Enzyme und ihre Wirkung

Enzyme und ihre Wirkung Übung

• Definiere den Begriff Enzym.

  Tipps

  Enzyme wirken beschleunigend auf viele Prozesse im Körper.

  Biochemische Prozesse sind oft Gleichgewichtsreaktionen.

  Lösung

  Enzyme wirken in unserem Körper bei vielen biochemischen Prozessen. Als Biokatalysatoren beschleunigen sie die ablaufenden Gleichgewichtsreaktionen. Dabei beeinflussen sie die Lage des Gleichgewichts nicht.

• Beschrifte das Energiediagramm einer enzymkatalysierten Reaktion.

  Tipps

  Der Berg in der Mitte des Diagramms stellt die Aktivierungsenergie dar.

  Es handelt sich um eine exotherme Reaktion. Die Produkte weisen also weniger Energie auf als die Edukte.

  Lösung

  Du siehst in dem Diagramm bildhaft gezeigt, dass ein Katalysator die Aktivierungsenergie einer Reaktion herabsetzt. Der Katalysator geht dabei Zwischenverbindungen ein, die zur Bildung weniger Energie benötigen als die normale Aktivierungsenergie. So kann die Reaktion einfacher gestartet werden und läuft schneller sowie kostengünstiger ab.

• Gib an, wie ein Katalysator eine chemische Reaktion beeinflusst.

  Tipps

  Das Diagramm zeigt den energetischen Verlauf einer Reaktion mit und ohne Katalysator.

  Ein Katalysator beschleunigt zwar eine chemische Reaktion, die Lage des Gleichgewichts bleibt aber unverändert.

  Lösung

  Katalysatoren werden besonders gern bei chemischen Reaktionen im großen Maßstab eingesetzt. Sie erhöhen die Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen enorm. Sie nehmen dabei keinen Einfluss auf die Ausbeute, verkürzen aber die Zeit bis zur Einstellung des Gleichgewichts. Katalysatoren setzen die Aktivierungsenergie herunter, indem sie energetisch günstige Zwischenverbindungen eingehen. Auch das macht eine Großproduktion günstiger. Nach der Reaktion sind die Zwischenverbindungen wieder aufgelöst und der Katalysator liegt unverbraucht vor und kann erneut eingesetzt werden.

• Stelle das Schlüssel-Schloss-Prinzip dar.

  Tipps

  Zu Beginn nähert sich das Substrat dem Enzym an.

  Am Ende liegt das Substrat gespalten vor.

  Lösung

  Ein Enzym besitzt meist ein aktives Zentrum. In dieses passt dann genau ein Substrat, wie z.B. ein bestimmtes Kohlenhydrat. Es passt in das Enzym wie der Schlüssel ins Schloss. Hat das Substrat angedockt, beginnt die Spaltung an der vorgesehenen Stelle. Nach der Spaltung entfernt sich das Substrat wieder vom Enzym und macht Platz für ein neues Substrat.

• Gib Eigenschaften von Enzymen wieder.

  Tipps

  Enzyme wirken katalytisch.

  Enzyme wirken entweder nur bei genau einer Verbindung oder an einer genauen Stelle verschiedener Verbindungen.

  Lösung

  Enzyme beschleunigen biochemische Reaktionen, da sie als Biokatalysatoren wirken. Enzyme werden vom Körper selbst nach Vorschrift der DNA hergestellt. Daher sind Enzyme fast ausschließlich Proteine. Damit diese Biokatalysatoren optimal wirken können, ist es wichtig Temperatur und pH-Wert in gewissen Grenzen zu halten. Sehr hohes Fieber und eine Azidose können daher sehr gefährlich sein und wichtige Stoffwechselprozesse zum Erliegen bringen.

• Begründe den Einsatz eines Katalysators in Kraftfahrzeugen.

  Tipps

  Warum sind Autoabgase schädlich?

  Für eine Verbrennung wird ausreichend Sauerstoff benötigt.

  Lösung

  Autoabgase sind für einen großen Teil der Verschmutzung unserer Atmosphäre verantwortlich. Um die Schadstoffe zu verringern, wurde der Kat eingeführt. Es handelt sich dabei um einen Metallkatalysator, an dessen großer Oberfläche die Schadstoffe reagieren können. Aufgrund dieser Erfindung ist der Schadstoffausstoß von Kraftfahrzeugen deutlich gesunken.