Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 1.4 · Abitur Hessen Biologietechnik LK 2021
Thema: Enzymkinetik und enzymologische Messverfahren · Aus der Prüfung LK (2021)
Aufgabenstellung
Die Senföle der Kreuzblütler
Die Kreuzblütler sind eine Pflanzenfamilie mit weltweit ca. 4000 Arten. Wichtige Kohlsorten, wie Weiß- und Rotkraut, Brokkoli oder Rosenkohl, sind bekannte Vertreter. Aber auch z. B. Papaya, Schwarzer Senf, Meerrettich und Rucola gehören zu dieser Pflanzenfamilie.
Material 4
K M -Werte von Enzymen
Enzym 1
Enzym 2 (Myrosinase)
Enzym 3
K M [μmol/l]
30
70
170
geändert nach: Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel (IPN): Die Aufgaben der 1. Runde, in: 28. Biologie Olympiade 2017, S.3.
1.4
In Material 4 sind die K M -Werte des Enzyms Myrosinase und weiterer strukturell ähnlicher Enzyme für ein Substrat gegeben.
Erläutern Sie grundsätzlich die Bedeutung des K M -Wertes für die Bildung von Enzym-Substrat-Komplexen und erklären Sie diesen Sachverhalt für die Enzymansätze 1 bis 3 bei einer Substratkonzentration von 25 μmol/l.
(6 BE)

Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
1.4 Erläutern Sie grundsätzlich die Bedeutung des KM-Wertes für die Bildung von Enzym-Substrat-Komplexen und erklären Sie diesen Sachverhalt für die Enzymansätze 1 bis 3 bei einer Substratkonzentration von 25 µmol/l.
Lösung: Der -Wert gibt die Substratkonzentration an, bei der die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit erreicht wird, also 50 % der Enzyme als Enzym-Substrat-Komplex [ES] vorliegen. Ein hoher -Wert bedeutet, dass bei einer gegebenen Substratkonzentration prozentual weniger [ES] vorliegt als bei einem Enzym mit niedrigem -Wert. Ist die Konstante klein, erfolgt die Bildung des Enzym-Substrat-Komplexes sehr schnell und umso höher ist die Enzym-Substrat-Affinität. Folglich hat Enzym 1 den größten Anteil an [ES] bei einer Substratkonzentration von , da hier der -Wert am niedrigsten ist. Dann folgen die Enzyme 2 und 3.
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