Enzyme und Verdauung
Welches Substrat passt in das aktive Zentrum der Amylase?
Erklärung: Enzyme sind substratspezifisch: Die Amylase spaltet nur Stärke (zu Maltose). Eiweiß braucht Proteasen wie Pepsin, Fett braucht Lipasen.
Nach der Reaktion ist das Enzym verbraucht und muss neu gebildet werden.
Erklärung: Ein Enzym geht unverändert aus der Reaktion hervor und bindet sofort das nächste Substratmolekül — ein einziges Molekül Amylase spaltet Tausende Stärkeketten.
Bei welcher Temperatur spaltet die Amylase aus menschlichem Speichel Stärke am schnellsten?
Erklärung: Das Optimum liegt nahe der Körpertemperatur. Bei 5 °C ist die Reaktion langsam, bei 70 °C ist das Enzym denaturiert — seine Form und damit sein aktives Zentrum sind zerstört.
Pepsin baut im Magen EiweiĂź ab. Bei welchem pH-Wert arbeitet es am besten?
Erklärung: Pepsin ist an die Magensäure angepasst. Im neutralen Dünndarm hört es auf zu arbeiten; dort übernehmen andere Proteasen wie das Trypsin.
Speichel wird auf 90 °C erhitzt und wieder abgekühlt. Danach spaltet er Stärke genauso gut wie vorher.
Erklärung: Hitze zerstört die räumliche Struktur des Enzyms dauerhaft, wie beim gekochten Ei. Abkühlen bringt die Faltung nicht zurück.
Eine Enzymreaktion braucht bei 20 °C acht Minuten. Wie lange braucht sie ungefähr bei 30 °C, wenn das Enzym dabei noch nicht denaturiert?
Erklärung: Nach der RGT-Regel verdoppelt sich die Geschwindigkeit etwa pro 10 °C — die Zeit halbiert sich. Das gilt nur unterhalb der Temperatur, ab der das Enzym denaturiert.
Wo beginnt die Verdauung der Stärke in einem Brötchen?
Erklärung: Die Speichelamylase beginnt schon beim Kauen — deshalb schmeckt Brot, das man lange kaut, allmählich süß. Fortgesetzt wird der Abbau im Dünndarm.
In welcher Form gelangt das EiweiĂź einer Mahlzeit aus dem DĂĽnndarm ins Blut?
Erklärung: Nur kleine Bausteine passen durch die Darmwand. Eiweiß wird stufenweise bis zu den Aminosäuren zerlegt, aus denen der Körper eigene Eiweiße baut.
Die Galle enthält keine Enzyme. Was bewirkt sie an einem Fetttropfen im Dünndarm?
Erklärung: Die Galle emulgiert das Fett wie Spülmittel. Viele kleine Tröpfchen haben zusammen eine viel größere Oberfläche, an der die Lipase angreifen kann — gespalten wird erst durch das Enzym.
Glas A enthält Stärke und Speichel, Glas B Stärke und Wasser; beide stehen 10 Minuten bei 37 °C. In welchem Glas färbt Iodlösung blau-schwarz?
Erklärung: Die Blaufärbung zeigt Stärke. In Glas A hat die Amylase sie gespalten; Glas B ist die Kontrolle ohne Enzym.
Enzyme sind winzige Lebewesen, die im Darm die Nahrung fressen.
Erklärung: Enzyme sind Moleküle — Proteine, die von Zellen hergestellt werden. Sie leben nicht und vermehren sich nicht; sie beschleunigen nur Reaktionen.
Wie groß ist die innere Oberfläche des Dünndarms dank Falten, Zotten und Mikrovilli ungefähr?
Erklärung: Etwa 30 m², so viel wie ein halbes Badmintonfeld (Helander & Fändriks 2014; ältere Lehrbücher nennen 200 m²). Ein glattes Rohr gleicher Länge hätte nur rund ein Hundertstel davon.
Den Bereich des Enzyms, an den das Substrat bindet, nennt man aktives ___.
Erklärung: Das aktive Zentrum ist eine Tasche, deren Form und Ladungen nur zum passenden Substrat passen — das Schloss zum Schlüssel.