Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- identifizieren über das Strukturmerkmal Estergruppe Fette als Ester und beschreiben den Bau von Fettmolekülen mit geeigneten Darstellungsformen, z. B. Skelettformel, Halbstrukturformel.
- erklären die physikalischen Eigenschaften von Fetten und fetten Ölen mit der unterschiedlichen Struktur von gesättigten und ungesättigten Fettsäureresten.
- leiten aus der systematischen Nomenklatur von Aminosäure-Molekülen deren Fischer-Projektionsformeln her, und beschreiben damit die Chiralität dieser Moleküle.
- beschreiben die Peptidbindung als Verknüpfungsprinzip innerhalb der Primärstruktur eines Polypeptids und erklären den räumlichen Bau sowie die Stabilität dieser Bindung, indem sie das Konzept der Mesomerie anwenden.
- weisen Proteine z. B. in Lebensmitteln nach, indem sie selbständig Nachweisreaktionen durchführen.
- erklären die Sekundärstruktur eines Proteins als Folge der zwischenmolekularen Wechselwirkung zwischen den Peptidgruppen und unterscheiden davon die Tertiärstruktur als Folge der Wechselwirkung zwischen den Seitenketten.
- begründen die Bedeutung des Schlüssel-Schloss-Prinzips für die spezifische katalytische Wirkung von Enzymen.
- prüfen die Wirksamkeit von Enzymen unter verschiedenen Reaktionsbedingungen, indem sie selbständig Versuche zur Denaturierung von Proteinen durchführen.
- nutzen Projektionsformeln, um die Ring-Ketten-Umlagerung bei D-Glucose-Molekülen in wässriger Lösung zu beschreiben.
- vergleichen die Art der glykosidischen Bindung bei Maltose und Cellobiose, begründen die daraus resultierenden Polysaccharidstrukturen und erklären deren Eigenschaften.
- beurteilen Fette, Kohlenhydrate und Proteine hinsichtlich ihrer ernährungsphysiologischen Bedeutung und ihrer Verwendung als nachwachsende Rohstoffe.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Bau von Fettmolekülen: Carbonsäureester aus Propan‑1,2,3‑triol (Glycerin) und Fettsäuren, u. a. Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure
- Zusammenhang zwischen Molekülbau und Eigenschaften von Fetten; Z‑Konfiguration bei ungesättigten Fettsäuren; Schmelzbereich und Löslichkeit
- α-Aminosäuren: Fischer-Projektion, D- und L‑Formen, Chiralität
- Kondensation von L-α-Aminosäuren zu Peptiden: räumlicher Bau und Mesomerie der Peptidbindung
- Nachweisreaktion für Proteine: Biuret-Reaktion
- Strukturprinzipien der Proteine: Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur
- Enzyme: Biokatalysator, aktives Zentrum, Schlüssel-Schloss-Prinzip
- Schülerexperiment: Denaturierung von Proteinen
- Stereochemie am Beispiel der D-Glucose: offenkettige Form, Fischer-Projektion, Anomere, α- und β-Form, Haworth-Projektion, Pyranose- und Furanose-Form, Gleichgewicht der Ring-Ketten-Umlagerung
- Maltose- und Cellobiose-Moleküle als Bausteine von Amylose- und Cellulose-Molekülen; räumlicher Bau von Amylose-, Amylopektin- und Cellulose-Molekülen (1,4- und 1,6-glykosidische Bindung)
- Eigenschaften der Stärke und Cellulose: Verdaulichkeit, Löslichkeit, Fasereigenschaft
- ernährungsphysiologische Bedeutung von Biomolekülen, z. B. Energielieferanten, Baustoffe
- Verwendung als nachwachsende Rohstoffe, z. B. Biokraftstoffe aus Fetten bzw. Kohlenhydraten, Folien aus Kohlenhydraten bzw. Proteinen