Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 6 · Abitur Hessen Biologie LK 2021
Thema: Enzyme, Stofftransport und Zellatmung · Aus der Prüfung LK (2021)
Aufgabenstellung
Vorschlag A – Aufgabe 6
Material 6: Regulation der Aktivität der Schlüsselenzyme während der Keimung
Die Regulation der Aktivität der Enzyme Isocitrat-Dehydrogenase (IDH) und Isocitrat-Lyase (IL) ermöglicht eine schnelle Umschaltung zwischen Citrat- und Glyoxylatzyklus. Die Aktivität der Enzyme hängt von ATP ab: ATP-Mangel wirkt sich förderlich auf die IDH aus und hemmt gleichzeitig die IL. Ist ausreichend ATP vorhanden, wird die IDH inaktiviert und die IL stimuliert.
Aufgabe 6: Erklären Sie die Bedeutung der in Material 6 beschriebenen Regulation der Aktivitäten der Enzyme IDH und IL während der Keimung. (Material 4, 5 und 6) [8 BE]
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
Erklären Sie die Bedeutung der in Material 6 beschriebenen Regulation der Aktivitäten der Enzyme IDH und IL während der Keimung. (Material 4, 5 und 6)
Lösung: Während der Keimung ist eine Regulation der Aktivitäten von IDH und IL erforderlich, da Citrat- und Glyoxylatzyklus gemeinsame Zwischenprodukte verwenden. Bei Bedarf der Zellen an ATP muss bevorzugt der Citratzyklus ablaufen, da hier sowohl direkt ATP (bzw. GTP) gebildet wird als auch Reduktionsäquivalente entstehen, die in der Endoxidation zur ATP-Bildung verwendet werden. Dies wird erreicht, indem ATP-Mangel die IDH stimuliert und die IL hemmt, sodass bevorzugt die Decarboxylierung des Isocitrats im Citratzyklus abläuft. Bei ausreichendem Angebot an ATP wird dagegen die IDH inaktiviert. ATP stimuliert außerdem die IL, wodurch das Isocitrat bevorzugt gespalten wird und der Glyoxylatzyklus abläuft. Dadurch kann die für den Keimling wichtige Gluconeogenese möglichst effektiv verlaufen. Durch den Verbrauch von ATP in der Gluconeogenese und die Hemmung des Citratzyklus kann aber wiederum ein ATP-Mangel resultieren, was sich wiederum förderlich auf IDH auswirkt.
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