Opgaver til B7.3

Opgaverne hører til afsnit B7.3 Disaccharider og polysaccharider. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven.

Opgave B7.3.1: Mono-, di- eller polysaccharid

1. Afgør for hvert kulhydrat i tabellen, om det er et monosaccharid, et disaccharid eller et polysaccharid.

Kulhydrat	Gruppe
glucose
saccharose
stivelse
lactose
fructose
cellulose
maltose
glykogen
galactose

2. Hvilke to monosaccharider består hvert af de tre disaccharider af?
3. Hvilket monosaccharid er de tre polysaccharider bygget af?

TipHjælp 1

Et monosaccharid er én enhed, et disaccharid er to enheder, og et polysaccharid er en lang kæde af enheder. Se figuren med de tre grupper af kulhydrater.

TipHjælp 2

Der er tre af hver slags i tabellen. De tre monosaccharider har alle molekylformlen C₆H₁₂O₆. Til spørgsmål b: Se figuren med de tre disaccharider. Glucose er med i dem alle tre.

NoteFacit

1. Grupperne er:

Kulhydrat	Gruppe
glucose	monosaccharid
saccharose	disaccharid
stivelse	polysaccharid
lactose	disaccharid
fructose	monosaccharid
cellulose	polysaccharid
maltose	disaccharid
glykogen	polysaccharid
galactose	monosaccharid

2. Maltose er glucose og glucose. Lactose er galactose og glucose. Saccharose er glucose og fructose.

3. Stivelse, glykogen og cellulose er alle tre bygget af glucose.

Opgave B7.3.2: Find glykosidbindingen

Figuren viser to disaccharider, A og B. De består begge af to glucoseenheder, og carbonatomerne har fået numre. I A er den højre ring vendt om, ligesom glucoseenheden i lactose er det i afsnit B7.3.

Figur 1: To disaccharider til opgave B7.3.2. Oxygenatomet i glykosidbindingen er grønt.

1. Hvilke to carbonatomer forbinder glykosidbindingen i A?
2. Er glykosidbindingen i A en α-binding eller en β-binding? Skriv bindingens fulde navn.
3. Hvilke to carbonatomer forbinder glykosidbindingen i B?
4. Er glykosidbindingen i B en α-binding eller en β-binding? Skriv bindingens fulde navn.
5. Hvilket polysaccharid har samme slags glykosidbinding som A? Hvor i amylopectin finder du samme slags glykosidbinding som i B?

TipHjælp 1

Find det grønne oxygenatom, og følg de to streger ud fra det. Aflæs nummeret på det carbonatom, hver streg ender ved. I B går den ene streg til en CH₂-gruppe, som sidder uden for ringen.

TipHjælp 2

Bogstavet bestemmes af det carbonatom 1, der sidder i glykosidbindingen. Det er carbonatom 1 i den venstre ring i A og i den øverste ring i B. Peger oxygenatomet derfra ned, er det en α-binding. Peger det op, er det en β-binding. Navnet skrives med de to numre, fx α-1,4-glykosidbinding. Til spørgsmål e: Læs om amylopectin og cellulose i afsnittet Polysaccharider i afsnit B7.3.

NoteFacit

1. Carbonatom 1 i den venstre ring og carbonatom 4 i den højre ring.
2. Det er en β-binding, fordi oxygenatomet på carbonatom 1 i den venstre ring peger op. Bindingen er en β-1,4-glykosidbinding.
3. Carbonatom 1 i den øverste ring og carbonatom 6 i den nederste ring.
4. Det er en α-binding, fordi oxygenatomet på carbonatom 1 i den øverste ring peger ned. Bindingen er en α-1,6-glykosidbinding.
5. Cellulose har β-1,4-glykosidbindinger som A. I amylopectin sidder der en α-1,6-glykosidbinding som den i B, hver gang kæden deler sig.

