COO
-C CH
3O C
C C C C
H
2C OH H O
OH HO
OH OH H
H H
H
2 ATP 2 ADP 2 NAD+ 2 NADH
4 ADP 4 ATP
2
Werner-von-Siemens-Gymnasium-Weißenburg/U.Me
LK-ABITUR 2007
C2 Biomeleküle und Stoffwechsel
1.1 Omega-3-Fettsäuren:
Linolensäure: 18-3 = 15 Octadeca-9,12,15-triensäure Timnondonsäure: 20-3 = 17 Eicosa-5,8,11,14,17-pentaensäure Cervonsäure: 22-3 = 19 Docosa-4,7,10,13,16,19-hexaensäure Leinöl, Fischöl und ev. Lebertran können als Nahrungsmittel zur Therapie eines Mangels an Omega-3-Fettsäuren empfohlen werden.
1.2 Da die v. d. Waals Kräfte mit zunehmender Kettenlänge steigen, nimmt die Schmelztemp. zu
Die Schmelztemp. sinkt mit der Anzahl der Doppelbindungen in trans-Stellung, da die dadurch entstehenden Knicke in der Kette eine dichte Zusammenpackung der Ketten nicht erlaubt. Trotzdem hat die Ölsäure eine höhere Schmelztemp. (geringere
Kettenlänge) als die Cervonsäure. Daraus ist zu schließen, dass die höhere Zahl an Doppelbindungen den Einfluss der Kettenlänge überwiegt und damit die Cervonsäure den niederen Sdt. hat.
1.3 Strukturformel des Monoacylglycerins
H2C CHOH CH2OH
O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 O
Der Linolsäureester ist unpolar und tritt in Wechselwirkung mit unpolaren Stoffen wie Öl.
Die nicht veresterten Hydroxygruppen des Glycerins sind polar und treten in Wechselwirkung mit polaren Stoffen also Wasser. Das Monoacylglycerin ist ein amphiphiles Molekül.
Der hydrophile Teil lagert sich an der Grenzfläche zwischen Öl und Wasser am Wasser an, während der hydrophobe Teil im Öl (Fett) steckt.
Emulgatoren, bei denen die wasserfreundlichen Gruppen überwiegen, führen zu Öl- in-Wasser-Emulsionen. Überwiegen dagegen die fettfreundlichen Gruppen, so entstehen Wasser-in-Öl-Emulsionen. Die Entmischung wird verhindert.
2.1 Summengleichung der Glycolyse:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 H3CCOCOOH + 2 NADH/H+ + 2 ATP
+ 2 H+
Pyruvat
Glucose
COOH C H H
C OH H
COOH
Werner-von-Siemens-Gymnasium-Weißenburg/U.Me
Das Endprodukt der Glycolyse ist die Brenztraubensäure (Pyruvat)
Diese wird unter anaeroben Bedingungen zu Ethanol oder Milchsäure abgebaut.
Milchsäuregärung:
H3CCOCOO- + NADH/H+ H3CCHOHCOO- + NAD+ Alkoholische Gärung:
H3CCOCOO- CO2 + H3CCHO + NADH/H+ H3CCH2OH + NAD+
Im aeroben Zustand wird Glucose in zwei Moleküle Pyruvat zerlegt und es entstehen je zwei Moleküle ATP und NADH/H+. Unter anaeroben Bedingungen wird Pyruvat weiter umgesetzt, um NAD+ zu regenerieren. Dabei werden Gärungsprodukte wie Lactat oder Ethanol gebildet. Unter diesen Bedingungen ist die Glycolyse die einzige Möglichkeit zur Synthese von ATP und anorg. Phosphat.
2.2.1
COOH CH HC O P
CO2
COOH C CH2 COOH
O Pi
+ +
COOH C CH2 COOH
O
COOH CHOH CH2 COOH
NADPH/H+ NADP+
COOH CHOH CH2 COOH
COOH C CH3
O CO2
+ +
+
Phosphoenolbrenztraubensäure
2-Ketobutandisäure
2-Hydrxybutandisäure
Brenztraubensäure
NADP+ NADPH/H+
+ +
2.2.2
Die Apfelsäure hat ein chirales C-Atom (4 verschiedene Substituenten am 3-C-Atom). Die Enzyme sind stereospezifisch, d.h. nur das D-Enantiomer wird umgesetzt. Die synthetisch hergestellt Lösung hätte beide
Enantiomere im gleichen Verhältnis vorliegen. Beide würden sich gegenseitig aufheben, so dass eine optisch inaktive Substanz entsteht.
2.3 Bei Dunkelheit und geringer Beleuchtungsstärke produziert die Pflanze CO2 aufgrund der Zellatmung. Mit zunehmender Beleuchtungsstärke wird die CO2-Freisetzung durch die CO2-Aufnahme bei der Photosynthese ausgeglichen. Die weitere Steigerung der Photosyntheserate bei zunehmender Beleuchtungsstärke führt zu weiterer CO2- Aufnahme bis zu Lichtsättigung.
D-Enantiomer
