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Chemische Kreisläufe in der Natur

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Beschreibung

Das Buch beschreibt naturwissenschaftliche und technologische Zusammenhänge der Ernährung und Gesundheit aus biologischer, chemischer und biochemischer Sicht.

Prof. Dr.-Ing. Vollrath Hopp, Ehrenmitglied der Universität Rostock, Dreieich

Autorentext

Prof. Dr.-Ing. Vollrath Hopp, Ehrenmitglied der Universität Rostock, Dreieich



Klappentext
Die Chemie ist die Wissenschaft vom Energie- und Stoffumsatz und den damit verbundenen Änderungen der Energie- und Stoffzustände. Sie ist auch die Wissenschaft vom strukturellen Aufbau der Stoffe.

Alle lebenden Systeme bestehen aus Stoffen und sind von Stoffen unterschiedlichen Energieinhaltes umgeben. Die auslösenden Faktoren für Stoffumwandlungen sind die von Außen auf sie einwirkenden Energien oder die in den Stoffen gespeicherten chemischen Energien. Diese gespeicherten chemischen Energien können als technische Nutzenergie (Elektrizität, Wärme) freigesetzt oder als physiologische Energie (Nahrung, Futter) für die lebenden Systeme angeboten werden. Damit ist die Chemie eine Verbundwissenschaft, in der sich alle naturwissenschaftlichen Disziplinen wie Physik, Biologie, Medizin, Pharmazie, Ernährungswissenschaft, Land- und Forstwirtschaft sowie Ingenieurtechnik begegnen, ergänzen und vernetzen.

Im vorliegenden Buch werden Stoffumwandlungen beschrieben, die mithilfe von Sonnenenergie über die Fotosynthese zu den Pflanzen und deren Früchten führen. Stofflich handelt es sich dabei um Kohlenhydrate, Fette, Proteine, Nukleinsäuren und viele Wirkstoffe.

Als wesentliche Lebenselemente wurden Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff, Schwefel und einige Mineralien ausgewählt.

In Pflanzen und deren Früchten ist die physiologische Nutzenergie gespeichert, die die Mikroorganismen, Tiere und Menschen auf unserer Erdoberfläche zum Erhalt ihres Lebens benötigen.

Während des stofflichen Abbaus (Verdauung) wird die physiologische Nutzenergie freigesetzt. Die Nahrungs- bzw. Futtermittel werden zu den an Energie verarmten Reststoffen abgebaut, wie z. B. Wasser, Kohlenstoffdioxid, Schwefelwasserstoff, Harnstoff, Harnsäure, Phosphate u. a. Zur Ergänzung wird auf die reaktionssteuernden Wirkstoffe wie Vitamine, Enzyme und Hormone eingegangen.

Unter dem Gesichtspunkt einer modernen globalen Massengesellschaft sind der Pflanzenschutz, die Arzneimittel und die Infektionskrankheiten nicht unberücksichtigt geblieben. Mathematische Grundkenntnisse sind notwendig, um Vorgänge in der Natur und Technologie quantitativ zu beschreiben.