Opgave B7.3.3: Molekylformler for korte kæder

Figuren viser tre kæder af glucoseenheder. Hver sekskant er én glucoseenhed, og hver streg mellem to sekskanter er en glykosidbinding. Glucose har molekylformlen C₆H₁₂O₆.

Figur 2: Tre kæder af glucoseenheder til opgave B7.3.3.

1. Hvor mange glykosidbindinger er der i hver af de tre kæder?
2. Hvor mange vandmolekyler er der fraspaltet, da hver af de tre kæder blev dannet af glucose?
3. Skriv molekylformlen for kæde A.
4. Skriv molekylformlen for kæde B og for kæde C.
5. Skriv reaktionsskemaet for den fuldstændige hydrolyse af kæde C til glucose.

TipHjælp 1

Hver gang der dannes en glykosidbinding, fraspaltes der ét vandmolekyle. Tæl stregerne mellem sekskanterne.

TipHjælp 2

Gang først molekylformlen for glucose med antallet af enheder. Træk så ét H₂O fra for hver glykosidbinding. For kæde A giver det C₁₂H₂₄O₁₂ minus H₂O. Ved hydrolysen skal der ét vandmolekyle til for hver glykosidbinding, der spaltes.

NoteFacit

1. Kæde A har 1 glykosidbinding, kæde B har 2, og kæde C har 3.

2. Der er fraspaltet 1 vandmolekyle for A, 2 for B og 3 for C.

3. To glucose er C₁₂H₂₄O₁₂. Trækker du ét H₂O fra, får du C₁₂H₂₂O₁₁.

4. Kæde B: Tre glucose er C₁₈H₃₆O₁₈. Trækker du to H₂O fra, får du C₁₈H₃₂O₁₆. Kæde C: Fire glucose er C₂₄H₄₈O₂₄. Trækker du tre H₂O fra, får du C₂₄H₄₂O₂₁.

5. Der skal tre vandmolekyler til, ét for hver glykosidbinding:

C₂₄H₄₂O₂₁ + 3 H₂O → 4 C₆H₁₂O₆

Opgave B7.3.4: Lactose bliver dannet

Lactose er sukkeret i mælk. Det dannes i mælkekirtlerne af to monosaccharider.

1. Hvilke to monosaccharider bliver bundet sammen til lactose?
2. Skriv reaktionsskemaet for dannelsen af lactose med molekylformler.
3. Hvad kaldes denne type reaktion, og hvilket lille molekyle bliver fraspaltet?
4. Hvilke to carbonatomer forbinder glykosidbindingen i lactose?
5. Glykosidbindingen i lactose er en β-binding. Hvordan kan du se det på en tegning af lactose?

TipHjælp 1

Find lactose i figuren med de tre disaccharider. Dannelsen af lactose følger samme mønster som dannelsen af maltose i figuren med de to glucosemolekyler.

TipHjælp 2

Begge monosaccharider har molekylformlen C₆H₁₂O₆. En OH-gruppe fra hvert molekyle reagerer, og tilbage mellem ringene sidder ét oxygenatom. Til spørgsmål e: Se på oxygenatomet på carbonatom 1 i galactoseenheden. Peger det op eller ned?

NoteFacit

1. Galactose og glucose

2. Reaktionsskemaet er:

C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O

3. Det er en kondensation. Der bliver fraspaltet et vandmolekyle.

4. Carbonatom 1 i galactose og carbonatom 4 i glucose.

5. Oxygenatomet på carbonatom 1 i galactoseenheden peger op, ligesom OH-gruppen på carbonatom 1 gør i en β-form. Bindingen hedder derfor en β-1,4-glykosidbinding.

Opgave B7.3.5: Hydrolyse af lactose

Lactose kan spaltes igen ved en hydrolyse.

1. Skriv reaktionsskemaet for hydrolysen af lactose med molekylformler.
2. Tegn de to monosaccharider, der dannes, som ringe. Brug tegningen af lactose i figuren med de tre disaccharider.
3. Hydrolysen går meget langsomt i rent vand. Nævn to måder at få den til at gå hurtigt på.
4. Udfyld tabellen med de fire enzymer amylase, lactase, maltase og saccharase.

