6.2.2 Die Grundlagen der organischen Chemie auf biochemische Fragestellungen anwenden
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können die Grundlagen der organischen Chemie auf biochemische Fragestellungen anwenden.
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1000 schönste Klausuraufgaben zur Organisch-chemischen Grundvorlesung
Eine umfangreiche Sammlung von 1000 Klausuraufgaben der universitären organisch-chemischen Grundvorlesung, geordnet nach Themengebieten (Nomenklatur, Stereochemie, Reaktionsmechanismen, Synthese, Spektroskopie u.v.m.). Die Aufgaben sind teils kreativ und alltagsbezogen (Contergan, Östron, Pheromone, Olivenöl vs. Motoröl) und vielfach als Klausur-Originalaufgaben praxisnah formuliert. Lösungen sind nicht enthalten; das Material richtet sich an Studierende, übersteigt das Schweizer Gymnasium deutlich und eignet sich höchstens für Spitzenlernende im Schwerpunktfach oder für Matura-/Olympiadevorbereitung.
Sulfonamide als Medikamente: Synthese, Wirkungen und Nebenwirkungen
Umfassende, gebrauchsfertige Unterrichtseinheit zu Sulfonamiden als Antibiotika: theoretische Erarbeitung der Reaktionsmechanismen, dreistufige organische Synthese im Praktikum, IR-Spektroskopie, bakterielle Hemmtests und interaktives Molecular Modelling mit JSmol. Alle Lernaufgaben mit Lösungen, mehrfach erprobt und didaktisch kohärent aufgebaut.
Kohlenhydrate – Leitprogramm in Chemie
Selbstständig zu bearbeitendes Leitprogramm zu den Kohlenhydraten (Mono-, Disaccharide, Polysaccharide, fakultativ Stereochemie) mit klarer Fundamentum/Additum-Gliederung. Verbindet verständliche Theorie mit regelmässigen Aufgaben inkl. Lösungsordner, eigenen Laborexperimenten, einem Degustationsexperiment, Videosequenzen und einem Molekülbaukasten. Zugewiesene Lernziele, Kapiteltests und ein lebensnaher Einstieg (Brot, Schoggi, Sportler-Traubenzucker) machen es zu einem fast vollständigen, motivierenden Unterrichtspaket.
Selektive Inhibitoren: Moleküle interaktiv in Enzymtaschen docken
Interaktives Online-Werkzeug, mit dem Schüler:innen Moleküle A–E in die aktiven Zentren der Enzyme DHPS und Carboanhydrase hineindocken und so die Selektivität von Inhibitoren (Antibiotikum vs. Enzymhemmer) selbst erkunden. Eine präzise Schritt-für-Schritt-Anleitung führt durch Auswahl, 3D-Steuerung, Docking, Wasserstoffabspaltung und Überprüfung mit Wasserstoffbrücken. Die Aufgabe verknüpft Struktur-Wechselwirkungen mit realer Medikamentenentwicklung.
Stoffe und Energie umwandeln – Workshop mit Experimenten zu Thermodynamik und Elektrochemie
Ein Experimentierskript für eine Lehrpersonen-Fortbildung mit 16 Experimenten zu Energiebegriffen: Enthalpie, Aktivierungsenergie, Gibbs-Helmholtz, Entropie, galvanische Zellen und Katalyse. Es verbindet Alltagsmaterialien (Schokolade, Ballon, ZIP-Beutel) mit quantitativer Thermodynamik und liefert Hypothesen-Aufgaben und Teillösungen. Sehr lebendig und fachlich anspruchsvoll, aber ohne geschlossene Schülermaterialien mit Aufgaben-Lösungen.
Selektive Inhibitoren – Medikamente docken mit Sulfanilamid
Interaktives Docking-Arbeitsblatt: Die Lernenden untersuchen mit einer 3D-Viewer-Anwendung, welche Moleküle A–E in die Bindetaschen der Enzyme DHPS und CA passen, um selektive Antibiotika bzw. CA-Hemmer zu identifizieren. Detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitung für Maussteuerung, Docking, Wasserstoffabspaltung und Prüfung der Wasserstoffbrücken, inklusive Vorhersage-Aufgaben und Screenshot-Dokumentation.