Inhalt
I Bevölkerungswachstum Life Sciences Globalisierung.- 1 Bevölkerungsdichte, Stoffdichte, Energiedichte.- 2 Historisches.- 3 Lebenswissenschaften.- 4 Degradation.- 5 Globalisierung.- 6 Rückblick und Ausblick.- 7 Schlussbemerkung Globalisierung der Risiken.- II Chemie in der Natur Chemie in der Technik.- 8 Was ist Chemie?- 9 Die Bausteine der Stoffe.- 10 Der stoffliche Aufbau der menschlichen Umwelt.- 11 Der Weg vom einfachen zum komplexen Molekülaufbau.- 12 Oxidation und Reduktion als typische Stoffumwandlungen in Natur und Technik.- 13 Energieträger und Energieumsatz.- 14 Stoffkreisläufe in der Natur, im Organismus und in der Chemiewirtschaft.- 15 Zyklus zwischen dem Nutzungssystem der Technik und dem Regenerationssystem der Natur.- 16 Vom Prinzip der Wechselwirkungen.- 17 Die Chemie der Halbleiterbauelemente und Informationsübertragung.- III Wasser.- 18 Wasserkreislauf im menschlichen Körper.- 19 Wasserverteilung in der Natur.- 20 Aufbereitung von Wasser.- IV Mineralien und Nährstoffe.- 21 Oxide.- 22 Über das Ökosystem des Bodens.- 23 Kurzbeschreibung einiger Gesteine und Böden.- 24 Lithosphäre.- 25 Biosphäre.- 26 Energiedichte.- 27 Pseudosphäre.- 28 Humus.- 29 Degradation und Regeneration von Böden.- V Vom Stickstoff über die Aminosäuren zu den Proteinen.- 30 Stickstoff, N2.- 31 Aminosäuren.- 32 Proteine.- 33 Proteide, konjugierte Proteine.- 34 Stickstofffixierung.- 35 Pflanzeneiweiß und tierisches Eiweiß.- 36 Essenzielle Aminosäuren und ihre wirtschaftliche Verwertung.- 37 Harnstoffzyklus.- 38 Stoffwechselreaktionen von Aminosäuren.- 39 Die Wirkung von Nitraten im Blutgefäßsystem.- 40 Zusammenfassung über die Rolle des Stickstoffs als Bioelement.- VI Phosphorsäure, Phosphate ihre Bedeutung im Stoffwechselprozess.- 41 Chemische Eigenschaften der Phosphorsäure.- 42 Calciumphosphate als mineralischer Bestandteil der Knochen.- 43 Phosphonsäure.- 44 Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10.- 45 Eutrophierung von Gewässern.- 46 Phosphate im Stoffwechselprozess.- 47 Phosphorylierung.- 48 Phosphate, ihre Strukturen, chemotechnischen und biochemischen Funktionen eine Übersicht.- 49 Phosphate als Nährsubstanz für Pflanzen Düngemittel.- 50 Wirtschaftliches.- VII Schwefel und seine biochemischen Verbindungen.- 51 Vorkommen.- 52 Bioleaching von Erzen.- 53 Schwefel, seine biochemischen und technischen Eigenschaften.- 54 Schwefeloxide und ihre Eigenschaften.- 55 Sulfonamide.- 56 Sulfonylharnstoffe als Antidiabetika.- 57 Thiole, Mercaptane.- 58 Schwefel in Heterozyklen (Thiamin, Vitamin B1).- 59 Der Schwefelstoffwechsel in der Biosphäre.- 60 Disulfidbrückenbindungen.- VIII Düngemittel und Düngung.- 61 Bedarf der Pflanzen an Nährelementen.- 62 Düngung.- 63 Kalkstickstoff.- 64 Zusammenhang zwischen Düngung und Nahrungsmittelproduktion.- 65 Stallmist, Jauche und Gülle wirtschaftseigene organische Dünger.- 66 Zusammenspiel im Ökosystem.- IX Von den Stoff- und Energiequellen.- 67 Fotosynthese.- 68 Biologische und technische Prozesse  ein Vergleich.- 69 Energie- und Stoffumwandlungen als Aufbau- und Abbauprozesse.- 70 Reaktionskomponenten der biochemischen Aufbau- und Abbaureaktionen.- X Schlüsselprodukte der organischen Chemie und ihre Rohstoffquellen.- 71 Technische Schlüsselprodukte.- 72 Biochemische Schlüsselprodukte.- XI Die Hydrierung.- 73 Hydrierung von elementarem Stickstoff.- 74 Kohlenstoffdioxid als Wasserstoffakzeptor für die Glucosesynthese in der Natur  .- 75 Die Fotosynthese.- 76 Stärke  ein Polymerisationsprodukt.- 77 Polyfructosane.- 78 Cellulose.- 79 Xylane und Hemicellulose.- XII Verdauung.- 80 Beim Menschen.- 81 Bei Wiederkäuern  der Pansen als Fermenter.- 82 Methanabbau durch Bakterien.- 83 Der Treibhauseffekt.- 84 Koprophagen.- XIII Glykolisation als Ursache des Alterungsprozesses im menschlichen Organismus.- 85 Chemismus der Glykolisation.- 86 Die Maillard-Reaktion.- 87 Folgereaktionen der Amadori-Umlagerung.- 88 Hämoglobin A1C im Blut von Diabetikern.- 89 Laborversuche mit kristallinen Proteinen der Augenlinse.- 90 Laborversuche mit Kollagen.- 91 Arteriolosklerose.- 92 Veränderungen an den DANN.- 93 Aminoguanidin gegen das Altern.- XIV Energie.- 94 Masse-Energie-Äquivalenz.- 95 Von der Atmung und Verbrennung.- 96 Von den Energieformen.- 97 Physiologische Energie.- 98 Entropie.- 99 Thermogenese.- 100 Treibende Faktoren für Ausgleichsvorgänge.- 101 Der thermodynamische Wirkungsgrad.- 102 Funktionsweise eines mit fossilen Energierohstoffen befeuerten Wärmekraftwerkes.- XV Bevölkerungsdichte  Stoffdichte  Energiedichte.- 103 Bevölkerungsdichte.- 104 Stoffverdichtung in Rohstoffquellen.- 105 Energiedichten einiger Energieträger.- 106 Einheiten zum Messen von Energie.- 107 Die Sonne als Energiequelle der Erde.- XVI Fette und Öle.- 108 Historisches über Fette und Öle.- 109 Fettsäuren Übersicht.- 110 Fettsäuren und ihre Biosynthese.- 111 Pflanzenöle aus Raps.- 112 Fette, ihr biologischer Abbau.- 113 Einteilung der Fette nach ihrer ...

Produktinformationen

Titel: Chemische Kreisläufe in der Natur
Untertitel: Chemie - Biologie - Energetik
Autor:
EAN: 9783662558607
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: Springer-Verlag GmbH
Genre: Biochemie, Biophysik
Anzahl Seiten: 930
Veröffentlichung: 30.05.2018
Dateigrösse: 42.6 MB