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Biomoleküle
Biomoleküle: Kohlenhydrate, Fette, Proteine, Enzyme — mit interaktiven Werkzeugen und Übungsaufgaben zu jedem Teilbereich.
Was Biomoleküle sind
Biomoleküle sind organische Moleküle, die in Lebewesen vorkommen — und fast alle tragen mehrere funktionelle Gruppen gleichzeitig. Genau daraus folgt ihre Vielseitigkeit: Ein Molekül kann an einer Stelle sauer reagieren, an einer anderen Wasserstoffbrücken bilden und an einer dritten wasserabweisend sein.
Funktionelle Gruppen erkennen
Organische Moleküle – Formeln und Geometrie
Mit dem Tool erkennst du die Gruppen in vorgegebenen Molekülen, der 3D Viewer zeigt sie räumlich.
3 Übungsaufgaben
Mehrere funktionelle Gruppen in einem Molekül
Kohlenhydrate
Traubenzucker, Rohrzucker, Stärke, Cellulose — alle bestehen aus denselben Bausteinen und unterscheiden sich nur darin, wie viele davon zusammenhängen und wie sie verknüpft sind. Monosaccharide sind einzelne Zuckerbausteine, Disaccharide zwei, Polysaccharide viele.
In wässriger Lösung liegen Glucose und Fructose überwiegend als Ring vor; die Fischer-Projektionsformel zeigt die offene Kette, die Haworth-Projektionsformel den Ring.
Kohlenhydrate – Moleküle
Fischer-Projektionsformeln zeichnen – Aldosen und Ketosen
Stereochemie – Chiralität, Enantiomere, Diastereomere
Mit dem 3D Viewer siehst du die Moleküle räumlich, mit dem Tool zeichnest du Fischer-Projektionsformeln, und der Stereochemie-Viewer zeigt, warum Spiegelbilder hier verschiedene Stoffe sind.
2 Übungsaufgaben
Mono-, Di- und Polysaccharide
Fette
Ein Fettmolekül ist ein dreifacher Ester aus Glycerin und drei Fettsäuren. Ob ein Fett fest ist oder flüssig, hängt allein an den Fettsäuren: Gesättigte Ketten liegen dicht beieinander, ungesättigte haben durch die Z-Doppelbindung einen Knick und passen schlechter zusammen.
Mit Lauge lassen sich Fette spalten — das ist die Verseifung, und dabei entsteht Seife.
Biomoleküle – Fette und Fettsäuren
Baseninduzierte Esterhydrolyse – Reaktionsmechanismus
Der 3D Viewer zeigt dir den Bau eines Fettmoleküls, die Simulation den Mechanismus der Esterhydrolyse.
11 Übungsaufgaben
Bau des Fettmoleküls
Gesättigte und ungesättigte Fettsäuren
Verseifung
Seifen und Tenside
Ein Seifenteilchen hat zwei Enden mit gegensätzlichen Eigenschaften: einen hydrophilen Kopf und einen hydrophoben Schwanz. Damit setzt es sich an die Grenze zwischen Wasser und Fett — und macht möglich, was sonst nicht geht: Fett in Wasser zu verteilen.
Hydrophile und hydrophobe Bereiche erkennen
Flüssige Stoffgemische
Mit dem Tool erkennst du beide Bereiche im Molekül, mit der Simulation untersuchst du flüssige Stoffgemische.
6 Übungsaufgaben
Amphiphile Teilchen
Waschwirkung
Aminosäuren und Proteine
Eine Aminosäure trägt eine saure Carboxygruppe und eine basische Aminogruppe am selben Molekül — sie ist damit ein Ampholyt und liegt im Wasser als Zwitterion vor. Verknüpft man zwei davon unter Wasserabspaltung, entsteht die Peptidbindung; aus vielen wird ein Protein.
Biomoleküle – Aminosäuren und Peptide
Mit dem 3D Viewer siehst du Aminosäuren und Peptide räumlich.
4 Übungsaufgaben
Die Peptidbindung
Aminosäuren als Ampholyte
Alkohol aus Zucker
Bei der alkoholischen Gärung bauen Hefezellen Zucker zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid ab. Technisch wird Ethanol auch anders hergestellt — der Vergleich mit Methanol zeigt, wie ähnlich gebaute Moleküle völlig verschieden wirken können.
Oxidierbarkeit organischer Verbindungen
Mit der Simulation prüfst du die Oxidierbarkeit der beiden Alkanole.
3 Übungsaufgaben
Gärung und Ethanol
Enzyme und DNA
Enzyme sind Proteine, die als Katalysatoren wirken: Sie senken die Aktivierungsenergie und arbeiten dabei hochspezifisch, weil nur ein passendes Substrat in das aktive Zentrum hineinpasst. Die DNA speichert die Bauanleitung für genau diese Proteine.
Enzyme – Schlüssel-Schloss-Modell
Enzyme – Molekülstruktur und induced fit
Biomoleküle – DNA
Zu diesem Abschnitt gibt es bisher nur Werkzeuge und keine Übungsaufgaben — die Simulation zum Schlüssel-Schloss-Modell und die beiden 3D Viewer zu Enzymstruktur und DNA.