Selektive Inhibitoren – Interaktives Docking von Medikamenten in Enzymtaschen
Interaktive Übung, in der Lernende Moleküle A–E selbst in die Bindetaschen der Dihydropteroat-Synthase (DHPS) und der Carboanhydrase (CA) docken und so Zusammenhänge zwischen Molekülstruktur, Bindung und selektiver medikamentöser Wirkung entdecken. Ausführliche Schritt-für-Schritt-Anleitung für Maus- und Touchsteuerung, Vorhersage-Überprüfungs-Zyklen mit Sofortkontrolle, Oberflächen- und Wasserstoffbrücken-Darstellung sowie ein Bezug zu echten PDB-Strukturen (3TZF, 6RL9). Das Material ist der Werkzeug- und Arbeitsauftragsteil einer grösseren Sequenz und setzt eine vorherige Aufgabe zu Sulfanilamid voraus.
Sulfamethoxazol als selektiver Inhibitor – Molecular Docking
Ein interaktives Docking-Praktikum: Lernende positionieren das Antibiotikum Sulfamethoxazol in den katalytischen Zentren von bakterieller DHPS und menschlicher Carboanhydrase und dokumentieren per Screenshot, weshalb Selektivität (wenig Nebenwirkungen) entsteht. Detaillierte Bedienungsanleitung (Maussteuerung, Ausrichtung, Wasserstoffbrücken, Bindetaschen-Darstellung) und eine klare Aufgabenstellung machen es direkt einsetzbar.
Sulfonamide als Antibiotika — Die Bedeutung der Folsäure
Ein umfassendes Arbeitsblatt zur biochemischen Rolle der Folsäure (DNS-Basen- und Methionin-Synthese) und zum Wirkungsmechanismus der Sulfonamide und Antifolate als Antibiotika, inklusive historischem Kontext (Prontosil, Domagk) und aktuellem Alltagsbezug (Folsäureanreicherung, Bactrim). Enthält 15 Aufgaben mit integrierten Lösungen sowie eine zusammenfassende Lückenübung.
Carboanhydrase: Partnerarbeit
Ausführliche step-by-step Anleitung für Schüler:innen, mit dem SwissPDB-Viewer die Carboanhydrase, ihr aktives Zentrum und Enzymhemmer (Sulfonamide) auf molekularer Ebene zu erkunden. Enthält Lernaufgaben mit Musterlösungen zum kompetitiven Hemmungsmechanismus, H-Brücken und zum manuellen Docking eines Medikamentenstoffs.
Einfache Versuche mit Lebensmitteln: Kunsthonig, Karamell und Margarine
Ein Praktikums-Handout aus Biel (2003) für den Grundlagenunterricht, in dem Schüler:innen mit Alltags-Lebensmitteln experimentieren: Karamell herstellen, «explodierende Bonbons», Kunsthonig aus Sacharose, der Fehling-Test zur Unterscheidung und eine eigene Wasser-in-Öl-Emulsion als Margarine. Der Bezug zur Alltagserfahrung (essen, schmecken, Brötchen) macht das Material lebendig; die Bearbeitungshilfen für Beobachtung und Auswertung sind aber nur als Lückenblatt vorhanden, ohne eigene Lösungsangaben.
Kunststoffe – Dossier für das EF Chemie (Eigenschaften, Herstellung, Recycling)
Ein ausführliches, experimentbasiertes Dossier zum Thema Kunststoffe für das Ergänzungsfach Chemie: Eigenschaften und Verwendung, Einteilung (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere), Synthese durch Polykondensation, -addition und -polymerisation sowie Recycling. Acht nummerierte Experimente (u.a. Superabsorber aus Babywindeln, Nylonfaden, Polystyrol-Synthese) mit Vorgehen, Beobachtungen und ausformulierten Auswertungen; Theorie wiederholt und vertieft Grundlagenfach-Inhalte (zwischenmolekulare Kräfte, Mechanismen, Thermodynamik).
Carboanhydrase: Isolierung, Aktivität und Hemmung – Partnerarbeit-Experiment
Ausführliche Laboranleitung zur Isolierung der Carboanhydrase aus Schweineblut und zur Messung ihrer Aktivität mit Phenolrot-Indikator sowie zur Hemmung durch reale Sulfonamid-Medikamente (Diamox, Bactrim, Trusopt). Enthält Einleitung mit chemischem Hintergrund, detailliertes Vorgehen, strukturierte Auswertungsfragen und vollständige Lösungen. Das Experiment verbindet Säure-Base-Chemie, Indikatoren, Enzymkinese und Struktur-Wirkungs-Betrachtungen mit Bezug zu Medikamenten aus der Apotheke.
