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Die alkoholische Gärung

Zehn Übungen zur alkoholischen Gärung — vom Enzymweg bis zum sauber geplanten Experiment.

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Übungsaufgaben

Zehn interaktive Übungen von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.

A1
Stoffe und Enzyme
AFB I

Ordnen Sie jedem Begriff die passende Beschreibung zu.

Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die Decarboxylase verkürzt das C3-Molekül zum C2-Molekül, die Dehydrogenase reduziert es zum Ethanol und regeneriert dabei NAD⁺.
„Decarboxylase“ entfernt eine Carboxylgruppe — als CO₂.
„Dehydrogenase“ überträgt Wasserstoff.
A2
Zwei Gärungen im Vergleich
AFB I

Ordnen Sie die Merkmale der richtigen Gärungsform zu.

Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1nur Milchsäuregärung
2nur alkoholische Gärung
3beide
Beide Gärungen gewinnen ATP nur in der Glykolyse und regenerieren NAD⁺. Nur die alkoholische Gärung setzt CO₂ frei und verkürzt das Kohlenstoffgerüst.
Wie viele C-Atome haben Lactat und Ethanol?
Wo entsteht in beiden Fällen das ATP?
A3
Lückentext Gärungsweg
AFB I

Setzen Sie die Fachbegriffe ein — zwei Wörter bleiben übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

In der entstehen aus Glucose zwei Moleküle Pyruvat. Die spaltet von jedem Pyruvat CO₂ ab, es entsteht . Dieses wird mit NADH + H⁺ zu Ethanol ; dabei wird regeneriert.

„oxidiert“ und „Lactat“ bleiben übrig: Ethanal nimmt Wasserstoff auf, wird also reduziert; Lactat ist das Produkt der Milchsäuregärung.
Welches Enzym heißt nach der abgespaltenen Gruppe?
Wer Wasserstoff aufnimmt, wird reduziert.
A4
Wie viel Alkohol im Wein?
AFB II

Traubenmost enthält 200 g Zucker je Liter. Rechnen Sie so, als sei der gesamte Zucker Glucose (M = 180 g/mol) und werde vollständig vergoren (M(Ethanol) = 46 g/mol). Berechnen Sie die Masse an Ethanol je Liter.

Rechnen Sie oder überlegen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
g
\(n(\text{Glucose}) = 200 : 180 = 1{,}11\,\mathrm{mol}\) → \(n(\text{Ethanol}) = 2{,}22\,\mathrm{mol}\) → \(m = 2{,}22 \cdot 46 \approx \mathbf{102}\,\mathrm{g}\) je Liter. Ein Teil des Zuckers geht in die Hefe und in Nebenprodukte, deshalb liegt Wein real etwas darunter.
Aus einer Glucose entstehen zwei Ethanol.
Stoffmenge = Masse : molare Masse.
A5
Ablauf eines Experiments
AFB II

Beschreiben Sie das hypothesengeleitete Vorgehen, indem Sie die Schritte ordnen.

Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Eine Beobachtung führt zu einer Frage.
2Eine begründete, überprüfbare Hypothese wird formuliert.
3Unabhängige, abhängige und kontrollierte Variablen werden festgelegt; ein Kontrollansatz wird geplant.
4Die Ansätze werden mehrfach durchgeführt und die Messwerte protokolliert.
5Die Daten werden ausgewertet, z. B. als Mittelwerte und Diagramm.
6Die Hypothese wird gestützt oder widerlegt.
Die Hypothese steht vor der Planung — sie legt fest, was verändert und was gemessen wird.
Ohne Hypothese weiß man nicht, welche Variable man verändern soll.
Erst messen, dann auswerten, dann entscheiden.
A6
Variablengefüge bestimmen
AFB II

Eine Gruppe untersucht: „Hängt die CO₂-Bildung von Hefe von der Zuckerart ab (Glucose, Saccharose, Lactose)?“ Bestimmen Sie für jede Größe ihre Rolle im Experiment.

Setzen Sie in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
Größeunabhängigabhängigkontrolliert
Zuckerart
CO₂-Volumen nach 20 min
Temperatur 30 °C
Hefemenge 2 g je Ansatz
Zuckerkonzentration 5 %
Zahl der Gasblasen je Minute
Verändert wird nur die Zuckerart. Alles, was gemessen wird, ist abhängig; alles andere muss in allen Ansätzen gleich bleiben.
Was verändert die Gruppe bewusst?
Es gibt hier zwei Möglichkeiten, das Ergebnis zu messen.
A7
Mix: Fische ohne Sauerstoff
MixAFB II

Hier geht es auch um 1.3.1 Die Milchsäuregärung. Karauschen überleben monatelang in zugefrorenen, sauerstofffreien Teichen. Ihre Muskeln bilden dabei Ethanol statt Lactat. Erklären Sie diesen Stoffwechsel, indem Sie alle richtigen Aussagen markieren.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Beide Wege liefern 2 ATP je Glucose. Der Vorteil des Ethanols ist nicht die Energie, sondern dass es den Körper verlassen kann.
Wo entsteht bei beiden Gärungen das ATP?
Was passiert mit Lactat, das sich im Muskel anhäuft?
A8
Behauptungen zur Gärung
AFB III

Überprüfen Sie die Behauptungen.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Die Gärung nutzt nur einen kleinen Teil der Energie der Glucose; der Rest steckt im Ethanol.
Welcher Schritt der Gärung liefert ATP?
Wie verbrennt man Ethanol?
A9
Trickaufgabe: Gas aus dem Gärballon
AFB III

In einem Gärballon werden 180 g Glucose vollständig vergoren. Ermitteln Sie das Volumen an CO₂, das durch den Gärverschluss entweicht (molares Volumen bei 20 °C: 24 L/mol).

Rechnen Sie oder überlegen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
L
Die Falle: Wer mit der Zellatmung rechnet (6 CO₂ je Glucose), erhält 144 L. Bei der alkoholischen Gärung entstehen nur 2 CO₂ je Glucose: \(1\,\mathrm{mol} \cdot 2 \cdot 24\,\mathrm{L\,mol^{-1}} = \mathbf{48\,L}\).
180 g Glucose sind genau 1 mol.
Wie viele CO₂ stehen in der Gärungsgleichung?
A10
Fehlersuche im Protokoll
AFB III

Ein Versuchsprotokoll zur Frage, ob Hefe Saccharose und Lactose vergärt. Auf jede Flasche ist ein Luftballon gestülpt. Widerlegen Sie die fehlerhaften Sätze, indem Sie sie markieren.

In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Gute Protokolle ändern nur eine Variable, führen einen Kontrollansatz mit und formulieren vorsichtig: gestützt statt bewiesen.
Unterscheiden sich die Ansätze wirklich nur in der Zuckerart?
Achten Sie auf Wörter wie „bewiesen“ und „überhaupt“.