Funktionelle Gruppen in BiomolekĂŒlen

Functional Groups in Biomolecules

Chemie Klasse 11 15 Aufgaben
Organische ChemieFunktionelle GruppenKohlenhydrateProteineKerncurriculum

Zucker, StĂ€rke, Eiweiß — chemisch gelesen: Die Kinder erkennen Aldehyd-, Hydroxy-, Amino- und Carboxygruppen in Glucose und AminosĂ€uren, verbinden Monosaccharide ĂŒber glycosidische Bindungen zu Saccharose und StĂ€rke und AminosĂ€uren ĂŒber Peptidbindungen zu Proteinen. Nachweise (Fehling, Iod-StĂ€rke) und die enzymatische Hydrolyse bei der Verdauung machen die Gruppen sichtbar. Gegen die Fehlvorstellung „Enzyme werden bei der Reaktion verbraucht" steht das SchlĂŒssel-Schloss-Modell. Verbindet Chemie mit Biologie (Verdauung, Laktoseintoleranz) und mit der KĂŒche (StĂ€rke bindet Soßen). Bereitet Reaktionskinetik und Proteinchemie vor.

Voraussetzungen (2)

Organische Chemie – Grundlagen
Klasse 11
â€ș
Kohlenwasserstoffe
Klasse 11
â€ș

Ermöglicht (1)

Reaktionskinetik und Enzymkatalyse
Klasse 11
â€ș
Leicht
Multiple Choice #1 10s ▶ Testen

Welche funktionelle Gruppe charakterisiert Aldehyde?

  • ● Aldehydgruppe (−CHO)
  • ○ Ketogruppe (>C=O)
  • ○ Carboxygruppe (−COOH)
  • ○ Hydroxylgruppe (−OH)
Aldehyde tragen die −CHO-Gruppe (Carbonylgruppe am Kettenende). Glucose ist ein Aldehyd-Zucker (Aldose).
Wahr / Falsch #2 10s ▶ Testen

Glucose ist ein Monosaccharid.

✓ Wahr
Richtig. Glucose (C₆H₁₂O₆) ist ein Einfachzucker und das wichtigste Monosaccharid fĂŒr die Energieversorgung des Körpers.
LĂŒckentext #3 10s ▶ Testen

Zwei Monosaccharide werden durch eine ___ Bindung zu einem Disaccharid verknĂŒpft.

✓ Antwort: glykosidische
Die glykosidische Bindung entsteht durch Kondensation (Wasserabspaltung) zwischen den OH-Gruppen zweier Zucker.
Multiple Choice #4 15s ▶ Testen

Aus welchen Monosacchariden besteht Saccharose (Haushaltszucker)?

  • ● Glucose und Fructose
  • ○ Glucose und Glucose
  • ○ Glucose und Galactose
  • ○ Fructose und Galactose
Saccharose ist ein Disaccharid aus α-Glucose und ÎČ-Fructose, verbunden durch eine glykosidische Bindung.
Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

StÀrke (Amylose und Amylopektin) ist ein Polysaccharid aus Glucose-Bausteinen.

✓ Wahr
Richtig. StĂ€rke besteht aus vielen Glucose-Einheiten: Amylose ist unverzweigt (α-1,4-verknĂŒpft), Amylopektin ist verzweigt (zusĂ€tzlich α-1,6-Verzweigungen).
Multiple Choice #6 15s ▶ Testen

Welche Nachweisreaktion zeigt die Anwesenheit reduzierender Zucker an?

  • ● Fehling-Probe (roter Cu₂O-Niederschlag)
  • ○ Biuret-Probe (violette FĂ€rbung)
  • ○ Iod-StĂ€rke-Reaktion (blau)
  • ○ FlammenfĂ€rbung
Reduzierende Zucker (z. B. Glucose) reduzieren CuÂČâș zu Cuâș (Cu₂O) in der Fehling-Lösung → roter Niederschlag.
LĂŒckentext #7 10s ▶ Testen

Proteine bestehen aus Ketten von AminosÀuren, die durch ___ miteinander verbunden sind.

