Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 2.5 · Abitur Hessen Biologietechnik LK 2021
Thema: Enzyme: Wirkungsweise, Einflussfaktoren und Regulation · Aus der Prüfung LK (2021)
Aufgabenstellung
JAN-WILLEM DE KRAAKER und JONATHAN GERSHENZON fanden heraus, dass das Enzym Methylthioalkylmalat-Synthase (MAM) für die Produktion von Senfölglykosiden sorgt. Sie entdeckten bei ihrer Forschung aber auch, dass MAM in seiner Struktur einem zweiten Enzym, der Isopropyl-Malat-Synthase (IPMS), sehr ähnlich ist.
Trotz des wirksamen Abwehrsystems werden auch die Kreuzblütler von Schädlingen befallen. So zeigen z. B. die Raupen der Kohlmotte ( Plutella xylostella) und des Kohlweißlings ( Pieris brassicae) unterschiedliche Mechanismen, um der Zündung der „Senföl-Bombe“ zu entgehen bzw. deren Wirkung zu entschärfen.
Entwickeln Sie drei Hypothesen für solche Mechanismen.
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
Entwickeln Sie Hypothese 1 für einen Mechanismus, um der Zündung der „Senföl-Bombe“ zu entgehen bzw. deren Wirkung zu entschärfen.
Lösung: Mögliche Mechanismen umfassen: - Die Raupen produzieren ein eigenes Enzym, das Sinigrin schneller bzw. zu einem ungiftigen Produkt umsetzt, sodass für die Myrosinase kein Substrat mehr vorhanden ist. - Bildung eines spezifischen Myrosinase-Hemmstoffs im Speichel oder Darm. - Schneller Abbau oder Umbau der Giftstoffe nach deren Entstehung. - Schnelle Ausscheidung von intaktem Sinigrin aus dem Darm. - Vermeidung der Blattzellzerstörung (z. B. Saugrüssel, der nur Blattadern ansticht).
Entwickeln Sie Hypothese 2 für einen Mechanismus, um der Zündung der „Senföl-Bombe“ zu entgehen bzw. deren Wirkung zu entschärfen.
Lösung: Mögliche Mechanismen umfassen: - Die Raupen produzieren ein eigenes Enzym, das Sinigrin schneller bzw. zu einem ungiftigen Produkt umsetzt, sodass für die Myrosinase kein Substrat mehr vorhanden ist. - Bildung eines spezifischen Myrosinase-Hemmstoffs im Speichel oder Darm. - Schneller Abbau oder Umbau der Giftstoffe nach deren Entstehung. - Schnelle Ausscheidung von intaktem Sinigrin aus dem Darm. - Vermeidung der Blattzellzerstörung (z. B. Saugrüssel, der nur Blattadern ansticht).
Entwickeln Sie Hypothese 3 für einen Mechanismus, um der Zündung der „Senföl-Bombe“ zu entgehen bzw. deren Wirkung zu entschärfen.
Lösung: Mögliche Mechanismen umfassen: - Die Raupen produzieren ein eigenes Enzym, das Sinigrin schneller bzw. zu einem ungiftigen Produkt umsetzt, sodass für die Myrosinase kein Substrat mehr vorhanden ist. - Bildung eines spezifischen Myrosinase-Hemmstoffs im Speichel oder Darm. - Schneller Abbau oder Umbau der Giftstoffe nach deren Entstehung. - Schnelle Ausscheidung von intaktem Sinigrin aus dem Darm. - Vermeidung der Blattzellzerstörung (z. B. Saugrüssel, der nur Blattadern ansticht).
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