ChQ2 - Übungen zu Kohlenhydrate
Lehrkräfte-Hinweis zum Einsatz
Dieses Modul ist als Lehrkräfte-Ansicht vorbereitet. Die Inhalte können in Moodle als Text- und Medienfeld eingefügt und anschließend an Lerngruppe, Buchseite, Aufgabenstellung und vorhandene Materialien angepasst werden.
ChemieQ2Naturstoffe: Kohlenhydrate und Chiralität
- Einsatz: als Lernpfad, Übungsmodul, Wiederholung oder vorbereitete Unterrichtssequenz.
- Anpassung: Abschnitte, Aufgaben und Lösungen können direkt im Quellcode ergänzt oder gekürzt werden.
- Assets: Bildplatzhalter bewusst durch eigenes Material, GeoGebra-Screenshots oder lizenzrechtlich passende Abbildungen ersetzen.
Differenzierte Hilfen
Die Hilfen sind bewusst sichtbar als feste Sections angelegt, damit sie in Moodle ohne JavaScript, Buttons oder Aufklappfunktionen funktionieren.
Hilfe A – Einstieg
Formuliere zuerst in eigenen Worten, worum es in ChQ2 - Übungen zu Kohlenhydrate geht. Markiere Schlüsselbegriffe, bekannte Größen, Operatoren und unklare Stellen.
Hilfe B – Vorgehen
Fachlich strukturieren: Teilchenebene, Stoffebene und Symbol-/Reaktionsebene trennen. Begriffe, Beobachtungen und Deutungen sichtbar voneinander unterscheiden.
Hilfe C – Vertiefung
Vertiefung: Modellgrenzen, Reaktionsbedingungen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen oder energetische Aspekte begründet einbeziehen.
Schritt-für-Schritt-Vorgehen / Erwartungshorizont
Diese Vorlage kann als Erwartungshorizont, Musterlösung oder Hilfekarte genutzt werden.
- Aufgabe lesen und fachliche Begriffe/Operatoren markieren.
- Stoffebene, Teilchenebene und Symbol-/Reaktionsebene trennen.
- Relevante Modelle, Formeln, Strukturmerkmale oder Reaktionsgleichungen ergänzen.
- Begründung schrittweise formulieren und Beobachtung von Deutung unterscheiden.
- Ergebnis mit Fachbegriffen, ggf. Skizze/Strukturformel und kurzem Fazit sichern.
Hier würde passend sein: Logo.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/hnr.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Hier würde passend sein: Header.
Ursprünglicher interner Verweis: img/Student Guid-04.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Hier würde passend sein: Infobox.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/Student Guid-06.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Infobox
In dieser Übungseinheit wiederholen wir zentrale Konzepte der Kohlenhydrate. Wir starten mit der Umformung von Strukturformeln in die Fisher-Projektion und die Verknüpfung mit der Keil-Strich-Form. Anschließend bestimmen wir die D- und L-Konfiguration und erläutern die Begriffe Chiralität, Stereozentrum und asymmetrisches Zentrum. Wir untersuchen die Bild-Spiegelbild-Isomerie und zeichnen Enantiomere. Weiter geht es mit der Definition und den Unterschieden von Halb- und Vollacetalen und deren Bezug zu Zuckern. Abschließend wandeln wir Monosaccharide in ihre Pyranose- und Furanose-Form und Haworth-Projektion um. Zuletzt gehen wir auf Di- und Polysaccharide ein. Nutzt eure Advanced Organizer zur Unterstützung und bereitet euch auf die bevorstehenden Aufgaben vor.
Hier würde passend sein: Textbox.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/Stift.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Glossar
Aufgaben
Aufgabe 1: Erläutere die Regeln zur Umformung der "normalen" Strukturformel in die Fisher-Projektion.
Aufgabe 2: Forme die angegebenen Strukturen, wenn möglich, in die Fisher-Projektion um. Erläutere hierbei den Zusammenhang der "Keil-Strich-Form" mit der Fisher-Form.
Aufgabe 3: Entscheide bei e) bis j), ob die D- oder L-Konfiguration vorliegt und benenne den Stoff entsprechend.
Aufgabe 4: Erläutere die Begrifflichkeiten "Chiralität", "Stereozentrum", "asymmetrisches Zentrum".
Aufgabe 5: Erläutere die Bild-Spiegelbild-Isomerie in eigenen Worten.
Aufgabe 6: Zeichne jeweils das andere Enantiomer aller Stoffe. Benenne es und markiere alle sterischen Zentren.
Aufgabe 7: Erläutere, was ein Halbacetal und Vollacetal ist. Gib jeweils ein Beispiel, woran du die Unterschiede verdeutlichst.
Aufgabe 8: Erläutere, den Zusammenhang der Acetale mit den Zuckern am Beispiel der D-Glucose und D-Galactose.
Aufgabe 9: Wandle alle angegebenen Monosaccharide in ihre Pyranose-/Furanose-Form und in die Haworth-Projektion um.
Aufgabe 10: Erläutere die "FLOH"-Regel in eigenen Worten an einem selbst gewählten Beispiel.
Aufgabe 11: Erkläre, wie es zu α- und β-Pyranose/Furanose-Formen kommt.
Aufgabe 12: Erläutere, was man unter "Mutarotation" versteht und welche Eigenschaften ein Molekül dafür erfüllen muss.
