1 Praktikum zur Organischen Chemie für Studierende des Lehramts WS 2010/11 Praktikumsleitung: Dr. Reiß Assistent(in): Sarah Henkel Name: Johannes Hergt Datum: 1.2.2011 Methodik: Forschend-entwickelnder Unterricht (Kompetenz: Erkenntnisgewinn) Gruppe 11: Naturstoffe und Lebensmittel Versuch: Denaturierung von Eiklar Zeitbedarf Vorbereitung: 15 Minuten Durchführung: 15 Minuten Nachbereitung: 10 Minuten Zusammenfassung Wärme, Säure, Alkohol Polypeptid/Protein Zerstörung der Sekundär- und Tertiärstruktur Chemikalien [2,3] Tab. 1: Verwendete Chemikalien. Eingesetzte Stoffe Summen- formel Menge R-Sätze S-Sätze Gefahren- symbole Schuleinsatz Eiklar Salzsäure (halbkonz.) HCl (aq) 5 mL 34-37 (1/2)-26- 45 C S1 Ethanol C 2 H 6 O (l) 5 mL 11 (2)-7-16 F S1 Kochsalz NaCl (s) 2-3 Spatelspitzen S1 Geräte Mittelgroßes Becherglas (250 mL) 3 kleine Bechergläser (je 50 mL) Magnetrührer Rührfisch 2 Spritzen (je 5 ml) Bunsenbrenner Dreifuß Asbestnetz Schwarze Pappe (Hintergrund)
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Praktikum zur Organischen Chemie für Studierende des ... · nicht an der Peptidbindung beteiligt sind, können sowohl polar (grüne Kugeln in Abb. 7) als auch unpolar (blaue Kugeln
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Praktikum zur Organischen Chemie für Studierende des Lehramts
WS 2010/11
Praktikumsleitung: Dr. Reiß Assistent(in): Sarah Henkel
Kunststoff den ihr aus zwei Phasen „gezogen“ habt.
Lösung: Nylon
Wiederholungsfrage, die der
inhaltlichen Verknüpfung dient,
falls Kunststoffe bereits im
Unterricht behandelt wurden.
(Nylon)
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3) Frage: Welche Struktur(en) werden bei der Denaturierung von Eiweiß zerstört?
Primärstruktur
Sekundärstruktur
Tertiärstruktur
4) Aufgabe: Versuche, die Zerstörung der Wasserstoffbrückenbindungen durch Alkohol
oder Salzsäure anhand der dargestellten, unvollständigen Reaktionsgleichungen zu
erklären. Zeichne dazu die Strukturen des Reaktionsprodukts auf.
Glutaminsäure
Tyrosin
Wasserstoffbrückenbindung
Salzsäure
Ethanol
Des Weiteren können Zusatzfragen eingebracht werden, bei denen das erworbene Wissen
angewendet werden muss. Zum Beispiel:
1) Warum bekommen Menschen bei Krankheiten oder Infektionen Fieber?
(Antwort: Menschen bekommen Fieber, um z.B. Bakterien durch
Proteindenaturierung zu zerstören.)
Lernhilfe 1: Die Hydroxylgruppe des Ethanols kann Wasserstoffbrückenbindungen
mit anderen Hydroxylgruppen oder geladenen funktionellen Gruppen eingehen.
Lernhilfe 2: Protonen (H+) einer starken Säure können mit Anionen eines Salzes
einer schwächeren Säure reagieren.
Lösung: (siehe Abb.11)
Lernhilfe:
zerstörte Primärstruktur:
zerstörte Sekundärstruktur:
zerstörte Tertiärstruktur:
Lösung: Die Sekundär- und Tertiärstruktur werden bei der Denaturierung von
Eiweiß zerstört.
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2) Warum ist Fieber über 42 °C für den Menschen gefährlich?
(Antwort: Fieber über 42 °C ist gefährlich, weil menschliche Enzyme bei dieser
Temperatur denaturieren.)
3) Warum liegt der pH-Wert des Bluts im Normalfall bei 7,4 und nicht bei 7,0?
(Antwort: Da Proteine (z.B. Enzyme) im Blut sonst denaturieren würden. (vgl.
Versuch)
Im Plenum kann der Lehrer anschließend auf unbeantwortete Fragen eingehen und nach
weiteren Protein-Denaturierungs-Phänomenen fragen.
4 Fazit
Der Versuch eignet sich aufgrund der guten Einbettung in den Lehrplan, des geringen
Aufwands, günstiger Chemikalien und dem aus ihm hervorgehenden Erkenntnisgewinn sehr
gut als Schülerversuch.
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Quellenverzeichnis
[1] Versuchsquelle: http://www.conatex.com/ mediapool/versuchsanleitungen/VAD_Chemie_Aminosaeuren.pdf Titel: Aminosäuren-Proteine: Bausteine des Lebens Urheber: CONTATEX-DIDACTIC Lehrmittel Zugriff am: 1. Februar 2011
[2] GESTIS - Stoffdatenbatenbank:
http://biade.itrust.de/biade/lpext.dll?f=templates&fn=main-hit-h.htm&2.0 (Zugriff am 4. Februar 2011) [3] HessGISS - GUV-Regel Umgang mit Gefahrenstoffen im Unterricht Ausgabe Januar 1998 (Aktualisierte Fassung Juni 2004) [4] Vollhardt, K. Peter C. und Neil E. Schore: Organische Chemie. Vierte Auflage. Wiley-
VCH Verlag. Weinheim 2005. S. 1384 ff. [5] http://highered.mcgraw-hill.com/
sites/0072943696/student_view0/chapter2/animation__protein_denaturation.html Titel: Animation: Protein Denaturation Urheber: Seeley, Stephens, Tate Zugriff am: 4. Februar 2011 [6] (nur Graphik)
[7] http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/568denaturation.html Titel: Denaturation of Proteins Urheber: Charles E. Ophart (Elmhurst College) Zugriff am: 7. Februar 2011 [8] Hessischer Lehrplan: Chemie. 2010 http://www.hessen.de/irj/HKM_Internet?uid=3b43019a-8cc6-1811-f3ef-ef91921321b2 (Zugriff am 4. Februar 2011)