Chemie der Biologie

Basis und Ursprung der Evolution
1. Auflage 2022
ISBN: 978-3-662-64700-4
Verlag: Springer

Buch, Deutsch, 243 Seiten, Paperback, Format (B × H): 168 mm x 240 mm, Gewicht: 449 g

Lebewesen unterscheiden sich durch ihre chemische Basis. Somit ist das Wissen um die Eigenschaften der Elemente und die Wechselwirkungen der daraus entstehenden Verbindungen Voraussetzung für das Verständnis der Biologie.

Die Chemie beantwortet die Fragen, warum unter den über 100 Elementen des Periodensystems (PSE) der Kohlenstoff und nicht das Silicium das dominierende Element in der Biologie ist und warum Edelmetalle, wie Gold und Silber, keine Rolle spielen. Das PSE gibt Auskunft darüber, warum die Phosphorsäure und nicht die Schwefelsäure als Brücke in den Polynucleinsäuren fungiert und warum sich die DNA aus der RNA entwickeln musste. Gleichzeitig macht nur die Chemie deutlich, warum die D-Glucose so zentral beim Aufbau von Biopolymeren wie Cellulose und Glycogen ist und weshalb der Citratzyklus in sich logisch geschlossen und alternativlos ist. Biochemie ist ebenfalls eine Synthesechemie, die sich von der „menschengemachten“ Synthesechemie „nur“ hinsichtlich der Rahmenbedingungen unterscheidet. Aus der Vielzahl der Elemente des PSE und der fast unendlichen Anzahl von chemischen Verbindungen werden einzelne selektiert. Die Selektion erfolgt aufgrund der Umweltbedingungen auf der Erde, wie moderate Temperaturen, vorzugsweise Atmosphärendruck, Lösungsmittel Wasser und als primärer Reaktionspartner Sauerstoff.

Es wird die Hypothese entwickelt, dass der Leitgedanke der modernen Biologie, die Evolutionstheorie, ihre Wurzeln in der zugrundeliegenden Chemie hat. Damit wird der Darwinismus vom biologischen Kopf auf die chemischen Füße gestellt. Zum Beispiel ist die Wirkung von Phenolen als Radikalfänger a priori chemisch, ehe daraus biologische Phänomene als Distinktionsunterschiede bei farbigen Blütenpflanzen evolvieren konnten. Das Buch entwickelt eine völlig neue, chemiezentrierte Sicht auf die „belebte Natur“ und fordert zu einer veränderten, biologisch orientierten Chemiedidaktik in Schulen und Universitäten heraus.

Zielgruppe

Upper undergraduate

Autoren/Hrsg.

Zeidler, Juliana

Börner, Armin

Fachgebiete

• Naturwissenschaften Chemie Organische Chemie
• Naturwissenschaften Biowissenschaften Biowissenschaften Systembiologie
• Naturwissenschaften Biowissenschaften Zellbiologie
• Naturwissenschaften Biowissenschaften Mikrobiologie
• Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie (nichtmedizinisch)
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Biotechnologie

Inhaltsverzeichnis

Das Periodensystem der Elemente und grundlegende Konsequenzen für den Aufbau von Naturstoffen und den Ablauf biochemischer Prozesse.- Extrinsische Eigenschaften, die das Vorkommen von Elementen im biologischen Kontext begünstigen.- Die Derivatisierung anorganischer Verbindungen mit Kohlenstoffresten.- die singulären Eigenschaften des Kohlenstoffs als Grundlage für die Entstehung von Leben.- Von chemischen Strukturen und einzelnen Reaktionen zu komplexen biochemischen Netzwerken.- Determiniertheit, Flexibilität und Kontingenz in der Biochemie.- „Synthesechemie“ versus Biochemie.

Über Autor(innen)

Armin Börner lehrte bis 2020 als Professor für organische Chemie an der Universität Rostock und ist nach der Emeritierung auch weiterhin als Abteilungsleiter am Leibniz-Institut für Katalyse tätig. Er hat mehrere Fachbücher zu speziellen Aspekten der homogenen Katalyse herausgegeben bzw. selbst verfasst. 2001 erhielt er den Descartes-Preis der Europäischen Union. Sein Sachbuch „Chemie. Verbindungen fürs Leben“ wurde 2021 mit dem Literaturpreis des Fonds der Chemischen Industrie ausgezeichnet.

Juliana Zeidler studierte bis 2012 in Rostock die Fächer Chemie und Biologie auf Lehramt für Gymnasium. Nach dem Referendariat in Doppelqualifikation unterrichtete sie an unterschiedlichen Schulen in Graal-Müritz, Rostock und Bad Doberan. Seit 2018 ist sie als abgeordnete Lehrkraft an der Universität Rostock in der Chemiedidaktik für das Lehrerfortbildungszentrum tätig.