Dracula-Tee: Chemolumineszenz-Versuch mit Chlorophyll und Oxalsäureestern
Präparierte Versuchsvorschrift «Dracula-Tee»: Aus Pfefferminztee wird Chlorophyll extrahiert, das in einer Chemolumineszenz-Reaktion mit Oxalsäureester und Wasserstoffperoxid unter UV-Licht intensiv rot leuchtet. Das Material enthält Sicherheitsangaben (GHS, H-/P-Sätze), Entsorgungshinweise, eine Lösungs-Auswertung mit Fragen sowie eine detaillierte fachliche Auswertung inklusive Reaktionsmechanismus und Reaktionsschema.
Mechanismus der DHPS – Antibiotika-Wirkung mit 3D-Molekülansichten erkunden
Interaktives Lernmodul zum Reaktionsmechanismus der Enzym DHPS, anhand dessen Antibiotika wie Sulfamethoxazol wirken. Mit 3D-Röntgenstrukturen und strukturierten Aufgaben untersuchen Schüler:innen Bindetasche, Wasserstoffbrücken und Inhibitor-Bindung. Enthält Lösungen und verbindet organische Strukturchemie mit biochemischer Anwendung.
Docking-Übung: Wie Sulfanilamid als Antibiotikum wirkt
Interaktive Jmol-Übung, bei der Schüler:innen das Antibiotikum Sulfanilamid Schritt für Schritt in das Enzym DHPS 'docken' und so verstehen, wie es als kompetitiver Inhibitor wirkt. Vorher werden Inhibitor und Substrat über Ladungsverteilung und Struktur verglichen. Anschauliche biochemische Anwendung mit geführter Anleitung und Lösungen.
Sulfanilamid: Antibiotikum mit Nebenwirkungen
Ein geführter, interaktiver Aufgabenteil, in dem Schüler:innen mit einem 3D-Molekülviewer untersuchen, wie das Medikament Sulfanilamid an zwei verschiedene Enzyme (bakterielle DHPS und menschliche Carboanhydrase) bindet. Anhand von Wasserstoffbrücken, hydrophoben Kontakten und sterischen Gegebenheiten entwickeln sie Ideen, wie man das Molekül gezielt zu einem nebenwirkungsarmen Antibiotikum weiterentwickeln könnte.
Wie Medikamente wirken – Sulfonamide im gymnasialen Unterricht
Ein reichhaltiges Unterrichtskonzept rund um Sulfonamide als Pharmaka, mit eigenständigen Bausteinen: Laborsynthese, Bakterien-Hemmung an der Agarplatte, Enzymhemmung der Carboanhydrase mit Indikator-Farbumschlag sowie Wirkstoffdesign inklusive Molecular Modelling. Enthält ausgearbeitete Lektionenabläufe, Lernaufgaben und Verweise auf frei zugängliche Materialien; erstaunlich eng am Leben der Schüler:innen (echte Medikamente, Gicht, Homöopathie-Kritik).
Sulfanilamid: Antibiotikum mit Nebenwirkungen
Ein Aufgabenblatt, in dem Schüler:innen mit einem interaktiven 3D-Molekülmodell untersuchen, wie Sulfanilamid an zwei verschiedene Enzyme (DHPS und CA) bindet. Sie skizzieren Wasserstoffbrücken, hydrophobe Kontakte und sterische Gegebenheiten und leiten daraus ab, wie man ein nebenwirkungsarmes, spezifisches Antibiotikum entwickeln könnte. Authentischer pharmazeutischer Bezug mit produktiven, transferorientierten Aufgaben ohne Musterlösung.
Interaktives Docking: Wie Sulfanilamid als Antibiotikum ein bakterielles Enzym blockiert
Geführte, interaktive Jmol-Aufgabe, bei der Lernende den Antibiotika-Wirkstoff Sulfanilamid selbst in das katalytische Zentrum der Dihydropteroat-Synthase «docken». Vorher werden über Leitfragen die relevanten strukturellen Ähnlichkeiten zwischen Inhibitor und Substrat (Form, Wasserstoffbrücken, Partialladungen, hydrophobe Bereiche) erarbeitet. Die Lösung wird per Knopfdruck überprüft, anschliessend werden die Wasserstoffbrücken im aktiven Zentrum analysiert und mit Screenshots dokumentiert.
