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Biochemie

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Chemie

Die Biochemie oder biologische Chemie sind die Fachrichtung der Chemie, die sich mit den chemischen Prozessen in Stoffwechselwegen und Lebewesen befasst. Sie hat in unserer modernen Zeit eine zentrale Bedeutung, da die Kenntnisse über die chemischen Prozesse in Lebewesen, die Entwicklung von Medikamenten und Bekämpfung von Stoffwechselerkrankungen möglich macht. Aus diesem Grund überschneiden sich die Biologie, Chemie und Medizin im Bereich der Biochemie unter Umständen sehr stark. Die Biochemie ist eine bedeutsame Fachrichtung neben den Fachrichtungen anorganische Chemie, analytische Chemie, organische Chemie und physikalische Chemie.



Die wichtigsten Themen in der Biochemie



Die Biochemie hat für dich einige relevante Themen auf Lager, unabhängig davon, ob du Chemie oder sogar Biochemie als Schulfach hast. Damit du ein Profi im Gebiet der Chemie in Lebewesen und den Stoffwechselwegen wirst, gibt es auf StudySmarter für dich folgende Artikel:


Saccharide


Die Kohlenhydrate oder Saccharide sind eine eigene Stoffklasse in der Biochemie.
Sie stehen zentral im Stoffwechsel aller Lebewesen. Erkennen kannst du ein Kohlenhydrat in der Regel an der Endung -ose, so wie bei der Glucose oder Fructose beispielsweise.
Der Name Kohlenhydrat kommt aus der chemischen Zusammensetzung von den meisten Kohlenhydraten, die der Formel genügen.

Pro Kohlenstoff gibt es also ein Wassermolekül in der Summenformel, woher die Annahme kam, dass es sich um hydratisierten Kohlenstoff handelt. 

Zum Thema Saccharide lernst du auf StudySmarter, was Monosaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide sind und du lernst ausgewählte Beispiele kennen, die Glucose, Fructose, Saccharose, Maltose, Cellulose, Stärke und Lactose. Am Beispiel der Saccharide lernst du außerdem noch einiges über Isomere und du lernst Nachweise für reduzierende Zucker kennen. Schau dich doch mal ein wenig um!



Aminosäuren


Aminosäuren bilden die Grundbausteine des heutigen Lebens.
Ohne die Aminosäuren, aus denen unser Körper kleine Peptide bis hin zu großen Proteinen baut, würde das Leben, so wie wir es kennen, nicht existieren. Viele chemische Reaktionen, auf die unser Körper angewiesen ist, sind kinetisch stark gehemmt und müssen daher durch Enzyme mittels Enzymkatalyse katalysiert werden. Aminosäuren werden oft supplementiert, da Mangelerscheinungen gravierende Einflüsse auf unseren Stoffwechsel und somit unseren Körper haben können. 

Du lernst im Thema Aminosäuren alles, was du über die kleinen Bausteine des Lebens wissen musst und wie sie sich mittels Peptidbindung zu großen Makromolekülen entwickeln, die für unseren Körper unerlässlich sind.  


Lipide


Der Begriff Lipide bezeichnet allgemein alle stark wasserunlöslichen Naturstoffe. Darunter zählen unter anderem aber nicht ausschließlich die Fette. Oftmals kommt es zu der Aussage, dass Lipide Fette sind, dabei ist diese Aussage falsch. 

Die Fette sind eine Stoffklasse unter den Lipiden, aber nicht jedes Lipid muss zwangsweise ein Fett sein. Neben den Fetten gibt es auch noch die Fettsäuren, Wachse, Phospholipide, Sphingolipide, Lipopolysaccharide und Isoprenoide. In Organismen werden sie oft für die Speicherung von Energie oder als Strukturkomponente der Zellmembranen eingesetzt. 

Wenn dich Lipide interessieren, lernst du noch etwas über die Fette in dem entsprechenden Artikel.