Stof, der spaltes	Enzym	Produkter
lactose
maltose
saccharose
stivelse

TipHjælp 1

En hydrolyse er det modsatte af en kondensation. Vandmolekylet står derfor til venstre for pilen. Se figuren med hydrolysen af saccharose.

TipHjælp 2

Glykosidbindingen brydes ved det grønne oxygenatom. Hver ring får en OH-gruppe dér, hvor bindingen sad: galactose på carbonatom 1 og glucose på carbonatom 4. Resten af ringene er uændret. Glucoseenheden er vendt om i tegningen af lactose. Tegn glucose, som den plejer at stå, med ringens oxygenatom bagest til højre. Et enzym har navn efter det stof, det spalter.

NoteFacit

1. Reaktionsskemaet er:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

2. De to monosaccharider er galactose og glucose. OH-gruppen på carbonatom 1 må gerne pege ned i din tegning. I vand skifter ringen mellem α-formen og β-formen.

Figur 3: Hydrolysen af lactose i opgave B7.3.5. Vandmolekylet bliver til de to grønne OH-grupper.

3. Lactosen kan koges med en syre, eller der kan tilsættes et enzym. Syrens H⁺ og enzymet er katalysatorer.

4. Tabellen:

Stof, der spaltes	Enzym	Produkter
lactose	lactase	galactose og glucose
maltose	maltase	glucose og glucose
saccharose	saccharase	glucose og fructose
stivelse	amylase	maltose

Opgave B7.3.6: Fire polysaccharider

Figuren viser udsnit af amylose, amylopectin, glykogen og cellulose, men ikke i den rækkefølge. Hver sekskant er en glucoseenhed.

Figur 4: Fire polysaccharider til opgave B7.3.6. De prikkede streger i A er bindinger mellem kæderne.

1. Hvilket polysaccharid viser hver af de fire tegninger?
2. Hvilke to af de fire polysaccharider findes i stivelse?
3. Hvilke glykosidbindinger holder glucoseenhederne sammen i hvert af de fire polysaccharider?
4. Hvad kaldes de bindinger, der er tegnet som prikkede streger mellem kæderne i A? Forklar, hvorfor stoffet i A danner stærke fibre.
5. Forklar, hvorfor mennesker kan fordøje stivelse, men ikke cellulose.

TipHjælp 1

Se efter tre ting i hver tegning: Er kæden lige, eller snor den sig? Har den forgreninger? Er der få eller mange forgreninger? Sammenlign med figuren med de tre måder, glucoseenheder kan sidde sammen på.

TipHjælp 2

Glykogen har flere forgreninger end amylopectin. I en forgrening går glykosidbindingen fra carbonatom 1 til carbonatom 6. Du kan begynde dine sætninger sådan:

• Kæderne i cellulose er helt lige, fordi glykosidbindingerne er …
• De lige kæder ligger tæt side om side og holdes sammen af … mellem OH-grupperne.
• Mennesket har enzymer, der kan spalte …, men ingen, der kan spalte …

NoteFacit

1. A er cellulose, B er amylopectin, C er amylose, og D er glykogen.

2. Amylose og amylopectin. Stivelse er en blanding af de to.

3. Bindingerne er:

Polysaccharid	Glykosidbindinger
amylose	α-1,4-glykosidbindinger
amylopectin	α-1,4-glykosidbindinger i kæden og α-1,6-glykosidbindinger i forgreningerne
glykogen	α-1,4-glykosidbindinger i kæden og α-1,6-glykosidbindinger i forgreningerne
cellulose	β-1,4-glykosidbindinger

4. Det er hydrogenbindinger. Kæderne i cellulose er helt lige, fordi glykosidbindingerne er β-bindinger. De lige kæder ligger tæt side om side og holdes sammen af mange hydrogenbindinger mellem OH-grupperne. Det giver stærke fibre, som ikke kan opløses i vand.

