Enzymatik

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waschen früher und heute Tab. 1: Ergebnisse des Experiments zur Wirkung einer Waschmittellösung Material 2: Experiment zur Wirkung einer Waschmittellösung In einem Experiment wurde die Wirkung einer Waschmittellösung untersucht. Dazu füllte man eine Stärkelösung in ein Becherglas und gab lod-Kaliumiodid-Lösung hinzu. In ein zweites Becherglas man eine Waschmittellösung. Beide Bechergläser wurden erhitzt. Nach Erreichen der gewünschten Temperatur gab man je 2 ml beider Lösungen in ein Reagenzglas und maß die Zeit bis zur völligen Entfärbung der Lösung. Temperatur in C Zeit bis zur Entfärbung in sec 65645* Abb. 2: Waschmittelösung 10 20 30 35 20 15 ticular 40 50 8 10 60 6 220ml-MAX 70 80 90 8 10 30 Temp.optimum denaturieren Aufgabe 2: Abhängigkeit der Enzymaktivität von Umgebungsfaktoren Material 1: Einfluss der Temperatur auf die Geschwindigkeit der katalysierten Reaktion Der abgebildete Kurvenverlauf zeigt für die meisten Enzyme einen ähnlichen Verlauf. jeschwindigkeit Abb. 1: Einfluss der Temperatur auf die Enzymaktivität 1 Material 2: Abhängigkeit der Enzymaktivität vom pH-Wert Die Abhängigkeit vom pH-Wert kann von Enzym zu Enzym sehr variieren. Kurvenformen, wie sie in der unteren Abbildung dargestellt sind, sind aber für viele Enzymreaktionen typisch. Die Enzyme Pepsin und Trypsin spalten Proteine beziehungsweise Polypeptide. Pepsin kommt im Magen Trypsin im Dünndarm des Menschen vor. 2 N Pepsin Temperatur 3 A Trypsin 9 Abb. 2: Abhängigkeit der Enzymaktivitäten vom pH-Wert 10 pH-Wert 1.1 bei 10°C liegt die Zeit der Entfärbung bei 35 sec und nimmt bis 60°C immer weiter ab bis auf 6 sec. -Anschließend nimmt die Zeit bis zur Entfärbung stetig zu, von 80°C bis auf 90°C sogar um das dreifache von 10 sec auf 30 sec. Koordinatensystem mit Achsenbeschriftungen, Unterschrift, Werte richtig eingetragen, Kurvenverlauf 1.2 Beschreibung des Kurvenverlaufs (evtl. Punkte der Tabelle) lod-Kaliumiodid-Lösung dient als Indikator um die Stärke anzuzeigen bzw. die Zeit bis zur Entfärbung 1.3 Auswertung: - Es handelt sich um eine Optimumkurve.. - In der Waschmittellösung befinden sich ein Enzym, dass die Stärke spaltet (a-Amylase). -Anhand des Kurvenverlaufs ist zu erkennen, dass a-Amylase sein Temperaturoptimum bei 60°C℃ hat. Hier ist die Enzymaktivität am größten. - - Enzym und Substrat bewegen sich schneller (RGT-Regel) und bilden schneller einen Enzym-Substrat- Komplex. - Bei höheren Temperaturen verringert sich die Enzymaktivität wieder, da sich die Enzym- und Substrat- Moleküle zu schnell bewegen und Substrate so nicht am aktiven Zentrum binden können. - Es kommt zur Denaturierung der Enzyme.. + 2P. Beschreibling Wäsche muss nicht mehr gekocht werden, da die enzymatischen Wirkungen bereits bei niedrigeren Temperaturen erreicht werden. - Für die Fleckenbehandlung gibt es verschiedene Enzymtypen: Tenside entfernen Fette, Proteasen Proteine und Amylasen Stärke. Lipasen entfernen auch Fette bei geringen Temperaturen. - Farben und Fasern werden durch niedrigere Temperaturen geschont. Darstellungsleistung Gesamtpunktzahl Aufgabe 1 2.1 - Die Enzymaktivität entspricht der Reaktionsgeschwindigkeit. - Sie ist bei niedrigen Temperaturen gering. Mit steigender Temperatur steigt sie erst langsam, dann immer schneller an. - Sie erreicht ihr Maximum. Bei weiterer Temperaturerhöhung fällt die Enzymaktivität rasch ab. - Der Aktivitätsbereich der ausgewählten Enzyme liegt bei verschiedenen pH-Werten. - Pepsin ist bei viel niedrigeren pH-Werten (0-3,5) als Trypsin (6,5-10) aktiv. - Die Form der beiden Kurven ist in beiden Fällen ähnlich. - Mit steigendem pH-Wert nimmt sie erst langsam, später zunehmender schneller zu bis das Maximum erreicht wird (Pepsin 2,5 und Trypsin 8,5). - Der Abstieg der Kurven verhält sich etwa spiegelsymmetrisch zum Anstieg. 2.2 Pepsin kommt im Magen vor, muss also beim dort herrschenden pH-Wert von 2-3 besonders aktiv sein. Das pH-Optimum von Trypsin passt zum leicht alkalischen Milieu des Dünndarms, wo dieses Enzym wirkt. 2.3 Menschliche Enzyme haben ihr Temperaturoptimum in der der Nähe der Körpertemperatur von 37°C. Andere Lebewesen sind bei viel niedrigen oder auch deutlich höheren Temperaturen aktiv. Beispiele werden genannt. Darstellungsleistung Gesamtpunktzahl Aufgabe 2 Gesamtpunktzahl für die Aufgaben 1 und 2 5 5 10 8 2 2 12 16 7 7 4 37 6 11 2 4 2 424 O 5 3 ww/w 23 6 17 17 11 22/2 4 عاد ع 2 2 6 4 3 2 30 27 67 50