Kohlenstoffkreislauf


Kohlenstoff durchläuft in unserer Welt einen großen Kreislauf.
Dabei legt der Kohlenstoff große Wege zurück. Aus unserer Atmosphäre als kann es sich im Meerwasser lösen und dort von den Lebewesen aufgenommen werden oder genauso am Land von Pflanzen mittels Photosynthese zu Glucose oder anderen Zuckern verarbeitet werden.
Der Kohlenstoffkreislauf hat aber noch einiges mehr zu bieten.

In dem Artikel zum Kohlenstoffkreislauf lernst du wie der Kohlenstoff um die Welt reist und nachher wirst du unseren Planeten sicherlich ein bisschen besser verstehen!


Zusatzstoffe in Lebensmitteln


Hast du jemals auf eine Verpackungsrückseite geschaut und dich gefragt, was das alles überhaupt bedeuten soll? Oft werden Lebensmitteln chemische Zusatzstoffe hinzugemischt, um ihre Eigenschaften zu verändern. Farbstoffe, Konservierungsstoffe oder Geschmacksverstärker gehören unter anderem dazu. In dem Artikel Zusatzstoffe in Lebensmitteln lernst du, was es mit den Zusatzstoffen auf sich hat, wie du sie erkennst und was ihr Zweck ist.




Ausgewählte Stoffwechselwege


Die Biochemie befasst sich in einem sehr großen Bereich mit den Stoffwechselwegen in Lebewesen.
Es ist wichtig diese zu kennen, um beispielsweise Therapiemöglichkeiten bei Stoffwechselproblemen zu entwickeln. Es gibt eine unglaublich große Bandbreite an Stoffwechselwegen, wie dem TCA-Zyklus oder Zitronensäurezyklus, der Glycolyse oder der Fettsäuresynthese. 

Für dich haben wir ein paar wichtige Stoffwechselwege zusammengestellt, damit du auch weißt, was in deinem Körper beim Sport treiben überhaupt passiert. 

Schau dir daher doch mal die Beiträge Milchsäuregärung und Photosynthese an!



Biochemie – Das Wichtigste auf einen Blick!



  • Die Biochemie ist die Fachrichtung der Chemie, die sich mit den chemischen Prozessen in Stoffwechselwegen und Lebewesen befasst.
  • Die wichtigsten Grundlagen der Biochemie sehen wie folgt aus:
    • Saccharide erkennen, in unterschiedlichen Projektionen zeichnen können, sowie nachweisen können.
    • Aminosäuren erkennen und die Peptidbindung verstehen.
    • Funktionsweise von Proteinen, sowie die Regulation von Enzymen verstehen.
    • Lipide erkennen und verstehen, wie sie vom Körper verwendet werden.
    • Den Kohlenstoffkreislauf nachvollziehen und reproduzieren können.
    • Verstehen, warum Zusatzstoffe in Lebensmitteln hinzugefügt werden.
    • Die Stoffwechselwege der Milchsäuregärung und Photosynthese nachvollziehen und aufzeichnen können.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Biochemie

Eine biochemische Reaktion ist eine Reaktion, die in der Natur beziehungsweise in Lebewesen stattfindet und der Synthese oder Reaktion von Naturstoffen dient. Biochemische Reaktionen sind also all diese chemischen Reaktionen, die in biologischen Systemen ablaufen.

 Die Biochemie ist die Fachrichtung der Chemie, die sich mit den chemischen Prozessen in Stoffwechselwegen und Lebewesen befasst. Sie bildet die Schnittstelle zwischen der Biologie, der Chemie und greift ebenfalls Punkte der Medizin mit auf.

Die Biologie ist diejenige Naturwissenschaft, die sich generell mit dem Leben befasst. Die Biochemie hingegen legt ihr Augenmerk auf die chemischen Prozesse im Bezug auf das Leben. Das bedeutet also, dass Stoffwechselprozesse und andere in Organismen ablaufende Prozesse zum Interessengebiet der Biochemie gehören.

Finales Biochemie Quiz

Frage

Zwischen welchen Arten von Kohlenhydraten wird unterschieden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Monosaccharide
  • Disaccharide
  • Trisaccharide
  • Oligosaccharide
  • Polysaccharide
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Frage

Was für einer Zuckerart lässt sich die Saccharose zuordnen?

