Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Ernährungslehre LK 2022
Thema: Chemie der Nährstoffe und Enzyme · Aus der Prüfung LK (2022)
Aufgabenstellung
Der Erfolg zahlreicher Diäten wird heutzutage auf die Wirkung von Enzymen zurückgeführt.
2.1
Beschreiben Sie die Mechanismen der Enzymwirkung am Beispiel der Saccharase (Material 3). (8 BE)
Material 3: Ablauf einer Enzymreaktion am Beispiel des Enzyms Saccharase
2.2
Beschreiben und begründen Sie die in Material 4 dargestellte Enzymaktivität der menschlichen Speichelamylase. (8 BE)
Material 4: Enzymaktivität der menschlichen Speichelamylase
2.3
Deuten Sie die Versuchsergebnisse und entwickeln Sie eine Hypothese zur Wirkungsweise und Einsatzmöglichkeit von Acarbose im Rahmen einer Diät (Material 5, Abbildungen 5.1 bis 5.3). (11 BE)
Material 5: Wirkungsweise von Acarbose
Abbildung 5.1: Versuchsdurchführung
Etwas Acarbose wird in Wasser gelöst. Dann werden fünf Reagenzgläser mit je 0,1-%iger Stärkelösung befüllt. Weiterhin werden folgende Reagenzien zugegeben: 1. nichts, 2. Mundspeichel ohne Acarbose, 3. bis 5. erhalten neben Mundspeichel zusätzlich ansteigende Mengen an Acarbose. Alle Ansätze stellt man für 10 Minuten in ein 35 °C warmes Wasserbad. Dann gibt man einige Tropfen Iodkaliumiodidlösung zu.
Abbildung 5.2: Versuchsergebnisse
Reagenzglas 1
Reagenzglas 2
Reagenzglas 3
Reagenzglas 4
Reagenzglas 5
Farbreaktion
tiefdunkelblau
Entfärbung
zartblau
blau
dunkelblau
Hinweis: Iodkaliumiodidlösung bewirkt in Anwesenheit von Stärke eine Blaufärbung.
Abbildung 5.3: Ausschnitt der Struktur von Stärke und Acarbose
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
2.1 Beschreiben Sie die Mechanismen der Enzymwirkung am Beispiel der Saccharase (Material 3).
Lösung: Schlüssel-Schloss-Prinzip, Enzym-Substrat-Komplex, hydrolytische Spaltung in Glucose und Fruktose, Freisetzung der Produkte und Wiederverwendbarkeit des unveränderten Enzyms.
2.2 Beschreiben und begründen Sie die in Material 4 dargestellte Enzymaktivität der menschlichen Speichelamylase.
Lösung: Beschreibung des Kurvenverlaufs (0 °C keine Aktivität, Anstieg bis ca. 36 °C Optimum, Inaktivierung ab 44 °C) und Begründung durch RGT-Regel/Temperaturabhängigkeit sowie Denaturierung des Enzymproteins.
2.3 Deuten Sie die Versuchsergebnisse und entwickeln Sie eine Hypothese zur Wirkungsweise und Einsatzmöglichkeit von Acarbose im Rahmen einer Diät (Material 5, Abbildungen 5.1 bis 5.3).
Lösung: Deutung: Reagenzglas 1 Kontrollansatz (ohne Enzym kein Stärkeabbau), Reagenzglas 2 Speichel baut Stärke ab (Entfärbung), Reagenzgläser 3–5 zeigen zunehmende Hemmung durch steigende Acarbosemengen. Hypothese: Kompetitive Hemmung der Amylase durch strukturelle Ähnlichkeit; verminderte Glucoseaufnahme führt zur Nutzung von Energiereserven (Gewichtsreduktion).
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Aufgabe Vorschlag C - 3.1: Proteinstrukturen · LK 2022 ›