Partnerarbeit: Carboanhydrase – Wirkung und Hemmung (Experiment & Molecular Modelling)
Ausgearbeitete Unterrichtseinheit (6 Lektionen, Partnerarbeit) für das Schwerpunktfach Biologie/Chemie zur Carboanhydrase und ihrer Hemmung durch Sulfonamide. Die Schüler:innen isolieren das Enzym aus Schweineblut, messen im Labor seine Aktivität mit und ohne reale Medikamentenwirkstoffe und untersuchen am Computer-3D-Modell (SwissPDB-Viewer) das aktive Zentrum und die Wirkungsweise der Hemmer. Die Einheit enthält Lehrerleitfaden, Arbeitsblätter, Versuchsanleitungen und Lernaufgaben mit Lösungen sowie PDB-Dateien.
Versuche mit und zu Blut – Hämolyse, Methämoglobin, Katalase und das Blutwunder von Neapel
Praktikumsreihe mit echtem (Schweine-)Blut und Eisensalz-Versuchen: Hämolyse, Oxidation von Hämoglobin zu Methämoglobin, Desoxyhämoglobin, Katalase, Gerinnung, dazu das historische Blutwunder von Neapel als Thixotropie-Thema sowie Kunstblut für Film und Medizin. Die Versuche sind klein, genau beschrieben und mit Sicherheits- und Alltagsbezug (Pökelsalz, Nitrat im Trinkwasser, EPO, Perfluorverbindungen) versehen; gestellte Fragen und Aufgaben (Oxidationszahlen, Gleichungen, Komplex-Skizzen) haben aber keine Lösungen.
Experiment: Isolierung, Aktivität und Hemmung der Carboanhydrase
Detailliertes Praktikumsprotokoll zur Isolierung der Carboanhydrase aus Schweineblut und zur Messung ihrer Hemmung durch reale Medikamente (Diamox, Cotrim, Trusopt). Enthält Einleitung, vollständige Materialliste, Schritt-für-Schritt-Anleitung, Auswertungsfragen samt Lösungen und Lehrpersonentipps.
Sulfanilamid: Antibiotikum mit Nebenwirkungen
Interaktive Aufgabe zum Wirkstoff Sulfanilamid, der an zwei Enzyme (bakterielle DHPS und menschliche Carboanhydrase) bindet und dadurch Nebenwirkungen verursacht. Die Lernenden untersuchen mit einem interaktiven 3D-Modell die zwischenmolekularen Wechselwirkungen und die Bindetaschen beider Enzyme, halten die Ergebnisse in Skizzen fest und entwickeln so Grundlagen, um spezifische Inhibitoren ohne Nebenwirkungen zu entwerfen.
Medizinische Chemie – Wirkstoffe, pH-abhängige Löslichkeit und Arzneistoffentwicklung
Umfassendes Skript zur medizinischen Chemie für das Grundlagenfach Chemie: Es erklärt molekulare Grundlagen der Arzneistoffwirkung (Targets, Wechselwirkungen, ADME), leitet die Henderson-Hasselbalch-Beziehung her und behandelt pH-abhängige Löslichkeit mit einem Experiment zur Benzoesäure sowie Anwendungsbeispielen (HIV-Medikamente, Lidocain, Paracetamol).
Die Substratspezifität der Enzyme Trypsin und Chymotrypsin
Ein zweiteiliges Praktikum: Die Substratspezifität von Trypsin und Chymotrypsin wird zunächst biochemisch mit Phenolrot-Indikator an Aminosäure-Estern experimentell untersucht und anschliessend über die 3D-Kristallstrukturen (Jmol auf Swisseduc) erklärt. Das Material verbindet Enzym-Katalyse, Struktur-Funktions-Beziehung und evolutionäre Proteinentwicklung.