Aufgabe 13: Wähle zwei beliebige der folgenden Monosaccharide aus und führe eine Kondensationsreaktion zu einem Disaccharid aus
Aufgabe 14: Recherchiere die Strukturformeln von Saccharose und Lactose und beschreibe jeweils den Aufbau und wie sie sich unterscheiden.
Aufgabe 15: Schaue dir die folgenden Ausschnitte der Polysaccharide an (klick den Button). Zeichne die beteiligten Monomere in Fisher-Projektion.
a)Quelle 1
Hier würde passend sein: Bild/Materialausschnitt.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/source/staerke_amylopektin.svg. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
b)Quelle 2
Hier würde passend sein: Bild/Materialausschnitt.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/source/Cellulose_Sessel.svg. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
b)Quelle 3
Hier würde passend sein: Bild/Materialausschnitt.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/source/Amylose.svg. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Aufgabe 16: Erläutere den Zusammenhang des strukturellen Aufbaus der folgenden Polysaccharide mit ihrer räumlichen Struktur.
Bild 1 (Seilnacht):
Hier würde passend sein: Bild/Materialausschnitt.
Ursprünglicher interner Verweis: https://www.seilnacht.com/Lexikon/kh06b.JPG. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Aufgabe 17: Erläutere die Struktur-Eigenschafts-Beziehung von Polysacchariden am Beispiel der Wasserlöslichkeit von Cellulose und Amylose. Gehe zuerst auf die entscheidenden Unterschiede der beiden Polysaccharide ein.
Infomaterial:
U-Helmich: Amylose und Cellulose
-
a) D-Glucose
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Glucose Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/D-glucose.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
b) D-Fructose
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Fructose Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/D-Fructose.gif. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
c) L-Threonin
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Threonin Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/L-Threonine.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
d) L-Isoleucin
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Isoleucin Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/L-Isoleucin.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
e) Galactose
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Galactose Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/L-Galactose.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
f) Mannose
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Mannose Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/Mannose.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
g) Serin
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Serin Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/L-Serine.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
h) Alanin
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Alanin Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/L-Alanin.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
i) Sorbose
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Sorbose Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/Sorbose.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. -
j) Ribulose
🖼️[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]Hier würde passend sein: Ribulose Strukturformel.
Ursprünglicher interner Verweis:
/img/source/Ribulose..png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/D-glucose-chain-2D-skeletal.png
- https://file.medchemexpress.com/product_pic/hy-n7092.gif
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/L-Threonin_-_L-Threonine.svg/800px-L-Threonin_-_L-Threonine.svg.png
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/46/L-Isoleucin_-_L-Isoleucine.svg/1200px-L-Isoleucin_-_L-Isoleucine.svg.png
- https://georganics.sk/wp-content/uploads/2021/06/GEO-01458_L-Galactose.png
- https://www.biomol.com/media/image/d3/8c/c1/Cay27388-100_600x600.png
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b9/L-Serin_-_L-Serine.svg/1200px-L-Serin_-_L-Serine.svg.png
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/90/L-Alanin_-_L-Alanine.svg/1200px-L-Alanin_-_L-Alanine.svg.png
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Sorbose.png/1200px-Sorbose.png
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Ribulose.svg/800px-Ribulose.svg.png
Hier würde passend sein: Hilfenbox.
Ursprünglicher interner Verweis: /img/Student Guid-07.png. Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten.
Hilfen
Link 1: Simpleclub: Keilstrichformel
Link 3: Studyflix: Fisher-Projektion
Link 3:
Hier kann ein eigener Link, ein datenschutzkonformer Embed oder ein Screenshot aus deinem Material ergänzt werden.
Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/pMqIBCpgvts?si=6UyatBjC09sjrGs_
Link 1: Studyflis: Asymmetrisches Kohlenstoffatom
Link 2: Wikipedia: Stereozentrum
Link 3: Faszination Chemie: Enantiomere
Link 4:
Hier kann ein eigener Link, ein datenschutzkonformer Embed oder ein Screenshot aus deinem Material ergänzt werden.
Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/dft6ZIxmFYk?si=iVAmQwsv1_iSy9zO
Link 5:
Hier kann ein eigener Link, ein datenschutzkonformer Embed oder ein Screenshot aus deinem Material ergänzt werden.
Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/4Ue34obtpKM?si=kBZJnFqsw-e02xym
Link 1: ChemistryAtHome: FLOH-Regel
Link 2: Abitur-Wissen: Umwandlung in Haworth
Link 3: Dr. Blume: Halbacetalbildung Glucose
Link 4: Ringbildung Fructose
Hier kann ein eigener Link, ein datenschutzkonformer Embed oder ein Screenshot aus deinem Material ergänzt werden.
Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/4Z64UdHjYZc?si=GILfi9OrhAXNkK4L
Link 5: FLOH-Regel
Hier kann ein eigener Link, ein datenschutzkonformer Embed oder ein Screenshot aus deinem Material ergänzt werden.
Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/uG-iKJIJMGM?si=0UMyk09kIDDrrPDb
Link 6: Mutarotation
Hier kann ein eigener Link, ein datenschutzkonformer Embed oder ein Screenshot aus deinem Material ergänzt werden.
Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/sGYUKz43bns?si=Ed32H_VxQxdAhk3E
a) Stärke (Amylopektin)
b) Cellulose
c) Stärke (Amylose)