Arbeitsblätter für Biologie: Enzyme
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Das Thema „Verdauung“ wird im Verlauf der Schulzeit mehrfach, aber mit unterschiedlicher Intensität und Schwerpunktsetzung angesprochen. Bei den jüngeren Schülerinnen und Schülern ist es sinnvoll, den Schwerpunkt auf den gesundheitserzieherischen Aspekt zu legen. Dieser Beitrag, der für Lernende in der 9. bzw. 10. Klasse der Mittelstufe konzipiert ist, stellt hingegen die biochemischen Aspekte und die Vorgänge auf molekularer Ebene in den Mittelpunkt. Die Jugendlichen verfügen jetzt in diesen Klassenstufen über die chemischen Grundkenntnisse, die zu deren Verständnis notwendig sind. Damit erfolgt bereits eine Hinführung zur Oberstufe, in der biochemische Prozesse eine wesentliche Rolle spielen. Sicherlich können die Schülerinnen und Schüler auch so vor der Wahl von Grund- und Leistungsfächern besser einschätzen, was Biologieunterricht in der Oberstufe bedeutet. Grundlage für die Verdauungsprozesse ist die Arbeit von Enzymen.
Biokatalysatoren gibt es nicht nur in der Kartoffel oder als Pulver in der Chemievorbereitung. In diesem Beitrag kommen allt├ñgliche Stoffe mit Enzymen zum Einsatz, wodurch die weite Verbreitung und Verwendung von Enzymen in der Lebenswirklichkeit der Menschen deutlich wird. Anhand von Schülerversuchen, die teils auch als Hausaufgabe durchgeführt werden können, werden die Temperatur- und pH-Wert-Abhängigkeit der Enzyme ebenso erarbeitet wie die typischen Eigenschaften der Enzyme, also Wirk- und Stoffspezifität.
Die SuS lernen den Zusammenhang zwischen der Fotosynthese und der Temperatur kennen. Sie überlegen sich selbst verschiedene Einflussfaktoren und formulieren die Grundgleichung. Zuletzt analysieren die Lernenden eine Temperaturkurve, die den Zusammenhang mit der Sauerstoffproduktion verdeutlicht.
M5 Enzymreaktionen in Industrie und Technik; M6 Hemmung von enzymkatalysierten Reaktionen; M7 Aufgaben: Enzyme und Reaktionsgeschwindigkeit;
Kiwi und Ananas – zwei ganz besondere Früchtchen; Enzyme – wer macht das Rennen?; Enzyme – sauer macht lustig; Das große Leuchten; Helfende Abbildungen; Ergebnissicherung und -überprüfung
Die Lernenden erarbeiten sich mithilfe des Informationstextes 1 in Einzelarbeit die enzymatische Reaktion. Sie arbeiten in Partnerarbeit mit ihrem dreidimensionalen Enzymmodell, entwickeln anhand des Ausschneidebogens ein Funktionsmodell für die Enzymreaktion und präsentieren es auf dem OHP im Plenum. Anhand des Informationstextes 2, einer Tabelle und eines Funktionsmodells erarbeiten sich die Lernenden anschließend in Einzelarbeit und Gruppenarbeit verschiedene Enzymklassen.
Bakteriengenetik; Aufbau der DNA; Verdoppelung der DNA (Replikation); Proteine; SpezialThema: Schlüssel-Schloss-Prinzip; Proteinbiosynthese mit Transkription und Translation; Genwirkketten; Mutationen; Regulation der Genaktivität nach Jacob/Monod; Gentechnik bei Bakterien; Gentechnik bei Pfl anze, Tier und Mensch
Die abiturvorbereitende Leistungskontrolle für die Oberstufe des Biologieunterrichts zur Regulation von Enzymen beschäftigt sich mit den molekularen Prozessen bei allosterischer Hemmung und der Wirkungsweise des Schlüsselenzyms Phosphofructokinase (PFK). Die Leistungsaufgabe orientiert sich sowohl unter inhaltlichen als auch formalen Aspekten an den Vorgaben zum Abitur. Mit diesen Unterrichtsmaterialien bereiten Sie Ihre Klasse optimal auf die Prüfung vor.
Die Schülerinnen und Schüler denken sich in das Regulationsschema des Blutzuckerspiegels (organismische/cytologische Ebene) ein. Dann erarbeiten sie sich arbeitsteilig verschiedene Regulations- und Hemmmechanismen (molekularbiologische Ebene). Die neuen Erkenntnisse wenden sie auf die Blutzuckerregulation (molekularbiologische Ebene) an.
Biomoleküle (Fette, Kohlenhydrate, Proteine); Enzyme; Photosynthese; Stoffabbau
Enzyme weisen als Proteine durch ihre über die Aminosäuresequenz determinierte Raumstruktur eine hochspezifische Funktionalität auf, die den kausalen Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften im Chemieunterricht verdeutlicht. Darüber hinaus sollen in der Oberstufe aktuelle Bezüge zur anwendungsorientierten Forschung in den Fokus genommen werden.
Enzyme kommen in der Sek. I in mehreren Zusammenhängen vor (Ernährung und Verdauung, alle Stoffwechselwege, genetische Krankheiten, z. B. Phenylketonurie etc.). Somit handelt es sich um ein grundlegendes Thema und kann zudem als ein Beispiel für das Basiskonzept Schlüssel-Schloss-Prinzip gelten. Enzymatik ist ein recht abstraktes Thema.