Katalase bei verschiedenen Temperaturen
AFB I–IIGleich große Kartoffelstücke wurden bei unterschiedlichen Temperaturen in H₂O₂-Lösung gegeben. Gemessen wurde das Sauerstoffvolumen nach 2 Minuten.
| Temperatur in °C | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O₂-Volumen in mL | 4 | 8 | 15 | 19 | 11 | 3 | 0 |
- Beschreibe den Verlauf der Messwerte.
- Überprüfe mit den Werten von 10 °C bis 30 °C die RGT-Regel.
- Erkläre den Verlauf oberhalb von 40 °C.
- Plane einen Zusatzversuch, der zeigt, ob die Wirkung bei 70 °C dauerhaft verloren ist.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Das Volumen steigt von 4 mL (10 °C) auf 19 mL (40 °C), fällt dann auf 11 mL (50 °C), 3 mL (60 °C) und 0 mL (70 °C).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
10 → 20 °C: 8 : 4 = 2; 20 → 30 °C: 15 : 8 ≈ 1,9. Die Geschwindigkeit verdoppelt sich etwa je 10 °C — die RGT-Regel wird bestätigt.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Die Katalase wird zunehmend denaturiert: Bindungen der Tertiärstruktur lösen sich, das aktive Zentrum verliert seine Form, immer weniger Enzymmoleküle sind aktiv; bei 70 °C keines mehr.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Kartoffelstücke 10 min auf 70 °C erhitzen, auf 30 °C abkühlen lassen und dann wie oben bei 30 °C testen; Vergleich mit unbehandelten Stücken bei 30 °C. Bleibt das Volumen bei null, ist die Denaturierung irreversibel.
Verdauung im Magen und Dünndarm
AFB II–IIIPepsin beginnt im Magen (pH 2) mit der Verdauung von Proteinen, Trypsin setzt sie im Dünndarm (pH 8) fort. Die Speichelamylase beginnt im Mund (pH 7) mit der Stärkeverdauung.
- Skizziere die pH-Aktivitäts-Kurven von Pepsin und Trypsin in einem Diagramm.
- Erkläre auf Molekülebene, warum Pepsin bei pH 8 kaum aktiv ist.
- Begründe, warum die Speichelamylase im Magen ihre Arbeit einstellt.
- Beurteile die Aussage: „Ein Medikament, das den Magen neutral macht, beschleunigt die Eiweißverdauung.“
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Achsen: pH-Wert 0–14 gegen Aktivität; Glockenkurve von Pepsin mit Maximum bei pH 2, von Trypsin bei pH 8; beide fallen zu beiden Seiten ab, überschneiden sich kaum.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Bei pH 8 sind andere Reste geladen als bei pH 2; Ionenbindungen der Tertiärstruktur und Ladungen im aktiven Zentrum ändern sich, das Substrat bindet nicht mehr passend.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Im Magen herrscht pH 1–2, weit unter ihrem Optimum (pH 7); die Amylase wird inaktiviert bzw. denaturiert.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Die Aussage ist falsch: Pepsin braucht den sauren pH; neutralisiert man den Magen, arbeitet es kaum noch. Die Eiweißverdauung im Magen wird langsamer (Trypsin arbeitet erst im Dünndarm).