Milch und Bauchweh
AFB I–IISophie bekommt nach einem Glas Milch Bauchschmerzen und Blähungen. Ein Test zeigt: Ihr Dünndarm bildet zu wenig Laktase. Laktase spaltet Milchzucker (Laktose) in Glucose und Galaktose.
- Gib für die Laktase das Substrat und die Produkte an.
- Beschreibe die Spaltung der Laktose mithilfe des Schlüssel-Schloss-Prinzips.
- Erkläre , warum Sophie die Beschwerden bekommt, obwohl ihr Darm Amylase und Lipase bildet.
- Beurteile die Idee, Sophie solle laktosefreie Milch trinken, bei der die Laktose schon mit Laktase gespalten wurde.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Substrat: Laktose (Milchzucker). Produkte: Glucose und Galaktose.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Laktose passt in das aktive Zentrum der Laktase und wird gebunden (Enzym-Substrat-Komplex). Die Bindung wird gespalten, Glucose und Galaktose lösen sich, die Laktase ist wieder frei.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Jedes Enzym setzt nur sein Substrat um. Amylase und Lipase können Laktose nicht spalten, weil sie nicht in ihre aktiven Zentren passt. Die Laktose gelangt ungespalten in den Dickdarm, wo Bakterien sie abbauen — dabei entstehen Gase.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Sinnvoll: In laktosefreier Milch ist der Milchzucker schon in Glucose und Galaktose zerlegt. Diese Bausteine kann Sophie aufnehmen; die übrigen Nährstoffe der Milch bleiben erhalten.
Das Enzym-Modell im Test
AFB II–IIIEine Gruppe baut ein Modell: eine Knetmasse-Figur mit einer eckigen Einbuchtung als Enzym und verschiedene Legosteine als Substrate. Nur ein bestimmter Legostein passt genau in die Einbuchtung.
- Ordne den Teilen des Modells die Fachbegriffe zu.
- Erläutere am Modell den Begriff Substratspezifität.
- Entwickle eine Erweiterung, mit der das Modell die Wirkung von Hitze zeigt.
- Beurteile die Grenzen des Modells.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Knetfigur = Enzym; Einbuchtung = aktives Zentrum; passender Legostein = Substrat; unpassende Steine = andere Stoffe.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Nur der Stein, dessen Form in die Einbuchtung passt, wird gebunden und kann „gespalten“ werden. Andere Steine passen nicht — das Enzym setzt sie nicht um.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Die Knetmasse wird eingedrückt oder verformt, sodass die Einbuchtung ihre Form verliert: Der Stein passt nicht mehr — das Enzym ist unwirksam.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Das Modell zeigt die Passform gut. Es zeigt aber nicht, wie Enzyme wirklich aussehen, dass sie beweglich sind und wie die Spaltung chemisch abläuft; Legosteine werden auch nicht wirklich gespalten.