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Experiment: Temperaturabhängigkeit der Amylase

Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik / Enzymreaktionen
Amylase ist ein Enzym in unserem Speichel, das Stärke spaltet.

Aufgabe: Im Experiment soll das Temperaturoptimum der Amylase ermittelt werden. Dazu werden Stärke, Iod-Kaliumiodid-Lösung (Lugolsche Lösung) und Speichel einer Versuchsperson benötigt. Weiterhin sind notwendig: Reagenzgläser, Räume verschiedener Temperatur oder ein Thermoblock bzw. eine Heizplatte und ein Kühlschrank.

Experimentelle Durchführung: Eine identische Menge Stärke (0,1 g) wird mit einer immer gleichen Menge Speichel (3 ml) zu einer Lösung vermischt. Die vorbereiteten Gemische aus Stärke und Speichel werden bei unterschiedlichen Temperaturen für eine Zeit von 5 Minuten inkubiert.

Nach dieser Inkubationszeit wird die Probe auf Eis abgekühlt, um eventuelle Enzymaktivitäten zu stoppen. Dann wird unter Zugabe von Iod-Kaliumiodid-Lösung beobachtet, ob noch Stärke im Gemisch vorhanden ist.

Temperatur

Beobachtung:

Ist Stärke vorhanden?

4 °C

(Kühlschrank)

ja

37 °C

(Wasserbad)

nein $\Rightarrow$ Amylase aktiv!

90 °C

(Wasserbad)

ja

Beobachtungen:

Sehr niedrige und sehr hohe Inkubationstemperaturen verhindern den Stärkeabbau. Das Stärkespeichelgemisch bei 90 °C und das im Kühlschrank geben einen positiven Stärkenachweis. Dies wird durch eine intensive Blaufärbung der Lösung sichtbar. In der „37 °C-Probe" fällt der Nachweis negativ aus. Der Stärkeabbau erfolgt optimal bei Körpertemperatur. Mit einer Messreihe in Temperaturschritten von 2–5 °C kann das Temperaturoptimum noch genauer eingegrenzt werden. Bei 90 °C denaturiert die Proteinstruktur der Amylase und wird dabei irreversibel geschädigt. Stärke kann nicht mehr abgebaut werden. Die Kühlschrankprobe kann auf Körpertemperatur erwärmt werden, das Enzym wird dann wieder Aktivität zeigen.

Lückentext
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Bei 90 °C denaturiert die der Amylase und wird dabei geschädigt. Stärke kann nicht mehr abgebaut werden. Die Kühlschrankprobe kann auf Körpertemperatur erwärmt werden, das Enzym wird dann wieder Aktivität zeigen.
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Vorstellung des Online-Kurses Physikalische ChemiePhysikalische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Physikalische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Chemische Thermodynamik
    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Energie
      • Chemische Thermodynamik und Energetik
    • Grundlagen
      • Einleitung zu Grundlagen
      • Erhaltungssätze
      • Systemarten & Reaktionsbedingungen
    • Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Einleitung zu Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Enthalpie
        • Einleitung zu Enthalpie
        • Der Satz von Hess
        • Kalorimetrie
      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
      • Freie Enthalpie
    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    • Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters
      • Der Taschenwärmer
  • Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Einleitung zu Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Einleitung zu Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Temperatur
      • Katalysator
      • Druck und Zerteilungsgrad
    • Anwendungsbeispiele
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele
      • Fotometrie
      • Potentiometrie
    • Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Einleitung zu Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Enzyme
      • Exkurs: Katalyse
        • Einleitung zu Exkurs: Katalyse
        • Chemisorption
        • Homogene und heterogene Katalyse
        • Katalysatorgifte
      • Enzymreaktionen
        • Einleitung zu Enzymreaktionen
        • Substrat- und Wirkungsspezifität
        • Aktives Zentrum
        • Katalasereaktion – Beispiel einer Enzymreaktion
        • Michaelis-Menten-Kinetik
        • Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
        • Enzymhemmung
          • Einleitung zu Enzymhemmung
          • Kompetitive Hemmung
          • Nichtkompetitive Hemmung
        • Denaturierung
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