Das Thema der Enzymatik eignet sich aufgrund der vielfältigen Auswahl an Versuchen besonders gut, um das geöffnete Experimentieren innerhalb einer Unterrichtseinheit einzuüben. Neben dieser Kernkompetenz des wissenschaftlichen Experimentierens werden in diesem Beitrag auch die theoretischen Grundlagen der Enzymatik durch kooperative Lernformen und den Einsatz von gestuften Hilfen erarbeitet, sodass ein weitgehend selbstständiges Arbeiten der Schülerinnen und Schüler möglich ist. Hierbei dienen die gestuften Hilfen als Tipps bzw. zur Selbstkontrolle. Die Lehrperson kann somit als Berater fungieren und gezielt auf leistungsschwächere Schüler eingehen.

• Methodisch-didaktische Hinweise
• Material
  • Vielfältige Aufgaben von Proteinen
  • Versuch: Die Wirkungsweise von Katalase und Braunstein im Vergleich
  • Ohne Enzyme läuft nix!
  • Versuch: Wirkung der Urease auf Harnstoff und Thioharnstoff
  • Wissenschaftliches Experimentieren: zwei Beispiele
  • Versuche mit Katalase auf Filterpapier – Vorbereitung
  • Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Enzymkonzentration
  • Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Substratkonzentration
  • Abhängigkeit der Enzymaktivität vom pH-Wert
  • Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Temperatur
  • Hemmung der Enzymaktivität
  • Stoffwechselregulation durch Endprodukthemmung
• Lösungsvorschläge

• Niveau: grundlegend, weiterführend
• Fachlicher Bezug: Stoffwechsel; Chemie
• Methode: Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit, Versuche
• Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung, Stoff- und Energieumwandlung
• Erkenntnismethoden: beobachten, Experimente planen, durchführen und auswerten, Hypothesen bilden und prüfen, Modelle anwenden, Regeln verwenden, Darstellungen verwenden
• Kommunikation: erklären, präsentieren, diskutieren, Materialien auswerten und einsetzen
• Inhalt in Stichworten: Proteine, Enzyme, Katalyse, Energiediagramm, Aktivierungsenergie, Schlüssel-Schloss-Prinzip, Substratspezifität, Urease, Katalase, Einflüsse auf die Enzymaktivität, kompetitive und allosterische Hemmung, Endprodukthemmung