✓ Antwort: Peptidbindungen
Die Peptidbindung (−CO−NH−) verknĂŒpft die Carboxygruppe einer AminosĂ€ure mit der Aminogruppe der nĂ€chsten.
Multiple Choice #8 15s ▶ Testen

Was beschreibt das SchlĂŒssel-Schloss-Prinzip in der Enzymkatalyse?

  • ● Das Substrat passt in das aktive Zentrum des Enzyms wie ein SchlĂŒssel ins Schloss.
  • ○ Enzyme werden durch SchlĂŒssel aktiviert.
  • ○ Jedes Substrat passt in jedes Enzym.
  • ○ Enzyme und Substrate haben die gleiche Masse.
Enzyme sind substrat- und wirkungsspezifisch: Nur ein passendes Substrat (SchlĂŒssel) bindet an das aktive Zentrum (Schloss). Dies erklĂ€rt die hohe SelektivitĂ€t von Enzymen.
Zahleneingabe #9 10s ▶ Testen

L-2-AminocarbonsĂ€uren haben die Struktur H₂N−CHR−COOH. Wie viele funktionelle Gruppen trĂ€gt eine AminosĂ€ure mindestens?

✓ Antwort: 2
Aminogruppe (−NH₂) und Carboxygruppe (−COOH) — das sind die zwei kennzeichnenden funktionellen Gruppen jeder AminosĂ€ure.
LĂŒckentext #10 10s ▶ Testen

Cellulose ist ein Polysaccharid aus ÎČ-Glucose-Einheiten und dient Pflanzen als ___.

✓ Antwort: GerĂŒststoff
Cellulose bildet stabile Fasern und ist der wichtigste GerĂŒststoff pflanzlicher ZellwĂ€nde. Menschen können Cellulose nicht verdauen (Ballaststoff).
Multiple Choice #11 15s ▶ Testen

Was passiert bei der enzymatischen Hydrolyse?

  • ● Ein Enzym spaltet ein Substrat unter Aufnahme von Wasser.
  • ○ Ein Enzym verbindet zwei MolekĂŒle unter Wasserabspaltung.
  • ○ Wasser wird in H₂ und O₂ gespalten.
  • ○ Ein Enzym wird durch Wasser zerstört.
Hydrolyse = Spaltung durch Wasser. Enzyme wie Amylase, Lipase und Protease spalten StÀrke, Fette bzw. Proteine hydrolytisch bei der Verdauung.
Wahr / Falsch #12 10s ▶ Testen

Lactose-Intoleranz entsteht durch einen Mangel an dem Enzym Lactase.

✓ Wahr
Richtig. Lactase spaltet den Milchzucker Lactose in Glucose und Galactose. Fehlt das Enzym, kann Lactose nicht verdaut werden → Beschwerden.
Zahleneingabe #13 10s ▶ Testen

Glucose (C₆H₁₂O₆) hat eine molare Masse von 180 g/mol. Wie viele Sauerstoffatome enthĂ€lt ein Glucose-MolekĂŒl?

✓ Antwort: 6
Aus der Summenformel C₆H₁₂O₆: 6 Sauerstoffatome.
Mittel
Wahr / Falsch #1 20s ▶ Testen

Saccharose ist ein reduzierender Zucker.

✓ Falsch
Falsch. Saccharose ist ein nicht-reduzierendes Disaccharid, weil die anomeren C-Atome beider Monosaccharide an der glykosidischen Bindung beteiligt sind — es gibt keine freie Aldehydgruppe.
Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

AcetylsalicylsÀure (Aspirin) enthÀlt eine Ester- und eine CarbonsÀure-Gruppe. Welche Reaktion liegt der Esterbildung zugrunde?

  • ● Kondensationsreaktion (Veresterung)
  • ○ Oxidation
  • ○ Reduktion
  • ○ Polymerisation
Die Estergruppe in AcetylsalicylsĂ€ure entsteht durch Veresterung (Kondensation) von SalicylsĂ€ure mit EssigsĂ€ureanhydrid unter Abspaltung einer kleinen MolekĂŒleinheit.