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Siehe auch: Ernährungslehre > Kohlenhydrate

Glucose

Alkohole - einfache Kohlenhydrate - Hexosen - Monosaccharide - Disaccharide - Polysaccharide

Glucose - Fructose - Galactose - Ribose/Desoxyribose - andere

Eigenschaften

Feste Glucose C6H12O6 ist ein süß schmeckendes weißes Pulver mit einer Dichte von 1,56 g/cm3 und einem Schmelzpunkt von 146 ºC. Glucose ist sehr gut wasserlöslich; bei 20 ºC lösen sich ca. 470 Gramm Glucose in einem Liter Wasser (das wird nur noch von der Fructose übertroffen).

Die sehr gute Wasserlöslichkeit der Glucose erklärt sich durch die vielen OH-Gruppen, die im Molekül vorkommen:

Glucose-Molekül in der Sesselform

Glucose-Molekül in der Sesselform

Jede dieser fünf Hydroxyl-Gruppen kann mit Wasser-Molekülen Wasserstoffbrücken-Bindungen eingehen, und das erklärt die hohe Wasserlöslichkeit der Glucose (und anderer Zucker).

Bedeutung

Ernährungslehre
Vorkommen von Glucose in Pflanzen

Glucosegehalt verschiedener Früchte, die Daten stammen aus dem Ernährungslehre-Lehrbuch von Cornelia SCHLIEPER.

Die Tabelle oben zeigt den Glucosegehalt verschiedener Früchte in Gramm je 100 Gramm Frucht, außerdem den Brennwert in kcal pro 100 Gramm Frucht.

Glucose ist das wichtigste Kohlenhydrat im menschlichen Körper. Die Glucose-Konzentration im Blut wird als Blutzuckerspiegel bezeichnet. Das Gehirn benötigt Glucose als Nährstoff; andere Nährstoffe können die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren.

Biologie

Glucose ist das direkte Reaktionsprodukt der Photosynthese und kann von der Pflanze zu Fructose, Galactose und anderen Monosacchariden umgebaut werden, außerdem zu Saccharose sowie zu den Polysacchariden Stärke und Cellulose. Diese werden mit der Nahrung von den Tieren und Menschen aufgenommen und dann wieder zu Glucose abgebaut. Die so aufgenommene Glucose gelangt über den Blutkreislauf zu den einzelnen Zellen, wo sie dann in einem recht komplexen Prozess (Glycolyse, Citratzyklus, Atmungskette) in die universelle Energiewährung ATP umgewandelt wird.

Chemie
Ringbildung bei der Glucose

Ringbildung bei der Glucose

Die Ringbildung bei der Glucose geschieht über eine intramolekulare nucleophile Addition. Die mit einem blauen Punkt gekennzeichnete OH-Gruppe lagert sich an die C=O-Doppelbindung (roter Punkt) an. Dabei können zwei leicht unterschiedliche Ringe entstehen, nämlich einmal die alpha-Glucose, bei der die rot gekennzeichnete OH-Gruppe nach "unten" aus der Ringebene herausragt, und einmal die beta-Glucose, bei der diese OH-Gruppe nach "oben" aus der Ringebene herausragt.

Auf den ersten Blick mag dieser Unterschied klein und unwichtig sein. Aber dieser kleine Unterschied zwischen alpha-Glucose und beta-Glucose ist dafür verantworlich, dass es Stärke und Cellulose gibt, zwei völlig unterschiedliche Polysaccharide. Das eine können wir mit der Nahrung aufnehmen und vollständig verdauen, das andere können wir zwar auch mit der Nahrung aufnehmen, aber nicht verdauen, weil uns die entsprechenden Enzyme fehlen.

Sehr detaillierte Informationen (sehr chemisch!) zur Ringbildung und zum Unterschied zwischen alpha- und beta-Glucose finden Sie auf der tollen Webseite von Prof. Blume.

Weitere Einzelheiten

Ich will hier der Wikipedia oder anderen großen Webseiten keine Konkurrenz machen, daher spare ich mir hier weitere Einzelheiten zur Glucose, die auf den anderen Seiten viel ausführlicher dargestellt werden (siehe Links rechts oben).

Dieses Thema ist nicht nur für den Biologie-Unterricht der Einführungsphase (EF, Stufe 10) interessant, sondern auch für den Chemie-Unterricht der Stufe 9 und EF sowie für den Ernährungslehre-Unterricht der Stufe EF.

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