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Abhängigkeit der Enzymaktivität von Substratkonzentration, Temperatur, pH-Wert, Schwermetallionen

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Überlegungen zur Umsetzung des Lehrplans


Grundlagen in den Lehrplänen der Jgst. 8-11

  • C 11.6 Aminosäuren und Proteine


Vorschläge zu Inhalten und Niveau

  • Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Substratkonzentration: Erklärung auf der Teilchenebene mit ES-Komplex, Erläuterung des Kurvenverlaufs
  • keine Michaelis-Menten-Konstante KM, nur vmax
  • kompetitive und allosterische Hemmung im Vergleich zu einer ungehemmten Enzymreaktion, irreversible Hemmung (Schwermetallionen); jeweils Vorgänge auf der Teilchenebene (Konkurrenz um aktives Zentrum, Veränderung der räumlichen Struktur)
  • Optimumskurven verschiedener Enzym: RGT-Regel nur begrenzt gültig
    • pH-Wert: z. B. Verdauungsenzyme
    • Temperatur: z. B. typ. Enzym des Menschen, Enzym aus hitzetoleranten Bakterien
    • Schwermetallionen: z. B. Pflanzen als Bodensanierer (Literatur s. u.)


Basiskonzepte und Kompetenzorientierung

  • Experiment zur Ermittlung der Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Substratkonzentration planen, vorgegebenes Experiment auf Korrektheit überprüfen (Erkenntnisgewinnung)
  • Auswertung von Diagrammen (Erkenntnisgewinnung, Kommunikation)


Hinweise auf Materialien und Literatur

  • Zeitschrift der Max-Planck-Gesellschaft: „Wissen ist Max“, Ausgabe Techmax 7 (Evolution im Reagenzglas)
  • Pflanzen als Bodensanierer: http://www.mpg.de/565050

Vorschläge für Experimente

  • Einfluss von Schwermetall-Ionen und Hitze auf die Aktivität von Luziferase
  • Denaturierung von Katalase aus Kartoffeln oder Hefe (S)
  • kompetitive (isosterische) Hemmung von Urease (S)
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