Medizinische Chemie – molekulare Grundlagen der Arzneistoffwirkung
Umfassendes Dossier zur medizinischen Chemie für Gymnasien: Es erklärt Targets von Arzneistoffen (am Beispiel des HIV-Vermehrungszyklus), ADME-Eigenschaften, nichtkovalente Wechselwirkungen und Chiralität, leitet die Henderson-Hasselbalch-Beziehung aus dem Massenwirkungsgesetz her und zeigt Anwendungen wie Ion trapping und die Blut-Hirn-Schranke. Enthält ein Schülerexperiment zur pH-abhängigen Löslichkeit von Benzoesäure sowie Aufgaben (u.a. zur absoluten Konfiguration), jedoch keine sichtbaren Lösungen.
Carboanhydrase: Funktion, Wirkungsmechanismus und Hemmung durch Sulfonamide
Theoretisch gut aufgebautes Arbeitsblatt, das anhand der Carboanhydrase enzymatische Katalyse, reversible Gleichgewichte und den Einfluss von Inhibitoren erklärt. Es verknüpft die Biochemie anschaulich mit Physiologie (CO₂-Transport im Blut, Magensäure, Niere) und mit realen Medikamenten (Diamox, Trusopt gegen Grünen Star). Fünf Aufgaben mit Lösungen, darunter offene Transferaufgaben wie das Entwicklung eines eigenen Wirkmechanismus-Schemas.
Carboanhydrase – Reaktionsmechanismus als interaktive Animation mit Strukturdaten
Interaktive Animation des Reaktionsmechanismus der Carboanhydrase, erstellt auf Grundlage von Kristallstrukturdaten aus der Protein Data Bank (PDB-Einträge 5dsi, 5dsj, 1cam). Zusätzlich werden Strukturen mit verschiedenen Inhibitoren (Dorzolamid, Acetazolamid, Sulfanilamid) und einfache Formeldaten der Wirkstoffe bereitgestellt. Das Material ist ein reines Erkundungswerkzeug für die Proteinchemie ohne erklärenden Text und ohne Aufgaben.
Anstandsdamen in der Zelle – wie Chaperone Proteine in Form bringen
Populärwissenschaftlicher Aufsatz der Max-Planck-Gesellschaft über die Proteinfaltung und die Rolle der molekularen Chaperone (GroEL/GroES). Behandelt Aminosäuresequenz, Sekundärstrukturen, Faltungskräfte und die Bedeutung für neurodegenerative Krankheiten. Anschauliche Analogien (LEGO, Spaghetti im Kochtopf), keine Übungen.
Funktion und Hemmung der Carboanhydrase
Ein Auftragsblatt zur Carboanhydrase: Es erklärt anschaulich ihre Rolle beim CO₂-Transport im Blut, bei der Magensäurebildung und der Wasserrückresorption in der Niere sowie den Wirkmechanismus und die medikamentöse Hemmung durch Sulfonamide (Acetazolamid, Dorzolamid). Darauf aufbauend gibt esTransfer-Aufgaben mit Lösungen, u.a. zum Vergleich der Prozesse in Niere und Auge.
Sulfonamide als Antibiotika – Wirkungsweise über die Folsäure-Synthese
Ausführliches Arbeitsblatt zur biochemischen Wirkung von Sulfonamiden und Antifolaten: Es erklärt anschaulich die Rolle der Folsäure bei DNS-Basen- und Aminosäurestoffwechsel, leitet daraus die bakteriostatische und bakterizide Wirkung von Bactrim ab und bindet dies an einen Zeitungsartikel zur Folsäureanreicherung sowie an die Geschichte des Prontosil. 15 aufeinander aufbauende Aufgaben mit Alltags- und Medizinbezug; Lösungen fehlen jedoch.
Warum windet sich die Schwarzäugige Susanna rechts hinauf? – Das Seelos-Modell der Chiralität
Ein anregender Kurzaufsatz, der die makroskopische Drehrichtung kletternder Pflanzen mit der molekularen Chiralität von Zuckern und Aminosäuren verknüpft und dazu ein einfaches Papiermodell («Seelos-Modell») vorstellt. Am Beispiel von Collagen (Gly-Pro-Hypro) wird gezeigt, wie chirale Bausteine Spiralen aufbauen. Didaktisch reizvoll und mit Alltagsbezug, aber eher ein Impuls- und Lehrerdokument ohne Aufgaben oder Lösungen.