5. Mennesket har enzymer, der kan spalte α-glykosidbindingerne i stivelse, men ingen, der kan spalte β-glykosidbindingerne i cellulose. Cellulose går derfor ufordøjet gennem tarmen som kostfibre.

Opgave B7.3.7: Iodprøven

Seks prøver får hver et par dråber af en opløsning af iod i vand med kaliumiodid.

1. Hvilken farve har opløsningen af iod, før den kommer i kontakt med prøven?
2. Forudsig farven i hver af de seks prøver.

Prøve	Indhold	Farve med iod
1	glucose opløst i vand
2	kartoffelmel rørt ud i vand
3	saccharose opløst i vand
4	vat af bomuld
5	et stykke franskbrød
6	stivelse i vand, som har stået en time ved 37 °C med enzymet amylase

3. Cellulose er bygget af glucose ligesom stivelse. Forklar, hvorfor cellulose alligevel ikke bliver farvet af iod.
4. Forklar farven i prøve 6.

TipHjælp 1

Iod bliver kun blåsort, når der er stivelse i prøven. Find ud af, hvilke af prøverne der indeholder stivelse. Kartoffelmel er stivelse fra kartofler, og bomuld består mest af cellulose.

TipHjælp 2

Farven opstår, fordi iod sætter sig inde i spiralen af amylose. Tænk over, om kæderne i cellulose danner en spiral. Til spørgsmål d: Amylase spalter stivelse til maltose. Er der stivelse tilbage i prøve 6 efter en time?

NoteFacit

1. Den er gulbrun.

2. Farverne er:

Prøve	Indhold	Farve med iod
1	glucose opløst i vand	gulbrun
2	kartoffelmel rørt ud i vand	blåsort
3	saccharose opløst i vand	gulbrun
4	vat af bomuld	gulbrun
5	et stykke franskbrød	blåsort
6	stivelse i vand, som har stået en time ved 37 °C med enzymet amylase	gulbrun

3. Iod giver kun den blåsorte farve, når det sidder inde i en spiral af amylose. I cellulose er glucoseenhederne bundet sammen med β-glykosidbindinger, og kæderne er helt lige. Der er ingen spiral, som iod kan sætte sig i.

4. Amylase har spaltet stivelsen til maltose. Maltose er et disaccharid og har ingen spiral, så iod bliver ved med at være gulbrun.

Opgave B7.3.8: Hvor meget glucose dannes der?

34,2 g saccharose koges med en syre, til al saccharosen er hydrolyseret.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Det ene C₆H₁₂O₆ er glucose, og det andet er fructose.

1. Beregn molarmassen af saccharose og af glucose.
2. Beregn stofmængden af saccharose.
3. Hvor mange mol glucose dannes der?
4. Beregn massen af den glucose, der dannes.
5. Der dannes lige så mange gram fructose som glucose. Tilsammen vejer de to produkter mere end de 34,2 g saccharose. Hvor kommer den ekstra masse fra?

TipHjælp 1

Atommasserne er C 12,01 g/mol, H 1,008 g/mol og O 16,00 g/mol. Stofmængden finder du med formlen n = m / M.

TipHjælp 2

Molarmassen af saccharose er 342,3 g/mol, og molarmassen af glucose er 180,2 g/mol. Reaktionsskemaet viser, at 1 mol saccharose giver 1 mol glucose. Massen af glucose finder du med m = n · M. Til spørgsmål e: Se på venstre side af reaktionsskemaet.

