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North Rhine-Westphalia Zentralabitur Nutrition Science practice questions

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Question 1Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche biologische Hauptfunktion erfüllen Kohlenhydrate im menschlichen Stoffwechsel in erster Linie?

  1. Sie dienen als schnell verfügbare Energiequelle und liefern Glucose für die Zellatmung. Correct answer.
  2. Sie wirken als Enzyme bei der Spaltung von Disacchariden im Dünndarm.
  3. Sie bilden die Grundstruktur der Zellmembranen als Doppellipidschicht.
  4. Sie fungieren als Träger für fettlösliche Vitamine im Blutplasma.

Explanation

Kohlenhydrate werden zu Monosacchariden abgebaut und über Glykolyse und Citratzyklus zur ATP-Gewinnung genutzt. Glucose ist besonders für Erythrozyten und Nervenzellen ein Pflichtsubstrat. Strukturbildung und Transport sind anderen Stoffklassen zugeordnet.

Question 2Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welches Monosaccharid ist der zentrale Brennstoff des Gehirns unter normalen Bedingungen?

  1. Ribose
  2. Glucose Correct answer.
  3. Galactose
  4. Fructose

Explanation

Das Gehirn deckt seinen Energiebedarf überwiegend aus Glucose, die über GLUT-Transporter aufgenommen wird. Fructose und Galactose werden erst in der Leber umgewandelt und stehen dem Gehirn nicht direkt zur Verfügung. Ribose dient vor allem der Nucleotidsynthese.

Question 3Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum kann Cellulose vom Menschen nicht energetisch verwertet werden, obwohl sie ein Glucosepolymer ist?

  1. Weil Cellulose keine glykosidischen Bindungen enthält und daher unverdaulich ist.
  2. Weil Cellulose als Fett verstoffwechselt wird und nicht als Kohlenhydrat zählt.
  3. Weil Cellulose im Magen durch Salzsäure vollständig zerstört wird.
  4. Weil menschliche Amylasen ausschließlich α-1,4-glykosidische Bindungen spalten und β-1,4-Bindungen nicht erkennen. Correct answer.

Explanation

Cellulose besteht aus β-1,4-glykosidisch verknüpfter Glucose, während menschliche Verdauungsenzyme wie Amylase auf α-1,4-Bindungen spezialisiert sind. Die spezifische Enzympassung entscheidet über die Spaltbarkeit. Ballaststoffe dienen daher vor allem der Darmmotilität.

Question 4Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle von Glykogen in der Leber korrekt?

  1. Glykogen wird im Blutplasma als Transportform der Glucose verwendet.
  2. Glykogen ist ein Strukturpolysaccharid der pflanzlichen Zellwand.
  3. Glykogen wird in der Leber gebildet und ausschließlich in den Muskelzellen gespeichert.
  4. Glykogen wird in der Leber gespeichert und bei Bedarf zu Glucose abgebaut, um den Blutzucker zu stabilisieren. Correct answer.

Explanation

Die hepatische Glykogenolyse setzt Glucose frei, die über GLUT-2 ins Blut gelangt und die Blutglucosekonzentration aufrechterhält. Muskelglykogen dient dagegen der lokalen Energieversorgung. Transportform im Blut ist freie Glucose, nicht Glykogen.

Question 5Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Ein Sportler isst vor einem Langstreckenlauf eine kohlenhydratreiche Mahlzeit. Welche physiologische Begründung stützt diese Empfehlung am besten?

  1. Kohlenhydrate erhöhen direkt die Muskelmasse durch Proteinsynthese.
  2. Kohlenhydrate erhöhen die Fettverbrennung und senken den Sauerstoffverbrauch.
  3. Kohlenhydrate füllen die Glykogenspeicher, deren Entleerung die Leistungsfähigkeit begrenzt. Correct answer.
  4. Kohlenhydrate wirken als Katalysatoren der Muskelkontraktion.

Explanation

Die muskulären und hepatischen Glykogenspeicher sind bei Ausdauerbelastung ein limitierender Faktor. Eine kohlenhydratreiche Mahlzeit vor Belastung füllt diese Speicher auf und verzögert die Ermüdung. Katalyse und Muskelaufbau sind andere Funktionen.

Question 6Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Eigenschaft unterscheidet gesättigte von ungesättigten Fettsäuren strukturell?

  1. Ungesättigte Fettsäuren enthalten zusätzlich Phosphatgruppen.
  2. Gesättigte Fettsäuren enthalten Doppelbindungen, ungesättigte nicht.
  3. Ungesättigte Fettsäuren enthalten mindestens eine C=C-Doppelbindung, gesättigte enthalten keine. Correct answer.
  4. Gesättigte Fettsäuren sind immer verzweigt, ungesättigte immer unverzweigt.

Explanation

Gesättigte Fettsäuren haben nur Einfachbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen, ungesättigte weisen eine oder mehrere Doppelbindungen auf. Diese Doppelbindungen erzeugen Knicke in der Kette und senken den Schmelzpunkt. Phosphatgruppen gehören zu Phospholipiden, nicht zu Fettsäuren.

Question 7Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum sind cis-ungesättigte Fettsäuren bei Raumtemperatur häufig flüssig, während gesättigte oft fest sind?