μ-Opioid-Rezeptor und Fentanyl: 3D-Modelle und Wirkmechanismus
Unterrichtsmaterial mit 3D-Modellen und Videos zum Wirkungsmechanismus von Fentanyl, Morphin und Opioid-Antagonisten am μ-Opioid-Rezeptor. Die Unterlagen erklären die Rezeptorkonformation, die G-Protein-Signalübertragung inklusive cAMP-Hemmung, Ionenkanal-Regulation und Hyperpolarisation bis zur molekularen Uhr durch GTP-Hydrolyse.
Photochemische Umlagerung von Retinal: Der Sehvorgang
Ausführlicher, gut geschriebener Theorietext einer Kantonsschule über den Sehvorgang: vom beta-Carotin über cis-trans-Isomerisierung des Retinals bis zur Photorezeption in Stäbchen und Zapfen. Die Isomerisierungsenergie wird quantitativ mit Bindungsenergien und dem sichtbaren Spektrum verknüpft, ergänzt um evolutionsbiologische Betrachtungen. Eine anspruchsvolle Diskussionsfrage zu Thermodynamik vs. Kinetik beschliesst den Text.
Leitprogramm Enzyme – Computer-Übung: 3D-Visualisierung mit JSmol
Computergestützte Abschlussübung zum Leitprogramm «Enzyme»: Schüler:innen erkunden mit JSmol-Applets dreidimensionale Proteinstrukturen (Pepsin, HIV-Protease, Phosphatase, Malatdehydrogenase, Hexokinase) und beantworten instruierte Fragen zu aktivem Zentrum, Inhibition, Coenzymen und Induced-Fit. Ausgaben erfolgen als Screenshots in einer Word-Datei.
Kohlenhydrate: Monosaccharide, Di- und Polysaccharide sowie Süssungsmittel
Umfangreiches Skript zu Kohlenhydraten: Aufbau und Darstellungsarten (Fischerprojektion, Haworth) von Mono-, Di- und Polysacchariden, Anomere, Lactose-Insuffizienz, Glycogen sowie Süss- und Zuckeraustauschstoffe mit Daten-Tabelle. Enthält Modellbau- und Zeichenaufgaben sowie Übungsaufgaben mit Alltagsbezug, jedoch ohne Lösungen.
Carboanhydrase: Dorzolamid bei 1YDB docken
Interaktives Werkzeug bzw. Arbeitsanleitung zum Docken von Inhibitoren (Dorzolamid, Acetazolamid, Sulfamethoxazol) an die Carboanhydrase in einer Molekül-Visualisierung. Enthält Bedienhinweise (Maus- und Tastensteuerung, Stereo-Modus) und Beschreibungen der geladenen PDB-Strukturen, aber kaum erklärenden Text oder Aufgaben mit Lösungen.
DNA Structure
Material zur Struktur der DNA: Aufbau aus Nukleotiden, Zucker-Phosphat-Rückgrat und Basenpaarung (A–T, G–C) über Wasserstoffbrücken sowie die Doppelhelix. Verbindet organische Strukturchemie mit einem zentralen biochemischen Molekül.
Photochemische Umlagerung von Retinal: Der Sehvorgang
Ausgearbeitetes Unterrichtsmaterial (mit Lösungen) der Kantonsschule Baden zum Sehvorgang: vom beta-Carotin über Retinal und Rhodopsin bis zur cis-trans-Isomerisierung als lichtempfindlichem Mechanismus. Verbindet organische Chemie (Isomerie, Bindungsenergien) mit Biochemie und Thermodynamik/Kinetik, inkl. einer anspruchsvollen Diskussionsfrage mit Musterlösung.
Nachweis wichtiger Bestandteile der Milch und Käseherstellung
Praktikumsanleitung für Schülergruppen: Mit Farbstoff-Tests (Methylenblau, Sudan III), Biuret-Reaktion, UV-Fluoreszenz, Silbernitrat- und Fehling-Nachweis werden Eiweiss, Fett, Vitamin B2, Chlorid und Milchzucker in Milch nachgewiesen. Als Höhepunkt wird abschliessend selbst Frischkäse ('Turbokäse') hergestellt und verkostet.
Holz-Verzuckerung: Glucose aus Sägemehl gewinnen und nachweisen
Praktikumsanleitung zur Gewinnung von Glucose aus Sägemehl durch säurekatalysierte Hydrolyse von Cellulose («Holz-Verzuckerung») mit anschliessendem Nachweis via Fehling-Probe. Enthält kurze Theorie, detaillierte Arbeitsvorschrift mit Sicherheitshinweisen, Entsorgung und sechs Aufgaben ohne Lösungen. Der historisch-biobasierte Kontext (Treibstoff aus Biomasse) ist alltagsrelevant.