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Antwort

Disaccharide

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Frage

Aus welchen Zuckermolekülen besteht die Saccharose?

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Antwort

Aus Glucose und Fructose.

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Frage

Gehört Saccharose zu den reduzierenden Zuckern?

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Antwort

Nein

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Frage

Über welche Bindungsart sind die Zuckermoleküle in der Saccharose verbunden?

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Antwort

Über eine α,β-1,2-glykosidische Bindung.

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Frage

Wo liegt der Schmelzpunkt von Saccharose?

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Antwort

Bei 185 °C.

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Frage

Was bedeutet Chiralität?

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Antwort

Ein Objekt, Stoff oder Molekül verhält sich zu einem anderen wie Bild und Spiegelbild.

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Frage

Aus welcher Pflanze wird kein Haushaltszucker gewonnen?

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Antwort

Zuckerbaum

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Frage

Wie wird die funktionelle Gruppe der Bindung zweier Zucker genannt?

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Antwort

Acetal

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Frage

Welche Darstellungsform wird für Zucker oft verwendet?

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Antwort

Die Haworth-Projektion

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Frage

Was ist für die Haworth-Projektion üblich?

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Antwort

Die Darstellung erfolgt in Form von Ringen.

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Frage

Wofür braucht unser Körper Saccharose?

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Antwort

Als Energielieferant

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Frage

Zwischen welchen Energielieferanten wird in unserem Körper unterschieden?

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Antwort

  • Kohlenhydrate
  • Proteine
  • Lipide
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Frage

Wo wird Saccharose verwendet?

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Antwort

  • Pharmazie: Stabilisator
  • Medizin: Schmerzlinderung
  • Lebensmittel: Konservierung
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Frage

Wie entsteht Saccharose?

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Antwort

  • Durch Photosynthese
  • Durch Spaltung von Polysacchariden in unserem Körper
  • Im Labor aus Glucose und Fructose
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Frage

Was muss gelten, damit von Isomeren gesprochen wird?

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Antwort

  • Identische Summenformel
  • Identische Molekülmasse
  • Andere Strukturformel
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Frage

In welchen Eigenschaften unterscheiden sich Isomere?

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Antwort

  • Physikalische Eigenschaften
  • Chemisches Reaktionsvermögen
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Frage

Welche Arten von Isomerie gibt es?

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Antwort

  • Konstitutionsisomerie
    • Funktionsisomerie
    • Skelettisomerie
    • Stellungsisomerie
    • Bindungsisomerie
  • Stereoisomerie
    • Konformationsisomerie
    • Konfigurationsisomerie
      • Diastereomere
      • Enantiomere
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Frage

Was bedeutet Konstitutionsisomerie?

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Antwort

Die Verbindungen unterscheiden sich in ihrem Aufbau, nicht aber in ihrer Summenformel.

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Frage

Was bedeutet Funktionsisomerie?

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Antwort

Die Summenformel ist identisch, aber die funktionellen Gruppen sind unterschiedlich.

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Frage

Was sind Skelettisomere?

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Antwort

Verbindungen, bei denen sich das Kohlenstoffskelett unterscheidet.

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Frage

Was ist Stellungsisomerie?

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Antwort

Die funktionellen Gruppen sind an anderen Stellen.

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Frage

Was versteht man unter Bindungsisomeren?

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Antwort

Die Verbindungen unterscheiden sich in Position und Anzahl der Sigma- und Pi-Bindungen.

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Frage

Was ist eine funktionelle Gruppe?

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Antwort

Atome, die für die Eigenschaften und dem Verhalten von chemischen Stoffen verantwortlich sind.

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Frage

Was sind Konformationsisomere?

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Antwort

Verbindungen, bei denen die Struktur und Summenformel gleich ist, aber die C-C-Einfachbindungen räumlich anders ausgerichtet sind.

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Frage

Was ist Stereoisomerie?

