolayer in den anderen): 10−4 Hz,
also einmal in 10 000 s (= einmal alle 2 3 /4 Stunden)
33. Erläutern Sie anhand des Extremwertprinzips warum Materialien diffundieren!
Abb. 24 Möglichkeiten der Anordnung von Teilchen
Links von einer permeablen Barriere befinden sich 4 schwarze Teilchen, rechts 4 weiße (anstatt
weiß und schwarz kann man sich auch Sauerstoff und Stickstoff o.ä. vorstellen, vgl. Abb. Oben
rechts). Es gibt nur eine Möglichkeit, diesen Zustand zu erreichen:
4!
4!
W = WLINKS
⋅ WRECHTS
= W(
4,
4)
⋅ W(
4,
4)
= ⋅
4!
⋅(
4 − 4)!
4!
⋅(
4 − 4)!
GESAMT =
Befinden sich jedoch sowohl rechts als auch links zwei schwarze und zwei weiße Teilchen, gibt es
plötzlich viel mehr Möglichkeiten, diesen Zustand zu erreichen, d.h. die Vielfachheit ist größer:
4!
4!
W = WLINKS
⋅ WRECHTS
= W(
2,
4)
⋅ W(
2,
4)
= ⋅
2!
⋅(
4 − 2)!
2!
⋅(
4 − 2)!
GESAMT =
Man erkennt, dass eine Diffusion eine größere Vielfachheit gibt und damit eine höhere Etropie.
34. Ist das Bestreben eines Systems aus zwei Körpern A und B zur Maximierung der
Multiplizität gleichbedeutend mit dem Bestreben nach Energieausgleich?
Nein ist es nicht, sondern es dient dem Bestreben des Temperaturausgleichs.
Als Tendenz erkennt man: Die Anzahl der möglichen Zustände W eines Systems erhöht sich mit
der Gesamtenergie U eines Systems. Es mag überraschen, aber für zwei in Kontakt tretende (und
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