Coffein –Chemie, Physiologie und Doping eines Alltagsstoffs
Umfassendes, quellenbelegtes Dossier über Coffein: Geschichte, Vorkommen, Struktur und Stoffdaten, physiologische Wirkung, Toxizität, Doping im Sport mit einem dynamischen Simulationsmodell zur Coffeinkinetik sowie Aufgaben. Der Alltagsbezug (Kaffee, Energy Drinks, Sport) ist stark, die Doping-Simulation mit Stella-Modell und Messdatenvergleich ist ein besonders anschaulicher Teil. Als Material für Schüler:innen fehlen allerdings Musterlösungen zu den Aufgaben und eine didaktische Aufbereitung des Anfangs.
Photochemische Umlagerung von Retinal: Der Sehvorgang
Ausführlicher, gut geschriebener Fachtext über die photochemische cis-trans-Isomerisierung des Retinals beim Sehvorgang: von beta-Carotin über Rhodopsin bis zur energetischen Begründung, warum das Auge gerade den sichtbaren Spektralbereich nutzt. Enthält eine anspruchsvolle Diskussionsfrage (Thermodynamik vs. Kinetik) mit Musterlösung sowie einen Abschnitt zu Stäbchen/Zapfen und Farbensehen.
Experimente mit Eppendorfröhrchen
Kopiervorlage für ein Eppendorf-Röhrchen-Laborpraktikum mit ca. 15 Mini-Experimenten zu Gemischen, Bindungslehre, Kinetik, Gleichgewicht, Redox, Organik, Biochemie und Komplexchemie. Die Experimente sind kleinmassstablich, günstig und mit klaren Durchführungsanleitungen versehen; Auswertungsaufgaben (Reaktionsgleichungen, Faustregeln, Konzentrationen, Aufspaltungsdiagramme) sind formuliert.
Organische Chemie, Teil 2 – Chemieskript (funktionelle Gruppen, MWG, Säure-Base)
Umfangreiches Chemieskript, das Übergänge zwischen funktionellen Gruppen (Oxidationszahlen, Amid-/Peptidbindung), typische Stoffklassen (Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Ester, Fette, Aminosäuren) sowie Massenwirkungsgesetz und Säure-Base-Chemie nach Brønsted behandelt. Es enthält anschauliche Alltagsbezüge (Aspirin, Ozonloch, Grillieren, Haushaltschemikalien) und eingestreute Aufgaben, aber keine ausgearbeiteten Lösungen.
Biochemie Grundlagen: Struktur und Funktion von Enzymen und Coenzymen
Grundlagen der Biochemie mit Fokus auf Enzyme, Coenzyme und deren Rolle in Stoffwechselreaktionen. Behandelt Substratbindung, Aktivierungsenergie und die Bedeutung von Vitaminen als Coenzym-Vorstufen. Enthält Übungsfragen mit Lösungen zu enzymatischen Reaktionen und Stoffwechselwegen.
Carboanhydrase – Gruppenarbeit mit Praktikum und Molecular Modelling
Sechslässige Unterrichtssequenz zum Enzym Carboanhydrase mit Gruppenarbeit: Die Lernenden erarbeiten Funktionen und Reaktionsmechanismus des Enzyms, isolieren es im Praktikum und untersuchen die Hemmwirkung von Sulfonamiden. Am Computer nutzen sie SwissPDBViewer als interaktives 3D-Modell für den strukturellen Aufbau und die molekulare Wirkungsweise.
Vitamin C – Chemie, Physiologie und Alltag einer Ascorbinsäure
Umfangreiches Materialsammlung der Kantonsschule Heerbrugg zu Vitamin C mit chemisch-physikalischen Eigenschaften, physiologischer und biochemischer Wirkung, Mangelsymptomen (Skorbut), Bedarf, Toxizität, Vitaminverlusten bei Lagerung/Zubereitung sowie historischen und grossindustriellen Aspekten. Der Text ist stark informationsdicht, teils textlastig mit vielen Zahlenwerten, und endet mit einem ausgearbeiteten Aufgabenteil inklusive Antworten und Interpretationshinweisen.