Saccharose und Stärke: Übungen – Chemie Grundkurs

A1

Einfach, zweifach, vielfach

AFB I

Ordnen Sie die Kohlenhydrate ein.

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).

1Monosaccharid

2Disaccharid

3Polysaccharid

Monosaccharide sind nicht weiter spaltbar, Disaccharide bestehen aus zwei, Polysaccharide aus sehr vielen Bausteinen.

Wie viele Bausteine liefert die vollständige Hydrolyse?

Drei Disaccharide sind dabei.

A2

Zucker 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

Gleicher Baustein, andere Verknüpfung: α-1,4 ergibt Stärke, β-1,4 Cellulose.

Maltose = Malzzucker aus zwei Glucose.

Zwei Aussagen sind falsch.

A3

Vier Zweifachzucker

AFB I

Ordnen Sie jedem Disaccharid seine Bausteine und seine Verknüpfung 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 Angabe α bzw. β bezieht sich auf das C1-Atom des ersten Bausteins; die Zahlen nennen die verknüpften C-Atome.

Milchzucker enthält Galactose.

Nur ein Disaccharid enthält Fructose.

A4

Glucosesirup aus Stärke

AFB II

1,00 kg Stärke wird mit Enzymen vollständig zu Glucose hydrolysiert. Rechnen Sie mit der Baustein-Formel \(\ce{C6H10O5}\) (\(M = 162{,}14\,\mathrm{g\,mol^{-1}}\)). Berechnen Sie Schritt für Schritt.

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.

Stoffmenge der Glucose-Bausteine mol
Masse des verbrauchten Wassers g
Masse der entstehenden Glucose kg

\(n = 1000/162{,}14 = 6{,}17\,\mathrm{mol}\). Je Baustein wird ein Wasser-Molekül eingebaut: \(m = 6{,}17\cdot18{,}02 = 111\,\mathrm{g}\). \(m(\text{Glucose}) = 6{,}17\cdot180{,}16\,\mathrm{g} = 1{,}11\,\mathrm{kg}\) — mehr als die eingesetzte Stärke, weil Wasser eingebaut wird.

Jede gespaltene Bindung verbraucht ein Wasser-Molekül.

Masse Glucose = Masse Stärke + Masse Wasser.

A5

Maltose entsteht

AFB II

Stellen Sie die Gleichung für die Bildung von Maltose aus Glucose mit Summenformeln 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.

Zwei Glucose-Moleküle kondensieren unter Abspaltung eines Wasser-Moleküls: C₁₂H₂₄O₁₂ − H₂O = C₁₂H₂₂O₁₁.

Es entsteht ein Disaccharid und ein kleines Molekül.

Ziehen Sie H₂O von der Summe ab.

A6

Polysaccharide im Vergleich

AFB II

Glykogen ist die Speicherform der Glucose in Leber und Muskeln; es ist wie Amylopektin gebaut, aber stärker verzweigt (etwa alle 8–12 Bausteine). Vergleichen Sie die vier Polysaccharide.

Setzen Sie in jeder Zeile so viele Kreuze, wie zutreffen — es können mehrere, eines oder keines sein. Enter setzt und löscht.

Polysaccharid	α-1,4-Bindungen	β-1,4-Bindungen	α-1,6-Verzweigungen	für Menschen verdaulich
Amylose
Amylopektin
Glykogen
Cellulose

Alle Speicher-Polysaccharide nutzen α-Bindungen, die unsere Enzyme spalten können. Cellulose als Gerüststoff ist β-verknüpft und für uns unverdaulich (Ballaststoff).

Speicherstoffe sind α-verknüpft.

Verzweigt sind zwei der vier Stoffe.

A7

Vom Blatt in den Mund

MixAFB II

Erläutern Sie Aufbau und Abbau der Stärke mit Ihrem Wissen über Reaktionstypen und Katalyse. Drei 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.

Pflanzen bilden Glucose durch . Viele Glucose-Moleküle werden unter Abspaltung von zu Stärke verknüpft — eine . Im Mund spaltet das Enzym Amylase als die α-1,4-Bindungen; dabei entsteht zunächst der Zweifachzucker .

Übrig bleiben „Addition“, „Cellulose“ und „Sauerstoff“. Kondensation und Hydrolyse (5.2.1) sind Umkehrreaktionen; das Enzym senkt die Aktivierungsenergie (1.3.2).

Welcher Reaktionstyp setzt ein kleines Molekül frei?

Enzyme sind Biokatalysatoren.

A8

Ein Referat über Cellulose

AFB III

Überprüfen Sie die Zeilen eines Referats und markieren Sie die fachlich falschen.

In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.

Cellulose: β-1,4, gestreckt, H-Brücken zwischen den Ketten → reißfeste, unlösliche Fasern.

Welche Kräfte halten die Ketten zusammen?

Drei Zeilen sind falsch.

A9

Kann sich noch ein Ring öffnen?

AFB III

Ein Ring kann sich nur öffnen, wenn seine Halbacetal-Gruppe nicht glykosidisch gebunden ist. Ermitteln Sie alle Zucker, bei denen sich mindestens ein Ring öffnen kann.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.

Bei 1,4-Verknüpfung ist nur die Halbacetal-Gruppe des ersten Bausteins gebunden; der zweite Baustein hat an C1 noch eine freie. Bei Saccharose und Trehalose sind die Halbacetal-Gruppen beider Bausteine miteinander verknüpft — kein Ring kann sich öffnen.

Welches C-Atom trägt jeweils die Halbacetal-Gruppe (Glucose C1, Fructose C2)?

Drei Zucker sind richtig.

A10

Trickaufgabe: Bindungen im Amylopektin

TrickAFB III

Ein Amylopektin-Ausschnitt besteht aus 60 Glucose-Bausteinen und enthält zwei Verzweigungsstellen. Bestimmen Sie die Zahl der glykosidischen Bindungen.

Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.

Bindungen

Jeder Baustein außer dem ersten ist über genau eine Bindung an das bisherige Molekül angeknüpft — ob in der Kette (α-1,4) oder an einer Verzweigung (α-1,6). 60 Bausteine → 59 Bindungen, davon 2 α-1,6 und 57 α-1,4. Die Falle: Verzweigungen zusätzlich addieren oder abziehen.

Stellen Sie sich einen Baum vor: Jedes neue Blatt braucht genau einen Stiel.

Verzweigungen ändern die Gesamtzahl nicht.

Übungen: Saccharose und Stärke

Übungsaufgaben