NoteFacit

1. Molarmasserne er

\[ M(\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}) = (12 \cdot 12{,}01 + 22 \cdot 1{,}008 + 11 \cdot 16{,}00)\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 342{,}3\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

\[ M(\mathrm{C_6H_{12}O_6}) = (6 \cdot 12{,}01 + 12 \cdot 1{,}008 + 6 \cdot 16{,}00)\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 180{,}2\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

2. Stofmængden af saccharose er

\[ n(\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}) = \frac{m}{M} = \frac{34{,}2\ \mathrm{g}}{342{,}3\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}} = 0{,}0999\ \mathrm{mol} \]

3. Forholdet mellem saccharose og glucose er 1 : 1. Der dannes derfor 0,0999 mol glucose.

4. Massen af glucose er

\[ m(\mathrm{C_6H_{12}O_6}) = n \cdot M = 0{,}0999\ \mathrm{mol} \cdot 180{,}2\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 18{,}0\ \mathrm{g} \]

Der dannes 18,0 g glucose.

5. Den kommer fra vandet. Ved hydrolysen bliver et vandmolekyle bygget ind for hvert molekyle saccharose, der spaltes. De to produkter vejer tilsammen 36,0 g. Det er 1,8 g mere end saccharosen, og det er massen af de 0,0999 mol vand, der er brugt.

Opgaver med fødevaretema

Mælk, bananer og øl indeholder disaccharider og polysaccharider, som bliver spaltet af enzymer.

Opgave B7.3.mad.1: Lactosefri mælk

Mennesker, der mangler enzymet lactase, får ondt i maven af lactosen i mælk. Mejeriet laver derfor lactosefri mælk ved at tilsætte lactase til almindelig mælk. Efter nogle timer er al lactosen spaltet. Et glas almindelig mælk indeholder 11,7 g lactose.

1. Hvilke to monosaccharider bliver lactosen i mælken til?
2. Skriv reaktionsskemaet for spaltningen af lactose med molekylformler. Hvad kaldes denne type reaktion?
3. Lactosefri mælk smager mere sødt end almindelig mælk, selv om der ikke er tilsat sukker. Forklar hvorfor ved hjælp af tabellen over sødme i afsnit B7.3.
4. Beregn stofmængden af lactose i glasset med almindelig mælk. Molarmassen af lactose er 342,3 g/mol.
5. Beregn, hvor mange gram glucose der er i et glas lactosefri mælk af samme størrelse. Molarmassen af glucose er 180,2 g/mol.

TipHjælp 1

Find lactose og enzymet lactase i tabellen over enzymer i afsnittet Hydrolyse i afsnit B7.3. Tabellen over sødme står i afsnittet Tre disaccharider.

TipHjælp 2

Lactose har sødmen 0,3, og glucose har sødmen 0,7. Til beregningen: Brug n = m / M til at finde stofmængden af lactose. Reaktionsskemaet viser, at 1 mol lactose giver 1 mol glucose. Brug til sidst m = n · M med molarmassen af glucose.

NoteFacit

1. Galactose og glucose

2. Det er en hydrolyse.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

3. Lactose har kun sødmen 0,3. Glucose har sødmen 0,7 og smager altså mere end dobbelt så sødt. Når lactosen er spaltet til glucose og galactose, smager mælken derfor mere sødt.

4. Stofmængden af lactose er

\[ n(\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}) = \frac{m}{M} = \frac{11{,}7\ \mathrm{g}}{342{,}3\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}} = 0{,}0342\ \mathrm{mol} \]

5. Forholdet mellem lactose og glucose er 1 : 1, så der dannes 0,0342 mol glucose.

\[ m(\mathrm{C_6H_{12}O_6}) = n \cdot M = 0{,}0342\ \mathrm{mol} \cdot 180{,}2\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 6{,}16\ \mathrm{g} \]

Der er 6,16 g glucose i glasset med lactosefri mælk. Der er også dannet 6,16 g galactose.

Opgave B7.3.mad.2: En banan modner

En grøn banan er fast og smager ikke sødt. Den indeholder meget stivelse. Mens bananen modner, spalter bananens egne enzymer stivelsen. En elev moser lidt af en grøn, en gul og en brunplettet banan i hver sit reagensglas med vand og tilsætter et par dråber iod.

Figur 5: Iodprøven på tre bananer i opgave B7.3.mad.2.

