Welche Makromoleküle gibt es in der Natur? Wie sind sie aufgebaut?
Proteine, Nucleinsäuren, Kohlenhydrate. Sie bestehen aus einigen 1000 Monomeren, die durch Kondensationsreaktionen zu den Polymeren verknüpft werden. Lipide werden nicht zu den Makromolekülen gezählt. Sie können sich aber über nicht kovalente Bindungen zu übergeordneten Strukturen zusammenlagern.
Zählen Sie verschiedene Bindungstypen auf und erläutern Sie die Unterschiede!
Zu unterscheiden sind kovalente und nicht kovalente Bindungen. Kovalente Bindungen sind stabile Bindungen zwischen zwei Atomen durch Ausbildung eines gemeinsamen Molekülorbitals. Während die kovalenten Bindungen für die Bindungen innerhalb der Makromolekülketten verantwortlich sind, spielen die nicht kovalenten Bindungen eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung der Raumstrukturen von Makromolekülen. Zu ionischen Wechselwirkungen kommt es zwischen zwei Atomen mit stark unterschiedlicher Elektronegativität, bei der es zur Übertragung eines oder mehrerer Elektronen kommt. Als van-der-Waals-Kräfte werden Wechselwirkungen zwischen ungeladenen Molekülen bezeichnet. Wasserstoffbrücken-Bindungen siehe Frage 3.
Worauf beruht die Wasserstoffbrücken-Bindung in organischen Molekülen? Nennen Sie drei Wasserstoff-Donoren!
Zu Wasserstoffbrücken-Bindungen kann es sowohl innerhalb eines Moleküls als auch zwischen zwei Molekülen kommen. Ausgebildet werden sie zwischen einem Atom mit einem freien Elektronenpaar und einem H-Atom, das durch kovalente Bindung an ein elektronegatives Atom polarisiert ist. Als Donor kann z.B. eine Hydroxyl-, eine Amino- oder eine Thiolgruppe wirken.
Erklären Sie die Hemiacetalbildung.
Hemiacetale sind allgemein Moleküle, die durch Reaktion (nucleophile Addition) einer Aldehydgruppe mit einer Hydroxylgruppe entstehen. Reagiert die C1-Aldehydgruppe einer höheren Aldose mit der Hydroxylgruppe am C5, entsteht ein intramolekulares Halbacetal. Der entstehende 6er-Ring wird als Pyranose bezeichnet
Auf welcher Reaktion beruht der Fehling-Nachweis?
Zu einem geringen Teil liegen Hemiacetale oder Hemiketale in wässrigen Lösungen in der offenen Kettenform vor, in der das Aldehyd- oder Ketonende frei vorliegt. Bei der Fehling-Reaktion wird die Aldehydgruppe zu einer Carboxylgruppe oxidiert, die zweiwertigen Kupferionen (Fehlings-Reagenz) werden zu Kupfer(I)oxid reduziert; aus der blauen Kupfer(II)-Salzlösung fällt rotes Kupfer(I)oxid aus.
Ist Saccharose reduzierend? Nennen Sie Gründe für ihre Antwort.
Saccharose ist kein reduzierender Zucker, weil sowohl das anomere C-Atom der Glucose als auch das anomere C-Atom der Fructose an der Bindung beteiligt sind. Daher besitzt Saccharose keine freie reduzierende Gruppe.
An welchen C-Atomen erfolgt die Verknüpfung der Glucosemoleküle in Glykogen, Cellulose und Amylose?
In dem großen, verzweigten Polymer Glykogen sind die meisten der Glucoseeinheiten über α1→4-glykosidische Bindungen verknüpft, die Seitenketten α1→6-glykosidisch. Amylose ist der unverzweigte Bestandteil der pflanzlichen Stärke und besteht aus Glucoseeinheiten in α1→4-Bindung. In Cellulose sind die Glucosemoleküle über β1→4-Bindungen miteinander verknüpft.
Wie lang ist die DNA eines Bakteriums, wie lang ist die DNA einer menschlichen diploiden Zelle?
Die ringförmige DNA von E. coli ist etwa 1,52 mm lang, die DNA einer menschlichen diploiden Zelle 2 m.
Welche der folgenden Basen sind Purine (A) Adenin, (B) Thymin, (C) Cytosin, (D) Uracil?
A
Was ist ein Ester? Bilden Sie einen Ester aus Glycerol und drei Essigsäuremolekülen
Ein Ester ist ein Molekül, das durch Kondensation einer Säuregruppe mit einer Alkoholgruppe gebildet wird (Abb. 3.15).
Was versteht man unter Verseifung?
Unter Verseifung versteht man die hydrolytische Spaltung der Fettsäure-Glycerolester durch Basen, z. B. Alkalilauge. Es entstehen die Alkalisalze der Fettsäuren. Die Natriumsalze werden als harte Seifen (Kernseife) bezeichnet, die Kaliumsalze als Schmierseifen.
