Eiwitten, suikers en vetten (Scheikunde vwo), les 2: Examentraining

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introduction

Examentraining biomoleculen: rekenen aan peptiden en suikers, structuur en bindingen, vetten en formules, enzymen en optimum, met stappenplan en 8 vragen in examenstijl.

Zonlicht door het bladerdak van een moerbeiboom (foto: Loadmaster, CC BY-SA 3.0)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Examentraining

Eiwitten, suikers en vetten: zo pak je examenvragen aan

Les 2 van 3. Laat leerlingen in tweetallen overleggen bij de open vragen. Image credit: Loadmaster (David R. Tribble) / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Wat ga je kunnen?

Ik kan een examenvraag over biomoleculen beantwoorden met structuur, bindingen en enzymwerking.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Zo pak je een examenvraag aan

• 1. Lees: wat is gegeven: een formule, een structuur, een reactie of een grafiek?

• 2. Bepaal: gaat het om een koolhydraat, vet, eiwit of enzym?

• 3. Koppel: het structuurniveau, het bindingstype of de plek in het enzym-substraatcomplex.

• 4. Schrijf: noem het begrip en verklaar op microniveau, met eenheden bij berekeningen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Vraagtype 1: rekenen aan biomoleculen

• Molaire massa van een peptide of suiker: som van de eenheden min de vrijgekomen H₂O.

• Voorbeeld: Gly-Gly is 2 × 75,07 − 18,02 = 132,12 g mol⁻¹. Gebruik M(glucose) = 180,16 en M(H₂O) = 18,02 g mol⁻¹.

Ala is C₃H₇NO₂, Ser is C₃H₇NO₃. Welke formule heeft het dipeptide?

A

C₆H₁₂N₂O₄

B

C₆H₁₄N₂O₅

C

C₆H₁₀N₂O₃

D

C₆H₁₂N₂O₅

Syllabus L1.3 (aminozuren, peptidebinding; de condensatie zelf staat in Organische reacties). C₃H₇NO₂ + C₃H₇NO₃ = C₆H₁₄N₂O₅; bij één peptidebinding gaat één H₂O af: C₆H₁₂N₂O₄. Fout C₆H₁₄N₂O₅: H₂O niet afgetrokken. Fout C₆H₁₀N₂O₃: twee H₂O afgetrokken. Fout C₆H₁₂N₂O₅: alleen twee H afgetrokken, de O vergeten.

Drie glucose-eenheden vormen maltotriose. Wat is M in g mol⁻¹?

A

540,48

B

504,44

C

522,46

D

486,42

Syllabus L1.3. Twee bindingen, dus twee H₂O af: 3 × 180,16 − 2 × 18,02 = 540,48 − 36,04 = 504,44 g mol⁻¹. Fout 540,48: geen H₂O afgetrokken. Fout 522,46: één H₂O afgetrokken. Fout 486,42: drie H₂O afgetrokken. Formule C₁₈H₃₂O₁₆ (controle: 18 × 12,011 + 32 × 1,008 + 16 × 15,999 = 504,44).

De vier soorten bindingen tussen restgroepen in de tertiaire structuur (eigen figuur)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Vraagtype 2: structuur en bindingen

• Bepaal eerst het niveau: hoofdketen (secundair) of restgroepen (tertiair).

• Zwakke bindingen: waterstofbrug, ionbinding, vanderwaals. Covalent: peptidebinding en S–S.

Image credit: Eigen figuur

Een eiwit in een ei verandert bij verhitten van vorm. Welke bindingen breken vooral?

A

De peptidebindingen in de hoofdketen

B

De C–H-bindingen in de restgroepen

C

Alleen de S–S-bruggen tussen restgroepen

D

Waterstofbruggen en zwakke bindingen

Syllabus L2.2 (structuur en optimum). Verhitting verbreekt vooral de zwakke bindingen van de secundaire en tertiaire structuur; de covalente peptidebindingen blijven intact. Fout 1: peptidebindingen zijn covalent en sterk. Fout 3: S–S-bruggen zijn covalent.

Waarom is een alfahelix secundair, niet tertiair?

Syllabus L1.3. Een goed antwoord: de alfahelix is een regelmatige vouwing van de hoofdketen door waterstofbruggen tussen N–H en C=O; de tertiaire structuur is de totale vorm door bindingen tussen restgroepen. Verwachte fout: alleen zeggen dat de helix korter is.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Vraagtype 3: vetten en formules

• Tel de H-atomen: elke C=C geeft twee H-atomen minder dan het verzadigde vetzuur.

• Een verzadigd vetzuur met n C-atomen heeft formule CₙH₂ₙO₂.

Een vetzuur heeft formule C₁₈H₃₀O₂ (geen ring). Hoeveel C=C-bindingen zijn er?

A

3

B

1

C

2

D

4

Syllabus L1.3. Verzadigd is C₁₈H₃₆O₂. Het verschil is 36 − 30 = 6 H-atomen, dus 6 : 2 = 3 C=C-bindingen. Fout 1 of 2: het verschil in H niet gedeeld door twee, of verkeerd geteld. Fout 4: delen door 1,5.

Waarom is een onverzadigd vet vaak vloeibaarder?

Syllabus L1.3 (structuur-eigenschap). Een cis-C=C geeft de keten een knik, de ketens passen minder dicht op elkaar, er zijn minder vanderwaalsbindingen en dus minder energie nodig om ze te scheiden. Verwachte fout: alleen zeggen dat er minder H-atomen zijn.

Enzymactiviteit tegen temperatuur en tegen pH voor twee enzymen (eigen figuur)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Vraagtype 4: enzymen en optimum

• Verklaar met de actieve plaats: vorm én functionele groepen.

• Buiten het optimum verandert de vorm of de lading en past het substraat niet meer.

Image credit: Eigen figuur

Verse ananas breekt gelatine af, ananas uit blik niet. Wat verklaart dit?

A

Het enzym is in het blik verbruikt

B

Het substraat is in het blik veranderd

C

Door verhitten vervormt de actieve plaats

D

Er is te weinig H₂O voor de binding

Syllabus L2.2 (temperatuuroptimum). Ananas in blik is verhit; daardoor verandert de vorm van de actieve plaats van het enzym en wordt gelatine, een eiwit, niet meer afgebroken. Een enzym wordt niet verbruikt (fout 1). Fout 2 en 3 hebben geen verband met de verhitting.

Waarom werkt een maagenzym niet bij pH 8?

Syllabus L2.2 (pH-optimum). Een goed antwoord: bij een andere pH verandert de lading van groepen in de actieve plaats en in de rest van het eiwit, de vorm verandert en het substraat bindt niet meer. Verwachte fout: zeggen dat het enzym wordt verbruikt of 'kapotgaat' zonder lading of vorm te noemen.

Welk vraagtype vind jij het lastigst?

1

Rekenen aan biomoleculen

2

Structuur en bindingen

3

Vetten en formules

4

Enzymen en optimum

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · LEVEN · BIOMOLECULEN

Tips voor op het examen

• Een open keten van n aminozuren heeft n − 1 peptidebindingen en geeft n − 1 H₂O.

• Vraag bij structuur: gaat het om de hoofdketen (secundair) of om restgroepen (tertiair)?

• Noem bij enzymen altijd vorm én functionele groepen van de actieve plaats.

• Controleer formules door de C-, H- en O-atomen links en rechts te tellen.