Kette, Ring, α oder β: Einfachzucker Schritt für Schritt.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Klicken, Zuordnen, Rechnen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe aus früheren Unterkapiteln und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Aldose oder Ketose?
AFB I
Ordnen Sie die Stoffe ein (Formeln der offenkettigen Form).
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).
1Aldose
2Ketose
3kein Zucker
Aldosen tragen eine Aldehydgruppe (–CHO) am Kettenende, Ketosen eine Ketogruppe (C=O) in der Kette. Glycerin hat keine Carbonylgruppe und ist ein Alkohol, kein Zucker.
Suchen Sie die C=O-Gruppe: am Ende oder in der Kette?
Drei Aldosen, zwei Ketosen.
A2
Einfachzucker im Check
AFB I
Entscheiden Sie, ob die Aussagen stimmen.
5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Glucose: Aldose, Ring aus 5 C + 1 O; Fructose: Ketose, meist Fünfring. In Lösung überwiegen die Ringe.
Aldose = Aldehyd, Ketose = Keton.
Zwei Aussagen sind falsch.
A3
Begriffe zum Ringschluss
AFB I
Ordnen Sie jedem Begriff seine Bedeutung zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Glucose bildet überwiegend Pyranose-Ringe, Fructose (auch in Saccharose) Furanose-Ringe.
„Pyran“ ist ein Sechsring, „Furan“ ein Fünfring mit O.
α = unten, β = oben.
A4
Energie aus Traubenzucker
MixAFB II
Ein Traubenzucker-Täfelchen enthält 5,0 g Glucose (\(M = 180{,}16\,\mathrm{g\,mol^{-1}}\)); \(\Delta_{\mathrm{c}}H^{\circ}(\text{Glucose}) = -2802{,}5\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Berechnen Sie für die vollständige Oxidation im Körper.
Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt, negative Werte mit Minuszeichen.
Erklären Sie, warum Glucose sehr gut wasserlöslich ist und einen hohen Schmelzbereich hat: Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Glucose ist ein molekularer Stoff mit vielen polaren OH-Gruppen — keine Ionen, keine Zwitterionen. Die vielen H-Brücken erklären Löslichkeit und hohen Schmelzbereich (α-Glucose 146 °C).
Zählen Sie die OH-Gruppen.
Drei Aussagen sind richtig.
A6
Alkoholische Gärung
AFB II
Hefe wandelt Glucose unter Luftausschluss in Ethanol und Kohlenstoffdioxid um. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf.
Klicken Sie die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
C: 6 = 2·2 + 2; H: 12 = 2·6; O: 6 = 2·1 + 2·2. Es wird kein Sauerstoff verbraucht — die Gärung setzt deutlich weniger Energie frei als die Zellatmung.
Ohne Sauerstoff: Nur Glucose steht links.
Zwei Ethanol- und zwei CO₂-Moleküle.
A7
Von Fischer zu Haworth
AFB II
In der Fischer-Projektion der D-Glucose stehen die OH-Gruppen an C2, C4 und C5 rechts, an C3 links. Bestimmen Sie die Lage der Gruppen im Haworth-Ring der Glucose.
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).
1oberhalb der Ringebene
2unterhalb der Ringebene
Regel: rechts in der Fischer-Projektion → unten im Ring. Die OH-Gruppe an C5 wird selbst zum Ring-O-Atom; dadurch zeigt die CH₂OH-Gruppe bei D-Zuckern nach oben. H-Atome stehen jeweils gegenüber ihrer OH-Gruppe.
Rechts → unten, links → oben.
Das H-Atom steht immer auf der anderen Seite als die OH-Gruppe am selben C-Atom.
A8
Hausaufgabe zur Galactose
AFB III
Galactose unterscheidet sich von Glucose nur durch die Stellung der OH-Gruppe an C4 (Fischer: links). Überprüfen Sie die Hausaufgabe und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Galactose und Glucose haben dieselbe Konstitution und unterscheiden sich nur an einem Stereozentrum. Der Ringschluss ist eine Addition innerhalb des Moleküls.
Konstitution = Verknüpfung der Atome.
Drei Zeilen sind falsch.
A9
Fünfring oder Sechsring?
AFB III
Begründen Sie die Ringgröße der Fructose: Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Die Ringgröße ergibt sich aus dem Abstand zwischen angreifender OH-Gruppe und Carbonyl-C-Atom: C5 → C2 gibt 4 C + 1 O. In Saccharose liegt Fructose als Fünfring vor.
Zählen Sie die Ringatome von C2 bis zum O-Atom an C5.
Das Carbonyl-C-Atom der Fructose ist C2.
A10
Trickaufgabe: Glucose wird Fructose
TrickAFB III
Das Enzym Glucose-Isomerase stellt bei 60 °C das Gleichgewicht \(\ce{Glucose <=> Fructose}\) mit \(K \approx 1{,}0\) ein. Man setzt eine Lösung mit \(c_0(\text{Glucose}) = 1{,}0\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) ein. Ermitteln Sie \(c(\text{Fructose})\) im Gleichgewicht.
Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
mol/L
\(K = c(\text{Fru})/c(\text{Glc}) = x/(1{,}0-x) = 1{,}0\) → \(x = 0{,}50\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\). Die Falle: Ein Katalysator (Enzym) setzt nicht alles um — er beschleunigt nur die Einstellung des Gleichgewichts (2.3.3). So entsteht „Isoglucose“-Sirup mit etwa gleichen Anteilen.