1. Hvad viser den blåsorte farve i glasset med den grønne banan?
2. Hvilken af de tre bananer indeholder mindst stivelse? Begrund svaret.
3. Stivelsen bliver spaltet til mindre sukkerstoffer, mens bananen modner. Hvad kaldes den type reaktion, og hvilket stof bliver brugt sammen med stivelsen?
4. Skriv reaktionsskemaet for den fuldstændige spaltning af stivelse til glucose. Skriv stivelse som (C₆H₁₀O₅)_n.
5. Forklar, hvorfor en moden banan smager sødt, når en grøn banan ikke gør.

TipHjælp 1

Iod er gulbrun og bliver blåsort, når der er stivelse. Jo mindre stivelse der er i prøven, jo mindre blåsort bliver den. Læs afsnittene Hydrolyse og Iodprøven i afsnit B7.3.

TipHjælp 2

Der skal ét vandmolekyle til for hver glykosidbinding, der spaltes. En kæde med n enheder har n − 1 glykosidbindinger. Når n er flere tusinde, betyder den ene ikke noget, så man regner med n vandmolekyler og n glucosemolekyler. Til spørgsmål e: Stivelse smager ikke af noget, men det gør de små sukkerstoffer.

NoteFacit

1. At den grønne banan indeholder stivelse.

2. Den brunplettede banan. Prøven fra den bliver ved med at være gulbrun, så der er næsten ingen stivelse tilbage.

3. Det er en hydrolyse. Der bliver brugt vand.

4. Reaktionsskemaet er:

(C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O → n C₆H₁₂O₆

5. Stivelse er et polysaccharid og smager ikke af noget. I den modne banan er stivelsen spaltet til små sukkerstoffer som glucose, og de smager sødt.

Opgave B7.3.mad.3: Fra byg til øl

Øl brygges af byg. Bygkorn er fulde af stivelse, men gæren i øllet kan ikke bruge stivelse. Den kan kun bruge små sukkerstoffer. Bryggeren lader derfor først kornene spire til malt. Mens kornene spirer, danner de enzymet amylase. Bagefter knuses malten og står en time i vand på 65 °C. Det kaldes at mæske. Amylasen fra byg arbejder hurtigst ved den temperatur. Den tåler mere varme end kroppens enzymer.

1. Stivelse er en blanding af to polysaccharider. Hvad hedder de, og hvilket monosaccharid er de bygget af?
2. Hvilket disaccharid spalter amylase stivelsen til?
3. Bryggeren tager en prøve af væsken og tilsætter en dråbe iod. Hvilken farve får prøven, hvis der stadig er stivelse tilbage? Hvilken farve får den, når al stivelsen er spaltet?
4. Gærcellerne har et enzym, der spalter disaccharidet fra spørgsmål b. Hvad hedder enzymet, og hvad dannes der? Skriv reaktionsskemaet med molekylformler.
5. Bryggeren må ikke koge malten, før stivelsen er spaltet. Forklar hvorfor.

TipHjælp 1

Se tabellen over enzymer i afsnittet Hydrolyse i afsnit B7.3. Den viser, hvad amylase spalter stivelse til, og hvilket enzym der spalter det stof videre.

TipHjælp 2

Iod bliver blåsort med stivelse og er ellers gulbrun. Til spørgsmål e: Amylase er et enzym, og et enzym er et protein. I afsnit B1.5 lærte du, hvad der sker med et enzym, når det bliver for varmt.

NoteFacit

1. Amylose og amylopectin. De er begge bygget af glucose.

2. Maltose

3. Er der stadig stivelse tilbage, bliver prøven blåsort. Når al stivelsen er spaltet, bliver prøven ved med at være gulbrun.

4. Enzymet hedder maltase. Det spalter maltose til to glucosemolekyler:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2 C₆H₁₂O₆

5. Amylase er et enzym. Bliver det for varmt, denaturerer det. Så passer stivelsen ikke længere i enzymets aktive center, og stivelsen bliver ikke spaltet til maltose. Gæren får derfor ikke noget sukker at arbejde med.