Lösungen für Aufgaben zur Erarbeitung von Buchinhalten

Roland Heynkes, 13.5.2016

Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben im Lerntext selbständig bearbeitet haben und nun ihre Antworten überprüfen wollen.

Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge.
1 Erkläre mit Hilfe der Seite 74 die Laktose-Intoleranz!
Laktose-Intoleranz beruht auf einem Mangel an Laktase bei Erwachsenen. Dadurch wird die Laktose im Dünndarm nicht gespalten und gelangt in den Dickdarm. Dort soll sie laut Buch den osmotischen Druck so stark erhöhen, dass zuviel Wasser in den Dickdarm fließt, der doch eigentlich die Aufgabe hat, dem dünnflüssigen Nahrungsbrei Wasser zu entziehen. Das Buch überrascht allerdings mit der nicht nachvollziehbaren Behauptung, dass Wasser ströme aus den Dünndarmwänden ein. Zusätzlich verstoffwechseln Bakterien die Laktose zu Fettsäuren und Gasen und verursachen so Blähungen.
2 Nimm Stellung zu den Aussagen zur Natur der Enzyme am Ende des 2. Abschnittes auf Seite 72 und in der Mitte des letzten Abschnittes von Seite 74!
Auf Seite 72 stellt das Buch richtig fest, dass Zellen hauptsächlich Proteine als Enzyme nutzen. Diese Formulierung lässt darauf schließen, dass der oder die Autoren wissen, dass es unter den Enzymen auch RNAs gibt. Umso unverständlicher ist die Aussage auf Seite 74, alle Enzyme bestünden aus einem Protein-Molekül. Das Buch widerspricht also sich selbst.
3 Erkläre mit Hilfe des ersten Abschnittes von Seite 75 den Unterschied zwischen einem Bindungszentrum und einem aktiven oder katalytischen Zentrum!
Das aktive oder katalytische Zentrum führt die Katalyse durch und ist laut Buch Teil des Bindungszentrums, welches das Substrat oder die Substrate bindet. Weil aber nur ein sehr kleiner Teil der Enzyme überhaupt daraufhin untersucht werden konnten, ist diese Behauptung unwissenschaftlich. Naturwissenschaftler sollten niemals etwas behaupten, das sie unmöglich wissen können. Ich persönlich halte es für höchst wahrscheinlich, dass es auch Enzyme gibt, bei denen sich das katalytische außerhalb des Bindungszentrums befindet.
4 Überprüfe die Glaubwürdigkeit der Erklärung der Wirkungsweisen aller katalytischen Zentren im ersten Abschnitt der Seite 75!
Es ist extrem unwahrscheinlich (praktisch ausgeschlossen), dass die katalytischen Zentren wirklich aller Enzyme vorübergehend elektrische Ladungen auf ihren Substraten erzeugen. Bei Millionen unterschiedlichen Enzymen gibt es mit Sicherheit viele verschiedene Reaktionsmechanismen. Außerdem ist die Aussage des Buches ein peinlicher Anfängerfehler, weil bekanntlich nur ein kleiner Teil der Enzyme und ein noch viel kleinerer Teil ihrer Wirkmechanismen überhaupt bekannt sind.
5 Ermittle eine allgemeingültigere und damit richtigere Formulierung des im dritten Abschnitt der Seite 75 dargestellten allgemeinen Schemas einer Enzym-Reaktion!
Statt S=Substrat müsste es S=Substrate heißen, denn viele Enzyme binden gleichzeitig mehr als ein Substrat.
6 Übersetze die auf Seite 75 in Abschnitt 4 genannten Zahlen zur Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen in allgemein verständliches Deutsch!
103 bedeutet Tausend und 106 sind eine Million.
Erkläre mit Hilfe des 5. Abschnittes der Seite 75 den Zusammenhang zwischen Apoenzym und Holoenzym!
Apoenzym heißt ein Enzym oder Teil eines Enzyms, der nur aus Protein besteht. Holoenzym heißt ein Komplex aus Apoenzym und einer besonderen Wirkgruppe, die das Buch auch Cofaktor nennt.
8 Fasse zusammen, wie im 5. Abschnitt der Seite 75 Cofaktoren und prosthetische Gruppen definiert werden!
Das Buch definiert Cofaktoren als Enzymbestandteile, die keine Proteine sind, sondern Metall-Ionen oder kleine, oft von Vitaminen abgeleitete Moleküle. Wenn ein Cofaktor locker an das jeweilige Enzym gebunden ist, wird es von unserem Buch als prosthetische Gruppen bezeichnet.
9 Recherchiere im Internet, wie andere Quellen diese Begriffe definieren!
Vergleicht man die Darstellung unseres Buches mit verschiedenen Quellen im Internet, dann erfährt man, dass andere Quellen prosthetische Gruppen als fest (meistens kovalent) mit dem Apoenzym verbundene Nicht-Eiweiß-Komponenten mit katalytischer Wirkung definiert werden. Was unser Buch als prosthetische Gruppe bezeichnet, heißt in Wirklichkeit Coenzym. Prosthetische Gruppen und Coenzyme gehören beide zu den Cofaktoren und auch Metall-Ionen können Cofaktoren sein.

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Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0