  1. Weil cis-Fettsäuren kürzere Ketten haben als gesättigte Fettsäuren gleicher Herkunft.
  2. Weil cis-Fettsäuren hydrophil sind und sich mit Wasser vermischen.
  3. Weil cis-Doppelbindungen die Kohlenstoffkette knicken und die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen verringern. Correct answer.
  4. Weil cis-Fettsäuren mehr Wasserstoffatome tragen und dadurch schwerer sind.

Explanation

Die cis-Konfiguration erzeugt einen Knick in der Acylkette, wodurch sich die Moleküle schlechter aneinanderlagern. Die schwächeren Van-der-Waals-Kräfte senken den Schmelzpunkt. Gesättigte Ketten sind gestreckt und packen dichter.

Question 8Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Funktion erfüllen Triglyceride im menschlichen Körper primär?

  1. Sie übertragen genetische Information in der Zelle.
  2. Sie dienen als Energiespeicher im Fettgewebe und als Isolationsschicht. Correct answer.
  3. Sie bilden die Grundlage der Enzyme im Blutplasma.
  4. Sie transportieren Sauerstoff in den Erythrozyten.

Explanation

Triglyceride speichern chemische Energie im Fettgewebe und wirken als Wärmeisolator sowie als Polster. Pro Gramm liefern sie mehr als doppelt so viel Energie wie Kohlenhydrate. Enzym-, Sauerstofftransport- und Erbfunktionen sind anderen Molekülklassen zugeordnet.

Question 9Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Rolle spielen Phospholipide in biologischen Membranen?

  1. Sie dienen als direkte Vorstufe der Glucose in der Glykolyse.
  2. Sie bilden die Hauptmasse der Energiespeicher im Fettgewebe.
  3. Sie wirken als wasserlösliche Vitamine im Cytoplasma.
  4. Sie bilden durch ihren amphipathischen Charakter eine Doppelschicht mit hydrophobem Kern. Correct answer.

Explanation

Phospholipide haben einen hydrophilen Kopf und zwei hydrophobe Schwänze, wodurch sich in Wasser eine Lipiddoppelschicht bildet. Diese Struktur ist die Grundlage aller Biomembranen. Energiespeicherung ist Aufgabe der Triglyceride.

Question 10Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Ein Patient weist einen Mangel an essenziellen Fettsäuren auf. Welche Aussage erklärt die Notwendigkeit der Zufuhr von Linolsäure?

  1. Linolsäure kann vom Menschen nicht selbst synthetisiert werden, da die benötigte Desaturase fehlt. Correct answer.
  2. Linolsäure ist ein gesättigtes Fett und wird zur Energiegewinnung unbedingt benötigt.
  3. Linolsäure dient ausschließlich als Emulgator im Darm.
  4. Linolsäure wird im Körper aus Glucose gebildet und muss daher nicht zugeführt werden.

Explanation

Der menschliche Körper besitzt keine Desaturasen, die Doppelbindungen jenseits von C9 einfügen können. Daher sind Linolsäure und α-Linolensäure essenziell und müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Sie sind Ausgangssubstanzen für Eicosanoide.

Question 11Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Funktion von Cholesterin in der Zellmembran?

  1. Cholesterin dient als Hauptenergieträger für die Zelle.
  2. Cholesterin moduliert die Membranfluidität und stabilisiert die Lipiddoppelschicht. Correct answer.
  3. Cholesterin erhöht die Fluidität der Membran unabhängig von der Temperatur.
  4. Cholesterin ist ein wasserlösliches Vitamin und wird über den Urin ausgeschieden.

Explanation

Cholesterin lagert sich zwischen die Phospholipide und beeinflusst die Membranfluidität in Abhängigkeit von der Temperatur. Bei hohen Temperaturen verringert es die Fluidität, bei niedrigen verhindert es zu dichte Packung. Zudem ist es Vorstufe von Steroidhormonen und Gallensäuren.

Question 12Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum wird der LDL-Cholesterinspiegel bei erhöhtem Risiko für Arteriosklerose klinisch bedeutsam?

  1. LDL transportiert Cholesterin aus den Geweben zur Leber und senkt dadurch die Plaquebildung.
  2. LDL ist ein Enzym, das Cholesterin in der Leber abbaut.
  3. LDL ist ein wasserlösliches Vitamin, das die Gefäßwände schützt.
  4. LDL transportiert Cholesterin zu peripheren Geweben und kann bei Überangebot in Gefäßwänden abgelagert werden. Correct answer.

Explanation

LDL (Low Density Lipoprotein) liefert Cholesterin an periphere Zellen; bei hoher Konzentration kann es oxidativ verändert in die Gefäßwand eindringen und Arteriosklerose fördern. HDL wirkt dagegen am Rücktransport beteiligt. Die klinische Bedeutung liegt in der Risikobewertung.

Question 13Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle der Gallensalze bei der Fettverdauung korrekt?

  1. Sie transportieren Fettsäuren direkt in die Zellen der Darmschleimhaut.
  2. Sie hydrolysieren Triglyceride direkt in Fettsäuren und Glycerin.
  3. Sie emulgieren Fette zu kleinen Tröpfchen und vergrößern so die Angriffsfläche für Lipasen. Correct answer.
  4. Sie binden Fette an Proteine und bilden Chylomikronen im Magen.

Explanation

Gallensalze sind amphipathisch und emulgieren Fette, wodurch die Oberfläche für die Pankreaslipase vergrößert wird. Die eigentliche Hydrolyse erfolgt durch Lipasen, nicht durch Gallensalze. Die Resorption erfolgt über Mizellen.

Question 14Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aminosäuren sind für den Menschen essenziell und müssen über die Nahrung aufgenommen werden?

  1. Nur Glycin und Alanin
  2. Acht bis neun Aminosäuren, darunter Leucin, Lysin und Tryptophan Correct answer.
  3. Alle 20 proteinogenen Aminosäuren
  4. Nur die schwefelhaltigen Aminosäuren Cystein und Methionin

Explanation

Der Mensch kann acht bis neun Aminosäuren nicht selbst synthetisieren, darunter Leucin, Lysin und Tryptophan. Sie gelten als essenziell und müssen mit der Nahrung zugeführt werden. Cystein und Glycin sind nicht essenziell.

Question 15Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Bindung verknüpft Aminosäuren in einem Protein zu einer Peptidkette?

  1. Eine Esterbindung zwischen zwei Hydroxylgruppen
  2. Eine Peptidbindung zwischen der Carboxylgruppe der einen und der Aminogruppe der anderen Aminosäure Correct answer.
  3. Eine Wasserstoffbrücke zwischen den Seitenketten
  4. Eine glykosidische Bindung zwischen den Carboxylgruppen

Explanation

Die Peptidbindung entsteht unter Wasserabspaltung zwischen der α-Carboxylgruppe und der α-Aminogruppe zweier Aminosäuren. Sie bildet das Rückgrat der Primärstruktur. Wasserstoffbrücken stabilisieren Sekundärstrukturen, sind aber keine Peptidbindungen.

Question 16Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Denaturierung eines Proteins korrekt?

  1. Die Primärstruktur wird gespalten und die Aminosäuren werden freigesetzt.
  2. Die höhere Raumstruktur wird zerstört, ohne dass die Peptidbindungen gespalten werden. Correct answer.
  3. Die Aminosäuresequenz wird verändert und neu angeordnet.
  4. Es entstehen neue Peptidbindungen zwischen den Seitenketten.

Explanation

Bei der Denaturierung werden Wasserstoffbrücken und andere schwache Wechselwirkungen zerstört, wodurch die Sekundär- und Tertiärstruktur verloren gehen. Die kovalenten Peptidbindungen und damit die Primärstruktur bleiben erhalten. Die biologische Funktion geht dabei verloren.

Question 17Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum ist die Tertiärstruktur eines Proteins für seine Funktion entscheidend?

  1. Sie verbindet mehrere Polypeptidketten zu einem Komplex.
  2. Sie kodiert die genetische Information für die Proteinsynthese.
  3. Sie bestimmt die dreidimensionale Anordnung der Seitenketten und damit aktive Zentren oder Bindungsstellen. Correct answer.
  4. Sie legt die Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette fest.

Explanation

Die Tertiärstruktur entsteht durch Faltung der Kette und bildet die räumliche Anordnung der funktionellen Gruppen. Dadurch entstehen aktive Zentren von Enzymen oder Bindungsstellen. Die Aminosäuresequenz ist die Primärstruktur, mehrere Ketten betreffen die Quartärstruktur.

Question 18Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Ein Enzym verliert bei starkem Erhitzen seine katalytische Aktivität. Welche Erklärung ist zutreffend?

  1. Die Peptidbindungen werden vollständig hydrolysiert und die Aminosäuren freigesetzt.
  2. Das Enzym wird in ein Lipoprotein umgewandelt.
  3. Die Tertiärstruktur wird denaturiert, wodurch das aktive Zentrum seine Passform verliert. Correct answer.
  4. Die Aminosäuresequenz wird durch Hitze umgeschrieben.

Explanation

Hitze zerstört die schwachen Wechselwirkungen, die die Tertiärstruktur stabilisieren. Das aktive Zentrum verliert seine spezifische Passform, und das Substrat kann nicht mehr gebunden werden. Die Primärstruktur bleibt dabei erhalten.

Question 19Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Funktion haben Proteine als Transportmoleküle im Blut?

  1. Transportproteine dienen der Speicherung von Glucose im Muskel.
  2. Proteine transportieren nur Kohlenhydrate und keine Lipide.
  3. Hämoglobin transportiert Sauerstoff, Lipoproteine transportieren Lipide. Correct answer.
  4. Proteine transportieren ausschließlich Wasser im Blutplasma.

Explanation

Hämoglobin bindet Sauerstoff in den Erythrozyten, während Lipoproteine wie LDL und HDL Lipide im Plasma befördern. Weitere Beispiele sind Transferrin für Eisen und Albumin für viele kleine Moleküle. Wasser wird vor allem als Lösungsmittel im Plasma transportiert.

Question 20Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die biologische Wertigkeit eines Nahrungsproteins korrekt?

  1. Sie gibt an, wie viel Energie das Protein pro Gramm liefert.
  2. Sie misst die Geschwindigkeit der Proteinverdauung im Magen.
  3. Sie beschreibt, wie gut das Aminosäuremuster eines Proteins dem Bedarf des Menschen entspricht. Correct answer.
  4. Sie gibt an, wie viel Fett das Protein enthält.

Explanation

Die biologische Wertigkeit bezieht sich auf die Übereinstimmung des Aminosäuremusters mit dem menschlichen Bedarf, insbesondere bei essenziellen Aminosäuren. Ein hochwertiges Protein liefert alle essenziellen Aminosäuren in ausreichender Menge. Der Energiegehalt ist davon unabhängig.

Question 21Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum kann eine ausschließlich auf Mais basierende Ernährung zu einem Proteinmangel führen, obwohl Mais Eiweiß enthält?

  1. Mais enthält zu viele essenzielle Aminosäuren, was die Verwertung blockiert.
  2. Maisproteine werden im Magen nicht verdaut und ungenutzt ausgeschieden.
  3. Mais ist arm an Lysin und Tryptophan, sodass das Aminosäuremuster nicht dem Bedarf entspricht. Correct answer.
  4. Mais enthält kein Protein und kann daher keinen Beitrag leisten.

Explanation

Maisprotein ist im Vergleich zum menschlichen Bedarf arm an Lysin und Tryptophan. Diese limitierenden Aminosäuren senken die biologische Wertigkeit und begrenzen die Proteinsynthese. Eine Kombination mit Hülsenfrüchten gleicht das Muster aus.

Question 22Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle der Proteine bei der Immunabwehr korrekt?

  1. Antikörper sind Enzyme, die Bakterien direkt verdauen.
  2. Antikörper sind Proteine, die Antigene spezifisch binden und neutralisieren. Correct answer.
  3. Die Immunabwehr erfolgt ausschließlich durch Lipide in der Zellmembran.
  4. Antikörper bestehen aus Kohlenhydraten und binden Antigene unspezifisch.

Explanation

Antikörper sind Immunglobuline, also Proteine mit spezifischen Bindungsstellen für Antigene. Diese Spezifität beruht auf der variablen Region der Aminosäureketten. Sie markieren Erreger für die Immunabwehr.

Question 23Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Funktion von Strukturproteinen wie Kollagen im Bindegewebe?

  1. Kollagen dient als Energiespeicher im Unterhautfettgewebe.
  2. Kollagen wirkt als Hormon und reguliert den Blutzucker.
  3. Kollagen bildet zugfeste Fasern und verleiht Geweben mechanische Stabilität. Correct answer.
  4. Kollagen transportiert Sauerstoff im Blut.

Explanation

Kollagen ist ein faseriges Strukturprotein mit hoher Zugfestigkeit und bildet die Grundlage von Haut, Sehnen und Knochenmatrix. Seine Funktion ist mechanisch, nicht energetisch oder hormonell. Sauerstofftransport erfolgt über Hämoglobin.

Question 24Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum liefern Proteine pro Gramm etwa gleich viel Energie wie Kohlenhydrate, aber weniger als Fette?

  1. Weil Proteine einen höheren Sauerstoffgehalt als Fette haben und daher weniger reduzierten Kohlenstoff enthalten. Correct answer.
  2. Weil Proteine mehr Wasser binden und dadurch schwerer sind.
  3. Weil Proteine im Körper nicht verbrannt werden und daher keine Energie liefern.
  4. Weil Proteine ausschließlich im Magen verdaut werden und nicht in die Zellen gelangen.

Explanation

Der Energiegehalt hängt vom Reduktionsgrad der Moleküle ab. Fette sind stark reduziert und liefern etwa 9 kcal pro Gramm, während Proteine und Kohlenhydrate etwa 4 kcal pro Gramm liefern. Proteine enthalten mehr Sauerstoff und weniger reduzierten Kohlenstoff.

Question 25Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle der Aminosäure Tryptophan als Vorstufe biologisch aktiver Moleküle?

  1. Tryptophan ist Vorstufe von Cholesterin und Gallensäuren.
  2. Tryptophan ist Vorstufe von Hämoglobin und Myoglobin.
  3. Tryptophan ist Vorstufe von Serotonin und Melatonin. Correct answer.
  4. Tryptophan ist Vorstufe von Insulin und Glucagon.

Explanation

Tryptophan wird zu Serotonin und in der Zirbeldrüse zu Melatonin umgewandelt. Diese Botenstoffe beeinflussen Stimmung und Schlaf-Wach-Rhythmus. Insulin, Cholesterin und Hämoglobin haben andere Vorstufen.

Question 26Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Ein Schüler behauptet, Stärke und Cellulose seien identisch aufgebaut, da beide aus Glucose bestehen. Welche Aussage widerlegt diese Behauptung korrekt?

  1. Stärke verzweigt sich ausschließlich über β-1,6-Bindungen, Cellulose dagegen über α-1,6-Bindungen.
  2. Cellulose ist ein Protein, das lediglich Glucose-Monomere bindet.
  3. Stärke enthält α-1,4-glykosidische Bindungen, Cellulose dagegen β-1,4-glykosidische Bindungen. Correct answer.
  4. Cellulose besteht aus Fructose-Einheiten, Stärke dagegen aus Glucose-Einheiten.

Explanation

Beide Polymere sind Glucose-Polymere, unterscheiden sich aber in der Konfiguration der glykosidischen Bindung: Stärke nutzt α-1,4-Bindungen, Cellulose β-1,4-Bindungen. Diese unterschiedliche Verknüpfung führt zu verschiedenen Raumstrukturen und erklärt, warum menschliche Verdauungsenzyme die β-Bindungen der Cellulose nicht spalten können.

Question 27Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Funktion der Maltase im Dünndarm korrekt?

  1. Sie phosphoryliert Glucose im Enterozyten.
  2. Sie spaltet Maltose in zwei Glucose-Moleküle. Correct answer.
  3. Sie spaltet Laktose in Glucose und Galactose.
  4. Sie baut Stärke direkt zu Fettsäuren ab.

Explanation

Maltase ist ein Bürstensaumenzym, das das Disaccharid Maltose hydrolytisch in zwei Glucose-Moleküle zerlegt. Erst diese Monosaccharide können über die Enterozyten aufgenommen werden. Laktose wird dagegen von der Laktase gespalten.

Question 28Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Nach einer stärkereichen Mahlzeit steigt der Blutglucosespiegel. Welche hormonelle Reaktion stellt die Glucose-Homöostase am wirksamsten wieder her?

  1. Adrenalin steigert die Glucoseaufnahme in das Fettgewebe.
  2. Cortisol senkt den Blutglucosespiegel durch Hemmung der Gluconeogenese.
  3. Insulin fördert die Aufnahme von Glucose in Muskel- und Fettzellen sowie die Glykogensynthese. Correct answer.
  4. Glucagon fördert die Glykogensynthese in der Leber.

Explanation

Insulin wird bei hohem Blutglucosespiegel aus den β-Zellen des Pankreas freigesetzt und senkt ihn, indem es die Glucoseaufnahme in insulinabhängige Gewebe und die Glykogensynthese fördert. Glucagon wirkt gegensätzlich und erhöht die Glucosefreisetzung.

Question 29Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle der Ballaststoffe im Dickdarm korrekt?

  1. Ballaststoffe hemmen die Wasserbindung im Kolon und wirken abführend durch Dehydratation.
  2. Lösliche Ballaststoffe werden von Dickdarmbakterien zu kurzkettigen Fettsäuren fermentiert. Correct answer.
  3. Ballaststoffe dienen als direkt resorbierbare Energiequelle im Dickdarm.
  4. Ballaststoffe werden im Dünndarm vollständig zu Glucose hydrolysiert.

Explanation

Lösliche Ballaststoffe wie Pektine werden im Kolon von der Darmflora fermentiert; dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren wie Butyrat, die von der Darmschleimhaut genutzt werden. Unlösliche Ballaststoffe erhöhen dagegen vor allem das Stuhlvolumen durch Wasserbindung.

Question 30Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Bei einer Person mit unbehandeltem Diabetes mellitus Typ 1 fehlt Insulin. Welche Stoffwechselfolge ist am wahrscheinlichsten?

  1. Verstärkter Fettabbau mit Bildung von Ketonkörpern. Correct answer.
  2. Erhöhte Glucoseaufnahme in die Muskelzellen.
  3. Verminderte Freisetzung von freien Fettsäuren aus dem Fettgewebe.
  4. Gesteigerte Glykogensynthese in der Leber.

Explanation

Ohne Insulin können Zellen Glucose kaum aufnehmen, sodass der Körper verstärkt Fett mobilisiert. Der intensive Fettabbau in der Leber erzeugt Ketonkörper, die im Blut ansteigen und eine Ketoazidose verursachen können.

Question 31Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle der Lipase bei der Fettverdauung korrekt?

  1. Sie emulgiert Fette zu feinen Tröpfchen.
  2. Sie spaltet Cholesterinester in der Gallenblase.
  3. Sie verestert Fettsäuren mit Glycerin zu Triglyceriden.
  4. Sie hydrolysiert Triglyceride zu Monoglyceriden und freien Fettsäuren. Correct answer.

Explanation

Die pankreatische Lipase spaltet Triglyceride hydrolytisch in freie Fettsäuren und Monoglyceride, die anschließend mit Gallensalzen Mizellen bilden. Die Emulgierung selbst leisten dagegen die Gallensalze.

Question 32Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum können Fette pro Gramm mehr Energie liefern als Kohlenhydrate?

  1. Fette enthalten mehr glykosidische Bindungen als Polysaccharide.
  2. Fette werden im Magen vollständiger resorbiert als Kohlenhydrate.
  3. Fettsäuren sind stärker reduziert und enthalten pro Kohlenstoffatom mehr Wasserstoff für die Oxidation. Correct answer.
  4. Fettsäuren werden ohne Beteiligung des Citratzyklus oxidiert.

Explanation

Fettsäuren sind stärker reduziert als Kohlenhydrate und liefern bei der β-Oxidation und Atmungskette pro Kohlenstoffatom mehr Reduktionsäquivalente. Daraus ergibt sich der höhere physiologische Brennwert von etwa 9 kcal pro Gramm gegenüber etwa 4 kcal bei Kohlenhydraten.

Question 33Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Funktion von Lipoproteinen beim Fetttransport im Blut korrekt?

  1. Chylomikronen transportieren über die Nahrung aufgenommene Triglyceride aus dem Darm. Correct answer.
  2. VLDL entstehen im Dünndarm aus aufgenommenen Fettsäuren.
  3. LDL transportiert Cholesterin aus den Geweben zurück zur Leber.
  4. HDL transportiert Triglyceride aus der Leber zu den peripheren Geweben.

Explanation

Chylomikronen sind die größten Lipoproteine und transportieren exogen, also mit der Nahrung aufgenommene Triglyceride vom Dünndarm über die Lymphe ins Blut. VLDL und LDL verteilen dagegen endogen in der Leber gebildete Lipide, während HDL Cholesterin zurück zur Leber bringt.

Question 34Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Eine Person nimmt überwiegend gehärtete Fette mit hohem Anteil trans-ungesättigter Fettsäuren auf. Welche gesundheitliche Folge ist am ehesten zu erwarten?

  1. Eine vollständige Einstellung der Fettsäureoxidation in der Leber.
  2. Ein Anstieg des LDL-Cholesterins bei gleichzeitigem Absinken des HDL-Cholesterins. Correct answer.
  3. Ein unmittelbarer Mangel an essenziellen Aminosäuren.
  4. Ein Absinken des LDL-Cholesterins bei gleichzeitigem Anstieg des HDL-Cholesterins.

Explanation

Trans-Fettsäuren wirken ungünstiger auf das Lipoproteinprofil als gesättigte Fettsäuren: Sie erhöhen das LDL-Cholesterin und senken das HDL-Cholesterin, was das kardiovaskuläre Risiko steigert. Damit unterscheiden sie sich klar von cis-ungesättigten Fettsäuren.

Question 35Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Rolle des Stickstoffs in Aminosäuren korrekt?

  1. Stickstoff wird in Proteinen ausschließlich als Nitrat gespeichert.
  2. Stickstoff bildet die Seitenkette jeder Aminosäure.
  3. Stickstoff verbindet die Aminosäuren über glykosidische Bindungen.
  4. Die Aminogruppe enthält Stickstoff und ermöglicht die Bildung von Peptidbindungen. Correct answer.

Explanation

Jede Aminosäure trägt eine Amino- und eine Carboxygruppe; der Stickstoff der Aminogruppe ist an der Peptidbindung beteiligt. Bei der Proteinbiosynthese wird der Stickstoff aus Aminosäuren für neue Peptidbindungen und andere Stickstoffverbindungen genutzt.

Question 36Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Peptidbindung zwischen zwei Aminosäuren korrekt?

  1. Sie entsteht unter Wasserabspaltung zwischen der Carboxygruppe und der Aminogruppe. Correct answer.
  2. Sie ist eine Ionenbindung zwischen geladenen Seitenketten.
  3. Sie entsteht unter Aufnahme von Wasser zwischen zwei Carboxygruppen.
  4. Sie verbindet die Seitenketten zweier Aminosäuren direkt.

Explanation

Bei der Peptidbindung reagiert die Carboxygruppe einer Aminosäure mit der Aminogruppe der nächsten unter Abspaltung eines Wassermoleküls. Die entstehende Bindung hat partiell Doppelbindungscharakter und ist für die Planarität der Peptidkette verantwortlich.

Question 37Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Ein Protein hat bei pH 7 eine kompakte, globuläre Form, entfaltet sich aber bei pH 2. Welche Erklärung ist am zutreffendsten?

  1. Die Aminosäuresequenz des Proteins wird durch den pH-Wert verändert.
  2. Bei pH 2 wird die Primärstruktur in eine andere Reihenfolge umgelagert.
  3. Die Protonierung geladener Seitenketten verändert die Ladungsverteilung und stört Salzbrücken. Correct answer.
  4. Die Peptidbindungen werden bei saurem pH hydrolytisch gespalten.

Explanation

Die Tertiärstruktur wird unter anderem durch Ionenbindungen zwischen geladenen Seitenketten stabilisiert. Ändert sich der pH-Wert, werden diese Gruppen protoniert oder deprotoniert, die Wechselwirkungen brechen und das Protein entfaltet sich. Die Aminosäuresequenz bleibt dabei unverändert.

Question 38Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum ist die biologische Wertigkeit eines Proteins umso höher, je ähnlicher sein Aminosäuremuster dem des menschlichen Körperproteins ist?

  1. Es enthält dann mehr Kohlenhydrate für den Energiestoffwechsel.
  2. Es stehen dann alle essenziellen Aminosäuren gleichzeitig in ausreichender Menge für die Synthese zur Verfügung. Correct answer.
  3. Es wird dann ohne Enzyme direkt ins Blut aufgenommen.
  4. Es hat dann automatisch einen höheren Fettgehalt.

Explanation

Die biologische Wertigkeit beschreibt, wie effizient ein Nahrungsprotein in körpereigenes Protein umgesetzt werden kann. Fehlt auch nur eine essenzielle Aminosäure in ausreichender Menge, wird die Proteinsynthese begrenzt, und die übrigen Aminosäuren werden abgebaut.

Question 39Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Welche Aussage beschreibt die Funktion von Hämoglobin als Transportprotein korrekt?

  1. Es bindet Sauerstoff über Eisenionen im Häm und gibt ihn im Gewebe ab. Correct answer.
  2. Es bindet Glucose und verteilt sie im Körper.
  3. Es dient als Speicherprotein für Eisen in der Leber.
  4. Es transportiert freie Fettsäuren im Blutplasma.

Explanation

Hämoglobin ist ein Protein der Erythrozyten, das Sauerstoff über das zentral gebundene Eisen im Häm reversibel bindet. In saurer, CO2-reicher Umgebung im Gewebe setzt es den Sauerstoff ab. Fettsäuren werden dagegen an Albumin gebunden.

Question 40Nährstoffe und ihre biologische Funktion (Makronährstoffe: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine)

Warum ist eine ausreichende Proteinzufuhr bei einer rein pflanzlichen Ernährung möglich, aber sorgfältig zu planen?

  1. Pflanzliche Proteine werden im Dünndarm nicht resorbiert.
  2. Pflanzliche Proteine können nicht den Energiebedarf decken.
  3. Einzelne pflanzliche Proteine sind oft in einer essenziellen Aminosäure limitiert, was durch Kombination ausgeglichen werden kann. Correct answer.
  4. Pflanzliche Proteine enthalten generell keine essenziellen Aminosäuren.

Explanation

Viele pflanzliche Lebensmittel haben ein limitierendes Aminosäuremuster, etwa Getreide mit wenig Lysin und Hülsenfrüchte mit wenig Methionin. Durch Kombination verschiedener Quellen, etwa Hülsenfrüchte mit Getreide, ergänzen sich die Muster und die biologische Wertigkeit steigt.

Question 41Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Welche Aussage beschreibt die Bioverfügbarkeit eines Mikronährstoffs im ernährungswissenschaftlichen Sinn am treffendsten?

  1. Die Menge eines Nährstoffs, die über den Urin wieder ausgeschieden wird
  2. Die Konzentration eines Nährstoffs im Blutplasma unmittelbar nach dem Verzehr
  3. Die Gesamtmenge eines Nährstoffs, die im Lebensmittel analytisch nachweisbar ist
  4. Der Anteil eines aufgenommenen Nährstoffs, der resorbiert und am Zielort stoffwechselwirksam verfügbar wird Correct answer.

Explanation

Bioverfügbarkeit bezeichnet den Anteil der zugeführten Menge, der nach Resorption tatsächlich für Stoffwechselfunktionen oder Speicher zur Verfügung steht. Sie berücksichtigt Resorptionsquote, chemische Bindungsform und Einflüsse von Matrix und Zubereitung. Die reine Analytik im Lebensmittel sagt darüber nichts aus.

Question 42Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Eisen aus pflanzlichen Lebensmitteln wird als Nicht-Hämeisen bezeichnet. Welche Mahlzeitenkomponente verbessert seine Resorption typischerweise?

  1. Phytinsäure aus Vollkorngetreide
  2. Tannine aus schwarzem Tee
  3. Calcium aus Milchprodukten
  4. Ascorbinsäure, etwa aus Paprika oder Zitrusfrucht Correct answer.

Explanation

Ascorbinsäure reduziert dreiwertiges zu zweiwertigem Eisen und hält es in löslicher Form, wodurch die Resorption von Nicht-Hämeisen steigt. Phytat, Calcium und Tannine hemmen dagegen die Aufnahme. Deshalb sollte man eisenreiche Pflanzenkost mit Vitamin-C-reichen Komponenten kombinieren.

Question 43Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Warum gilt Folsäure in der Schwangerschaftsplanung als kritischer Nährstoff?

  1. Folsäure steuert die Eisenaufnahme der Plazenta direkt
  2. Folsäure wird im dritten Trimester vollständig über die Muttermilch ausgeschieden
  3. Folsäure ist für die Calciumresorption im fetalen Skelett verantwortlich
  4. Ein Mangel in der frühen Embryonalphase erhöht das Risiko für Neuralrohrdefekte Correct answer.

Explanation

Folat ist an der DNA-Synthese und Zellteilung beteiligt, weshalb ein Mangel während der Neuralrohrschließung das Risiko für Defekte erhöht. Deshalb wird eine ausreichende Versorgung bereits vor der Konzeption empfohlen. Die übrigen Funktionen lassen sich dem Folatstoffwechsel nicht zuordnen.

Question 44Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Welche Funktion hat Vitamin D im Calciumhaushalt des Menschen?

  1. Es hemmt die Parathormonsekretion und senkt dadurch den Serumcalciumspiegel
  2. Es ist ein direkter Bestandteil des Hydroxylapatits der Knochenmatrix
  3. Es ersetzt Calcitriol bei der renalen Calciumrückresorption vollständig
  4. Es fördert die intestinale Calciumresorption und wirkt an der Knochenmineralisation mit Correct answer.

Explanation

Calcitriol, die aktive Form des Vitamin D, steigert die Calciumresorption im Darm und reguliert zusammen mit Parathormon den Knochenumbau. Vitamin D ist kein Baustoff des Knochens, sondern ein Hormonvorläufer. Ein Absinken des Serumcalciums würde die Parathormonsekretion steigern, nicht senken.

Question 45Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Ein Jugendlicher isst täglich viel Vollkornprodukte und Hülsenfrüchte. Welche Konsequenz für die Zinkversorgung ist ernährungswissenschaftlich am plausibelsten?

  1. Phytate erhöhen die Zinkresorption durch Chelatbildung
  2. Die Zinkresorption steigt, weil Ballaststoffe die Darmpassage beschleunigen
  3. Vollkorn liefert kein Zink, sodass nur tierische Produkte zur Deckung beitragen
  4. Die Phytatbelastung kann die Zinkresorption senken, obwohl die Zinkzufuhr ausreichend erscheint Correct answer.

Explanation

Phytinsäure bildet mit Zink schwer lösliche Komplexe und mindert die Resorption, weshalb eine hohe Phytatzufuhr die Bioverfügbarkeit trotz ausreichender Gesamtzufuhr einschränken kann. Vollkorn und Hülsenfrüchte sind zwar zinkreich, aber phytatreich. Verarbeitung wie Einweichen und Fermentieren kann die Verfügbarkeit verbessern.

