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interaktive Lerneinheit aus dem Selbstlernprogramm
ABC des Menschen (Klasse 9/10)
Nährstoffe
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1) Kohlenhydrate
(Wie arbeitet
man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?)
a) Monosaccharide als Bausteine der Kohlenhydrate
b) Disaccharide, in der Natur weit verbreitete Zucker
c) Polysaccharide bestehen aus vielen Monosacchariden
Pflanzliche Stärke (= Amylose) ist ein langes Kettenmolekül
aus lauter Glukose Monosacchariden. Eine nicht ganz gelungene Zeichnung
von einem Ausschnitt der Amylose findest du rechts. Mit etwas gutem Willen
kann man erkennen, dass dieses Kettenmolekül eine große
Spirale bildet. Es ist ein Makromolekül und dient der Speicherung
von Zucker. (Wenn du Stärke oder Mehl, das zum größten
Teil aus Stärke besteht, auf den Geschmack untersuchst, kannst du
feststellen, dass Stärke 'geschmacklos', besser geschmacksneutral
ist, obwohl sie aus der süß schmeckenden Glukose aufgebaut ist.)
Tierische Stärke heißt auch Glykogen und ist vor allem in der
Leber und der Muskulatur zu finden.
Cellulose, der Baustoff der Pflanzenzellen, ist ebenfalls aus Glukose-Bausteinen
aufgebaut. Allerdings sind die Glukose-Moleküle auf eine andere Art
als bei der Stärke miteinander verbunden. Um diese Art der Verbindung
zu lösen, braucht man besondere Enzyme, über die wir nicht verfügen.
Den Zucker aus der Cellulose können wir deshalb nicht verwerten.
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© (hdm) |
Nachdem du dich jetzt über die Kohlenhydrate informiert hast,
weisst du sicher, ob die Kohlenhydrate zur Energiegewinnung oder als Baustoff
gebraucht werden.
Über
den Abbau von der Stärke in ihre Bausteine und die Wirkung der Enzyme
dabei, kannst du dich mit dem Versuch
zum Stärkeabbau informieren.
Dein Wissen kannst du mit dem
Lückentext zu
Kohlenhydraten überprüfen |
2) Fette
Die Bausteine der Fette
Unten siehst du Beispiele für vier verschiedenen Fette. Wodurch unterscheiden
sich Fette?
Fette, die einigermaßen fest in Form von Fett oder flüssig in
Form von Öl vorkommen, dienen als Energielieferant und Energiespeicher.
Als Phospholipide sind sie Baustoffe in den Membranen der Zellen.
Für eine gesunde Ernährung ist es wichtig zu wissen, dass
der menschliche Körper manche Fettsäuren nicht selbst synthetisieren
kann. Das sind die essentiellen Fettsäuren. Sie müssen mit der
Nahrung aufgenommen
werden.
Da manche Vitamine fettlöslich sind und nur mit Fett aufgenommen
werden können, kann man auf das Essen von Fett
nicht verzichten.
Über
den Abbau von Fett in seine Bausteine und die Wirkung der Enzyme dabei,
kannst du dich mit dem Versuch zur Fettspaltung
durch das Enzym Lipase informieren.
Dein Wissen über Fette und Öle kannst du mit dem
Fett-Lückentext
überprüfen |
3) Proteine
Die Bausteine: Aminosäuren
Rechts findest du die Strukturformeln von drei verschiedenen
Aminosäuren. Bei allen Lebewesen kommen insgesamt 20 verschiedene
Aminosäuren vor.
Aus welchen Elementen bestehen eigentlich diese drei Aminosäuren?
Welche dieser Elemente kommen bei Kohlenhydraten und Fetten nicht
vor?
Wenn man diese drei Moleküle vergleicht, findet man einen Bereich,
der bei allen drei Aminosäuren gleich ist. Welcher Bereich ist das?
Wodurch unterscheiden sich diese drei Moleküle? (Die unterschiedliche
Hintergrundfarbe ist nicht gefragt.) |
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Die 20 verschiedenen Aminosäuren verfügen alle über
ein gleiches Gerüst (links dargestell) und unterscheiden sich nur
durch den mit einem fetten R dargestellten Rest (rechts).. |
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Der Name Aminosäure kommt von den beiden reaktiven Gruppen, der
basisch reagierenden Amino-Gruppe -NH2 (rot blinkend) und der
sauer reagierenden Carboxylgruppe -COOH (lila blinkend). |
Die Peptidbindung
Zwei Aminosäuren (Bild oben) können sich durch eine Reaktion
zwischen der Carboxylgruppe der einen Aminosäure und der Aminogruppe
der anderen Aminosäure (Bild Mitte) zu einem Dipeptid verbinden. Dabei
tritt Wasser aus.(Bild unten)
Auf die gleiche Art und Weise können sich an beiden Seiten weitere
Aminosäuren anlagern, so dass ein langes Polypeptid entsteht.
Sehr lange Polypeptide bezeichnet man als Proteine oder Eiweiße.
Aufgaben der Proteine
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Proteine dienen als Baustoffe z.B. in Muskulatur, in Bindegewebe, in den
Membranen der Zellen, in den Ribosomen und an den Chromosomen
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Sie wirken in Form von Enzymen als Biokatalysatoren bei allen Stoffwechselvorgängen
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Als Immunglubuline ( = Antikörper) wirken sie bei der Infektabwehr.
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Manche Proteine sind Hormone (Botenstoffe).
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Proteine können auch als Energieträger verwertet werden
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Beispiel für ein Polypeptid aus 12 Aminosäuren:
(Diese bildliche Darstellung einer Aminosäuresequenz
ist stark vereinfacht. Man muss sich vorstellen, dass in Wirklichkeit die
Reste alternativ nach oben und nach unten zeigen.)
Wichtig zu wissen ist, dass manche Aminosäuren nicht von unserem
Körper synthetisiert werden können. Das sind die essentiellen
Aminosäuren, die unbedingt mit der Nahrung aufgenommen werden müssen.
Fehlen sie, so entstehen Mangelerscheinungen.
Creatin als Beispiel für den Umbau von Aminosäuren zu wichtigen Körpersubstanzen:
Obwohl der Körper grundsätzlich in der Lage ist, die meisten
Stoffe oder Aminosäuren selbst zu produzieren, kann es manchen
Umständen jedoch auch zu Mangelerscheinungen kommen.
Creatin ist essenziell für die Versorgung der Muskulatur mit
Energie und kann aus den drei Aminosäuren Glycin, L-Arginin
oder L-Methionin synthetisiert werden. Etwa die Hälfte des
täglichen Bedarfs wird in der Leber, den Nieren und der
Bauchspeicheldrüse produziert. Creatin wird aber auch über
die Nahrung aufgenommen und zwar erster Linie über Fleisch
und Fisch. Die erforderliche tägliche Zufuhr sollte zwischen
2 und 4 Gramm betragen.
Vegetarier und Veganer supplementieren Creatin
deshalb manchmal, um einem Mangel vorzubeugen. Auch Sportler nutzen
oftmals Creatin in Form von Nahrungsergänzungsmitteln, da sich
dies positiv auf den Muskelaufbau auswirken kann. Grundsätzlich
kann man aber sagen, dass der Mensch bei einer gesunden,
abwechselungsreichen Ernährungsweise sehr gut ohne ergänzende
Mittel auskommt.
Mit dem
kannst du überprüfen, was du über Nährstoffe
gelernt hast.
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