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)

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 1.4 · Abitur Hessen Biologietechnik LK 2021

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 KMK_M-Wert gibt die Substratkonzentration an, bei der die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit erreicht wird, also 50 % der Enzyme als Enzym-Substrat-Komplex [ES] vorliegen. Ein hoher KMK_M-Wert bedeutet, dass bei einer gegebenen Substratkonzentration prozentual weniger [ES] vorliegt als bei einem Enzym mit niedrigem KMK_M-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 25 μmol/l25\,\mu\text{mol/l}, da hier der KMK_M-Wert am niedrigsten ist. Dann folgen die Enzyme 2 und 3.

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