Big Bang HTL 4, Schulbuch

Biomoleküle 2 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 23 2.2.1 Monosaccharide (Einfachzucker) Die Kohlenhydrate bestehen aus vielfältig kombinierbaren Bausteinen, den Monosacchariden. Diese sind Polyalkohole (Verbindungen mit mehreren –OH-Gruppen) mit einer zu- sätzlichen Carbonylgruppe (-C=O). Sie bestehen aus kurzen C-Ketten von etwa 3–9 C-Atomen. An jedem C-Atom ist eine Hydroxygruppe (-OH) gebunden. An einer jedoch statt des- sen eine Carbonylgruppe (=O). Zum besseren Verständnis hier ein Beispiel: In der organischen Chemie im 6. Semes- ter (siehe Band 3) sind uns die Carbony- le bereits begegnet. Je nach Lage wurden sie als Aldehyd (C=O am Anfang bzw. Ende der Kette) oder als Keton (C=O im Inne- ren der Kette) bezeichnet. Ganz analog gilt dies auch bei den Einfachzuckern. Aldosen sind Monosaccharide mit einer C=O Bindung am Anfang/Ende der Kette. Ketosen sind Monosaccharide mit einer C=O Bindung im Inneren der Kette. Das oben gezeigte Beispiel ist also eine Aldose. ( F9 ) Neben der Einteilung in Aldosen und Ketosen unterteilt man Monosaccharide auch nach der Anzahl der Kohlenstoffe in Triosen (3C), Tetrosen (4C), Pentosen (5C), Hexosen (6C), usw. V 2.2 Kohlenhydrate enthalten Kohlenstoff und Wasser Geräte und Chemikalien: Zucker, Maisstärke, Watte, Kaffeefilter, Reagenzgläser, Klammer, Gasbrenner, Kupfersulfat (wasserfrei) , Durchführung: Fülle in vier Reagenzgläser je etwas Zucker, Stärke, Watte und klein zerissenes Filterpapier. Erhitze nun zuerst lang- sam und dann stärker. Aufgaben: – Dokumentiere deine Beobachtungen genau, nimm auch immer wieder eine Geruchsprobe vor (ACHTUNG! Nicht direkt riechen sondern vorsichtig „zufächern“) – Bringe die an der Glaswand gebildeten Flüssigkeits- tropfen auf getrocknetes Kupfersulfat (z. B. mit einem trockenen Wattestäbchen) und beobachte. Erkläre deine Beobachtung. Entsorgung : Kupfersulfat über Behälter S (Schwermetall- ionen, anderes: Restmüll) e Abb. 2.20 2.2 Stark oder süß Kohlenhydrate Kohlenhydrate sind die massenmäßig größte Gruppe der Biomoleküle. Sie sind wichtige Nahrungsgrundlage für alle Lebewesen. Auch als strukturgebende Moleküle sind sie extrem wichtig. Die Cellulose der Pflanzenzellwand ist ge- nauso ein Kohlenhydrat wie das Chitin des Insektenpanzers. Der Name Kohlenhydrate bedeutet eigentlich so viel wie Verbindung zwischen Kohlenstoff und Wasser. Meist meint der Chemiker mit dem Begriff Hydrat eigentlich Kristallwas- ser (z. B. Kupfer(II)sulfat-Pentahydrat CuSO 4 · 5H 2 O). Der Be- griff Kohlenhydrate stammt aus einer Zeit, als die chemi- sche Struktur der Moleküle noch nicht bekannt war. Die allgemeine Summenformel war aber bereits bestimmt wor- den: C x (H 2 O) y allg. Summenformel der Kohlenhydrate (siehe dazu auch Versuch 2.2) Heute weiß man, dass die Wasserstoffe und Sauerstoffe nicht in Form des Wassers vorliegen sondern als Hydroxy-(-OH, Alkohol) und Carbonylgruppen (=O). Kohlenhydrate bestehen wie alle Biomoleküle aus Baustei- nen, die vielfältig kombinierbar sind. Die Bausteine heißen hier Monosaccharide (= Einfachzucker). Der Einfachzucker, den wir wohl alle kennen, ist der Trau- benzucker , den wir ab jetzt Glucose nennen werden. Auch die Fructose (Fruchtzucker) gehört zu den Einfachzuckern. Diese können sich dann zu Zwei- und Mehrfachzuckern verknüpfen. Der Zucker, den wir in den Kaffee löffeln, gehört zu den Zweifachzuckern. Er heißt Saccharose und besteht aus je einem Molekül Glucose und Fructose. Wer aufmerksam gelesen hat dem wird aufgefallen sein, dass all diese Zuckernamen etwas gemeinsam haben: Systematische Zuckernamen enden immer mit der Silbe -ose . ( F8 ) Wie unterscheidet sich der Alltagsbegriff Zucker vom chemischen Zuckerbegriff? Bei der Einteilung der Zucker tauchen die Begriffe Aldose und Ketose auf. So ähnliche Begriffe sind uns in der organischen Chemie bereits begegnet. Welche funktionellen Gruppen könnten in diesen Zuckern enthalten sein? Manche Menschen sind Laktose-intolerant. Was ist eigentlich Laktose und warum sind sie intolerant? Was haben Stärke und Cellulose mit Zucker zu tun? Was haben die beiden gemeinsam und wodurch unterscheiden sie sich? F8 F9 F10 F11 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv