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Kohlenhydrate gehören zu den Naturstoffen und sind organische Moleküle, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Wasserstoff und Sauerstoff sind meist in Form von Hydroxy-Gruppen (OH-Gruppen) an die Kohlenstoffatome gebunden, sodass man die Kohlenhydrate auch als Polyalkohole betrachten kann. Sie verfügen jedoch oft über weitere funktionelle Gruppen, die die Eigenschaften der Kohlenhydrate maßgeblich mitbestimmen.
Die Klasse der Kohlenhydrate stellt die Energiequelle des Lebens dar, weil durch ihren Abbau – unabhängig von Mensch, Tier oder Pflanze – Energie freigesetzt wird. Damit werden entweder Lebensvorgänge aufrechterhalten oder lebensnotwendige Substanzen innerhalb des Körpers gebildet. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Glucose (Traubenzucker), die u. a. bei der Fotosynthese durch $C{O}_2$-Assimilation entsteht.

Die Fotosynthese ist eine Form der autotrophen Assimilation, durch die Pflanzen und Algen Nahrung für sich selbst sowie für alle anderen Lebewesen produzieren. Dabei wird Kohlenstoffdioxid absorbiert und Sauerstoff freigesetzt. Durch Transfer von Wasserstoffatomen aus dem Wasser auf das absorbierte Kohlenstoffdioxid entsteht Glucose. Dieser Prozess geht einher mit einer Oxidation des Wassers bzw. einer Reduktion des Kohlenstoffdioxids. Da Glucose eine energiereiche Verbindung ist, wird Energie für den Ablauf der Reaktion benötigt. Chloroplasten sind in der Lage, Lichtenergie zu sammeln und über eine Elektronentransportkette in chemische Energie (ATP) umzuwandeln (Lichtreaktion). Das gebildete ATP wird in einem Folgeschritt zusammen mit Wasserstoffatomen genutzt, um Glucose zu reduzieren (Dunkelreaktion).

Stickstoff ist eines der Elemente, das alle Lebewesen der Erde für körpereigene Eiweiße benötigen.
Der mit den Lebewesen verknüpfte Kreislauf des Stickstoffs lässt sich in mehrere Abschnitte unterteilen: Fixierung des Luftstickstoffs, Assimilation von Stickstoff in Pflanzen, Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen und Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen in anorganische.

Das Element Kohlenstoff ist in allen vier Umweltbereichen in Form unterschiedlicher Verbindungen enthalten. Der Hauptanteil, etwa 99,8 % der Gesamtmenge, befindet sich in der Lithosphäre.

Die chemischen Umwandlungen kohlenstoffhaltiger Verbindungen und den Austausch dieser Verbindungen zwischen den vier Umweltbereichen bezeichnet man als gobalen Kohlenstoffkreislauf oder Kohlenstoffzyklus.

Alle Lebewesen enthalten Phosphor in Nucleinsäuren und im Energiespeicherstoff ATP. Bei den Wirbeltieren bildet Calciumphosphat einen wichtigen Bestandteil der Knochensubstanz.

Im Phosphorkreislauf wird der Weg des Elements Phosphor in Form seiner anorganischen und organischen Verbindungen in der Umwelt betrachtet.

Die Technik des Bierbrauens von der Gerste bis zum Bier als umfasst weit mehr als den Prozess der alkoholischen Gärung. Der biochemische Hintergrund kann im Chemieunterricht durch eine Reihe von Experimenten untersucht werden. Im Rahmen des Projektes wird die Geschichte der Bierbrauerei und die moderne Technologie der Bierherstellung erläutert.