Question 46Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Welche Aussage über die Bioverfügbarkeit von Carotinoiden aus pflanzlichen Lebensmitteln ist korrekt?

  1. Kochen zerstört Carotinoide vollständig und senkt die Verfügbarkeit auf null
  2. Carotinoide werden unabhängig von der Matrix immer zu hundert Prozent resorbiert
  3. Carotinoide werden wasserlöslich resorbiert und benötigen kein Fett in der Mahlzeit
  4. Fettbegleitende Zubereitung und Zerkleinerung erhöhen die Verfügbarkeit fettlöslicher Carotinoide Correct answer.

Explanation

Carotinoide sind lipophil und werden in Mizellen mit Gallensalzen gelöst; deshalb fördern Fett in der Mahlzeit und mechanische Zerkleinerung die Freisetzung aus der Pflanzenmatrix. Hitzebehandlung kann die Verfügbarkeit sogar erhöhen, weil Zellwände aufgeschlossen werden. Eine wasserlösliche Resorption ohne Fett entspricht nicht dem Mechanismus.

Question 47Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Welche Konstellation begünstigt die intestinale Calciumresorption am stärksten?

  1. Hohe gleichzeitige Zufuhr von Oxalsäure aus Spinat und Rhabarber
  2. Hohe Phytatzufuhr aus ungekeimtem Vollkorn
  3. Gleichzeitige Aufnahme großer Mengen an Nahrungsphosphaten ohne Vitamin D
  4. Ausreichender Vitamin-D-Status bei gleichzeitig laktosehaltiger, gut verträglicher Mahlzeit Correct answer.

Explanation

Calcium wird in Abhängigkeit vom Vitamin-D-Status aktiv resorbiert; Laktose kann die Aufnahme zusätzlich leicht begünstigen. Oxalsäure und Phytat bilden schwer lösliche Calciumkomplexe und senken die Verfügbarkeit. Ohne ausreichende Vitamin-D-Versorgung bleibt die aktive Resorption begrenzt.

Question 48Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Warum wird für Säuglinge im ersten Lebensjahr eine Vitamin-K-Prophylaxe empfohlen?

  1. Vitamin K wird im Säuglingsalter vollständig im Dickdarm gebildet und gedeckt
  2. Muttermilch enthält so viel Vitamin K, dass eine zusätzliche Gabe schädlich wäre
  3. Plazentagängigkeit und Muttermilchgehalt sind gering, das Blutungsrisiko durch Mangel ist erhöht Correct answer.
  4. Säuglinge können Vitamin K erst nach dem zweiten Lebensjahr resorbieren

Explanation

Vitamin K passiert die Plazenta nur begrenzt, und der Gehalt in der Muttermilch ist niedrig; zudem ist die Darmflora des Neugeborenen noch nicht ausreichend zur Synthese fähig. Daraus ergibt sich ein Risiko für Vitamin-K-Mangelblutungen. Deshalb wird eine Prophylaxe empfohlen.

Question 49Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Welche Aussage beschreibt den erhöhten Bedarf an Eisen im zweiten und dritten Trimester der Schwangerschaft korrekt?

  1. Der Mehrbedarf entsteht ausschließlich durch den Aufbau der mütterlichen Skelettmuskulatur
  2. Eisen wird im dritten Trimester nicht mehr plazentar transferiert
  3. Das Plasmavolumen steigt stärker als die Erythrozytenmasse, wodurch der Bedarf an Eisen für die Hämoglobinsynthese zunimmt Correct answer.
  4. Der Eisenbedarf sinkt, weil die Amenorrhoe den monatlichen Blutverlust ausgleicht und überkompensiert

Explanation

Die Schwangerschaftshämodilution entsteht, weil das Plasmavolumen stärker zunimmt als die Erythrozytenmasse; dennoch steigt der absolute Eisenbedarf für die Erythrozytenbildung und den fetalen Eisenaufbau. Die Amenorrhoe ersetzt diesen Mehrbedarf nicht. Der plazentare Eisentransfer ist gerade im dritten Trimester hoch.

Question 50Mikronährstoffe, Bioverfügbarkeit und Nährstoffbedarf über den Lebenszyklus

Welche Rolle spielt Vitamin B12 bei der Blutbildung und welche Ernährungsform birgt das höchste Mangelrisiko?

  1. Es ist Bestandteil des Hämoglobins; ein Risiko besteht vor allem bei hohem Fleischkonsum
  2. Es ist Kofaktor der Methioninsynthase; ein hohes Risiko besteht bei rein veganer Ernährung ohne Supplementierung Correct answer.
  3. Es steuert die Calciumresorption; ein Risiko besteht bei laktosefreier Ernährung
  4. Es wirkt als Antioxidans im Zellkern; ein Risiko besteht bei Obst- und Gemüseverzicht

Explanation

Vitamin B12 ist Kofaktor der Methioninsynthase und der Methylmalonyl-CoA-Mutase und damit für DNA-Synthese und Nervenfunktion wichtig. Natürliche Quellen sind fast ausschließlich tierischer Herkunft, weshalb Veganer ohne Anreicherung oder Supplementierung besonders gefährdet sind.