E-Learning-Module für Lehrkräfte

Geordnete Moodle-Vorlagen zu Mathematik, Informatik und Chemie mit Vorschau, Quelltext und Exportmöglichkeit.

Chemie · Q2

ChQ2 - Übungen zu Kohlenhydrate

Naturstoffe: Kohlenhydrate und Chiralität

Hinweis für Moodle

In Moodle ein Text- und Medienfeld anlegen, über Ansicht → Quellcode wechseln, den Quelltext einfügen und anschließend Bilder/Abschnitte anpassen. Bildplatzhalter markieren Stellen, an denen eigenes Material, GeoGebra-Screenshots oder Buchausschnitte eingefügt werden können.

Vorschau

So wirkt das Modul ungefähr in Moodle

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.

  1. Aufgabe lesen und fachliche Begriffe/Operatoren markieren.
  2. Stoffebene, Teilchenebene und Symbol-/Reaktionsebene trennen.
  3. Relevante Modelle, Formeln, Strukturmerkmale oder Reaktionsgleichungen ergänzen.
  4. Begründung schrittweise formulieren und Beobachtung von Deutung unterscheiden.
  5. Ergebnis mit Fachbegriffen, ggf. Skizze/Strukturformel und kurzem Fazit sichern.
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Hier würde passend sein: Logo.

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ChQ2 - Übungen zu Kohlenhydrate
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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.

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Hier würde passend sein: Textbox.

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Glossar

Kohlenhydrate Fisher-Projektion Keil-Strich-Form D-Konfiguration L-Konfiguration Chiralität Stereozentrum asymmetrisches Zentrum Bild-Spiegelbild-Isomerie Enantiomere Halb- und Vollacetale Pyranose Furanose Haworth-Projektion Raumstruktur Monosaccharide Disaccharide Polysaccharide Glykosidische Bindung Aldosen Ketosen Epimere Anomere Mutarotation

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.

Polysaccharid-Ausschnitte





a)Quelle 1

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b)Quelle 2
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b)Quelle 3
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Aufgabe 16: Erläutere den Zusammenhang des strukturellen Aufbaus der folgenden Polysaccharide mit ihrer räumlichen Struktur.

Polysaccharide und ihre räumliche Struktur





Bild 1 (Seilnacht):

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Hier würde passend sein: Bild/Materialausschnitt.

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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.

Cellulose und Amylose
  • a) D-Glucose
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    Hier würde passend sein: Glucose Strukturformel.

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  • b) D-Fructose
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    Hier würde passend sein: Fructose Strukturformel.

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  • c) L-Threonin
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    Hier würde passend sein: Threonin Strukturformel.

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  • d) L-Isoleucin
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    Hier würde passend sein: Isoleucin Strukturformel.

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  • e) Galactose
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    Hier würde passend sein: Galactose Strukturformel.

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  • f) Mannose
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    Hier würde passend sein: Mannose Strukturformel.

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  • g) Serin
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    Hier würde passend sein: Serin Strukturformel.

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  • h) Alanin
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    Hier würde passend sein: Alanin Strukturformel.

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  • i) Sorbose
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    Hier würde passend sein: Sorbose Strukturformel.

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  • j) Ribulose
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    Hier würde passend sein: Ribulose Strukturformel.

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Bild-Quellen

  1. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/D-glucose-chain-2D-skeletal.png
  2. https://file.medchemexpress.com/product_pic/hy-n7092.gif
  3. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/L-Threonin_-_L-Threonine.svg/800px-L-Threonin_-_L-Threonine.svg.png
  4. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/46/L-Isoleucin_-_L-Isoleucine.svg/1200px-L-Isoleucin_-_L-Isoleucine.svg.png
  5. https://georganics.sk/wp-content/uploads/2021/06/GEO-01458_L-Galactose.png
  6. https://www.biomol.com/media/image/d3/8c/c1/Cay27388-100_600x600.png
  7. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b9/L-Serin_-_L-Serine.svg/1200px-L-Serin_-_L-Serine.svg.png
  8. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/90/L-Alanin_-_L-Alanine.svg/1200px-L-Alanin_-_L-Alanine.svg.png
  9. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Sorbose.png/1200px-Sorbose.png
  10. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Ribulose.svg/800px-Ribulose.svg.png

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Hilfen

Hilfe 1: Fisher-Projektion und Keil-Strich-Form

Link 1: Simpleclub: Keilstrichformel

Link 3: Studyflix: Fisher-Projektion

Link 3:

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Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/pMqIBCpgvts?si=6UyatBjC09sjrGs_

Hilfe 2: Chiralität, D- und L-Konfiguration

Link 1: Studyflis: Asymmetrisches Kohlenstoffatom

Link 2: Wikipedia: Stereozentrum

Link 3: Faszination Chemie: Enantiomere

Link 4:

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Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/dft6ZIxmFYk?si=iVAmQwsv1_iSy9zO

Link 5:

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Ursprünglicher Verweis: https://www.youtube.com/embed/4Ue34obtpKM?si=kBZJnFqsw-e02xym

Hilfe 3:Halb- und Vollacetale
Hilfe 4: Fisher- zu Haworth-Projektion

Link 1: ChemistryAtHome: FLOH-Regel

Link 2: Abitur-Wissen: Umwandlung in Haworth

Link 3: Dr. Blume: Halbacetalbildung Glucose

Link 4: Ringbildung Fructose

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Link 5: FLOH-Regel

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Link 6: Mutarotation

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Hilfe 5: Kondensation: Disaccharide aus Monosacchariden
Hilfe 6: Namen der Polysaccharide

a) Stärke (Amylopektin)

b) Cellulose

c) Stärke (Amylose)

Hilfe 7: Räumliche Struktur von Polysacchariden
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