Enzyme: kostenloses Unterrichtsmaterial, Arbeitsblätter und Übungen
- Enzyme: Aufbau und Funktion - einfach erklärt
Enzyme sind für zahlreiche biochemische Prozesse im Körper von grundlegender Bedeutung. Der Artikel beschreibt die Besonderheit von Enzymen als Biokatalysatoren und veranschaulicht mit Hilfe einer einfachen Grafik, wie ein Enzym funktioniert. Als Beispiel für die verstärkende Wirkung wird das Enzym Thrombin beschrieben, dass die Thrombozytenaggregation auslöst und verstärkt (Blutgerinnung).
- Hemmung eines Stoffwechselwegs durch das Endprodukt (Animation)
Diese direkt verlinkte englischsprachige Animation zeigt und erklärt die allgemeinen Vorgänge bei der Hemmung eines Stoffwechselwegs durch das Endprodukt als allosterische Gruppe. Sie ist auch mit geringen Sprachkenntnissen verständlich. Für die Benutzung der seit einiger Zeit auch auf Youtube verfügbaren Animation wird kein Adobe Flash Player mehr benötigt. Automatisch erzeugte übersetzte Untertitel sind mit den üblichen Youtube - Mitteln möglich.
- Grundlagen von Enzymreaktionen
Die Seite des Kollegen Haegele stellt in gewohnt knapper Form den Aufbau eines Enzyms sowie anhand des allein dargestellten ʺSchlüssel - Schloss - Prinzipsʺ die Grundlagen der Substrat- und Wirkspezifität von Enzymen dar. Das bei einigen Reaktionen anzutreffende Induced - Fit - Modell wird leider noch nicht dargestellt.
- Regulation der Enzymaktivität
Die Webseite des Kollegen Helmich erklärt sehr ausführlich u.a. die Endprodukthemmung, allosterische und kompetitive Hemmung sowie die Substratinduktion.
- So funktionieren Enzyme
Die Unterrichtsidee enthält eine ausführliche Einleitung in den sachlichen Hintergrund sowie zahlreiche Versuche zur Erarbeitung der Enzymfunktion. Sie entstand anläßlich des Seminartages 2007 am Studienseminar Reutlingen. Im je nach Browsereinstellungen erscheinenden Hinweis auf eine „unsichere“ (nicht transportverschlüsselte https://) Verbindung kann auf „Weiter zur http-Webseite“ geklickt werden.
- Grundlagen von Enzymreaktionen
Die Seite des Kollegen Haegele stellt in gewohnt knapper Form den Aufbau eines Enzyms sowie anhand des allein dargestellten ʺSchlüssel - Schloss - Prinzipsʺ die Grundlagen der Substrat- und Wirkspezifität von Enzymen dar. Das bei einigen Reaktionen anzutreffende Induced - Fit - Modell wird leider noch nicht dargestellt.
- Regulation der Enzymaktivität durch Hemmung
Möglichkeiten der Hemmung von Enzymen werden wie üblich mit kurzen Texten und anschaulichen Animationen auf der Seite des Kollegen Hägele dargestellt. Aspekte sind die selten dargestellte Hemmung durch Substratüberschuss (Michaelis - Menten Gleichung), Nichtkompetitive Hemmung durch ein Zellgift; Kompetitive Hemmung sowie allosterische Hemmung.
- Coenzyme / Cosubstrate (NAD+, FAD, FMN)
Einleitend werden Coenzyme allgemein mit kurzen Animationen geschildert, bevor auf den folgenden Seiten die Wirkungsweise von NAD+ und FAD bzw. FMN ausführlich erläutert wird. Bioclips wird vom Kollegen Hägele betrieben.
- Enzymklassen und -wirkungen (mit Animationen)
Jedes Enzym katalysiert eine bestimmte chemische Reaktion, hat also eine bestimmte Wirkung. Sechs verschiedene Enzymwirkungen werden jeweils anhand einer kurzen Animation und passendem Begleittext erläutert. Vorgestellt werden Hydrolasen, Isomerasen, Ligasen, Lyasen, Transferasen und Oxidoreduktasen, wobei häufig Verweise auf detailliert erklärte Beispiele der Enzymwirkung vorhanden sind.
- Hemmung eines Stoffwechselwegs durch das Endprodukt (Animation)
Diese direkt verlinkte englischsprachige Animation zeigt und erklärt die allgemeinen Vorgänge bei der Hemmung eines Stoffwechselwegs durch das Endprodukt als allosterische Gruppe. Sie ist auch mit geringen Sprachkenntnissen verständlich. Für die Benutzung der seit einiger Zeit auch auf Youtube verfügbaren Animation wird kein Adobe Flash Player mehr benötigt. Automatisch erzeugte übersetzte Untertitel sind mit den üblichen Youtube - Mitteln möglich.
- Regulation der Enzymaktivität
Die Webseite des Kollegen Helmich erklärt sehr ausführlich u.a. die Endprodukthemmung, allosterische und kompetitive Hemmung sowie die Substratinduktion.
- Enzymregulation
In der Khanacademy werden detailliert die Mechanismen zur Regulation von Enzymen vorgestellt, u.a. kompetitive, nicht - kompetitive, re- und irreversible, Cofaktoren, allosterische Hemmung, Endprodukt (oder ʺFeedbackʺ) -Hemmung... Der Effekt der Kompartimentierung wird am Beispiel von Lysosomen erklärt, die im Gegensatz zum Zellplasma den für die aktiven Enzyme passenden pH - Wert haben. Die Lerntexte und -übungen wurden ins deutsche übersetzt.
- Vorgänge am aktiven Zentrum von Enzymen
In der Khan - Academy werden in deutscher Sprache u.a. die Rolle von Enzymen als Biokatalysatoren und die genauen Vorgänge im aktiven Zentrum (inklusive der leichten temporären Verformung des Enzyms bei Kontakt mit den Substraten - ʺinduced fit modelʺ) vorgestellt. Dabei wurden die Lerntexte und die folgende Übung übersetzt.
- Untersuchung der Wirkung von Urease mit Rotkohlextrakt
Hier wird ein einfacher und günstiger Versuch vorgestellt, der dabei helfen soll, das Thema „Enzymaktivität“ im Unterricht zu behandeln. Alle benötigten Materialien sind einfach zu beschaffen und ungefährlich.
- Immobilisierte Laktase zur Herstellung Laktose-reduzierter Milch
Das einfache Experiment führt Schüler/innen in die Prinzipien des enzymatischen Verdaus und der Immobilisierung von Enzyme ein. Es eignet sich als Ausgangspunkt für andere, anspruchsvollere Unterrichtsinhalte wie z.B. die Regulation der Laktaseproduktion in E.coli (das lac-Operon), die Entstehung und soziale Bedeutung der Laktoseintoleranz des Menschen und die Nutzung von Enzymen in der Lebensmittelproduktion.
- Animationen rund um Enzyme
- Analyse von Mutanten in biochemischen Reaktionsketten
In diesem Experiment wird ein biochemischer Syntheseweg, der durch Mutation in einem Gen unterbrochen ist, durch äußere Zugabe des Enzymprodukts „gerettet“. Der Versuch wird mit mutanten Levkojen durchgeführt. Er ist technisch sehr einfach, kann aber durch Arbeitsblätter interessante Anknüpfungspunkte zur „Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese“ und zu Therapiemöglichkeiten menschlicher Erbkrankheiten bieten.