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Antwort

Stoffe für die gilt:

  • Summenformel gleich
  • Strukturformel gleich
  • Anordnung im dreidimensionalen Raum unterschiedlich
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Frage

Was ist Konfigurationsisomerie?

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Antwort

Konfigurationsisomere sind all diejenigen Stereoisomere, die nicht durch drehen um eine C-C-Einfachbindung erhalten werden. Diese Bindungen werden also ignoriert!

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Frage

Welche Arten von Konfigurationsisomeren gibt es?

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Antwort

  • Enantiomere
  • Diastereomere
    • Cis/Trans-Isomere
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Frage

Was versteht man unter Enantiomeren?

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Antwort

Verbindungen die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten, aber durch Drehungen um C-C-Einfachbindungen nicht ineinander überführt werden können.

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Frage

Was sind Diastereomere?

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Antwort

Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild verhalten.

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Frage

Welche Stereoisomere haben in der Regel unterschiedliche physikalische Eigenschaften?

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Antwort

Diastereomere

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Frage

Was sind Cis-Trans-Isomere?

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Antwort

Isomere, bei denen die Substituenten an einer Doppelbindung unterschiedlich angeordnet sind.

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Frage

Was ist ein Cis-Isomer?

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Antwort

Atomgruppen liegen auf derselben Seite.

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Frage

Wie wird Lactose noch genannt?

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Antwort

Milchzucker

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Frage

Wie enstehen Disaccharide?

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Antwort

Disaccharide entstehen aus zwei Monosaccharide. Sie werden in einer Kondensationsreaktion (Wasserabspaltung) aneinander geknüpft.


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Frage

Welche zwei Arten von glykosidischen Bindungen gibt es?

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Antwort

  • 1,4-glykosidische Verknüpfung
  • 1,1-glykosidische Verknüpfung
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Frage

Welches Enzym braucht man für die Galaktose-Synthese?

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Antwort

Die UDP-Galaktose-4-Epimerase

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Frage

Welches Enzym wird modifiziert, damit die Lactose-Synthase entsteht?

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Antwort

​Die Galaktosyl-Transferase


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Frage

Aus welchen Monosacchariden wird Lactose hergestellt?

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Antwort

  • Glucose
  • UDP-Galactose
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Frage

Welches Enzym wird für den Lactose-Abbau benötigt?

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Antwort

Lactase

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Frage

Wo findet der Lactose-Abbau statt?

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Antwort

Im Dünndarm, vor allem im Duodenum

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Frage

Wofür benötigen wir die Milchsäuregärung?

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Antwort

Zum haltbar machen von Milchprodukten

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Frage

Was fehlt bei der Lactoseintoleranz?

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Antwort

Die Lactase

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Frage

Welches Krankheitsbild wird manchmal mit der Lactoseintoleranz verwechselt?

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Antwort

Die Galaktosämie

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Frage

Was ist das Problem bei einer Galaktosämie?

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Antwort

Galaktose kann nicht abgebaut werden und reichert sich im Blut an.

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Frage

Welche Therapie ist bei einer Galaktosämie anzuraten?

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Antwort

  • Verzicht auf Milch und Milchprodukte
  • Verzicht auf Nahrungsmittel, die Galaktose beinhalten


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Frage

Wo kommt Lactose vor?

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Antwort

Lactose ist ein wichtiger Bestandteil von Milch. Es kommt nicht nur in Milch vor, sondern auch in den meisten Milchprodukten. Aber auch in manchen pharmazeutischen Produkten ist es zu finden.

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Frage

Wie werden Fette definiert?

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Antwort

Fette sind Triglyceride, die aus einem Glycerin und drei Carbonsäuren bestehen.

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Frage

Was sind Fettsäuren chemisch gesehen?

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Antwort

Fettsäuren sind chemisch gesehen langkettige Carbonsäuren, die unverzweigt sind und eine gerade Anzahl an Kohlenstoffatomen haben.

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Frage

Welche Fette können unterschieden werden?

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Antwort

​Es können Fette und fette Öle unterschieden werden. Fette sind bei Raumtemperatur fest und fette Öle sind flüssig.

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