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C 2 Honig
Honig wird seit dem Altertum nicht nur als Nahrungs- und Genussmittel. sondern auch als
Heilmittel verwendet. Bienen erzeugen Honig aus Nektar oder Honigtau.
1. Im Bienenstock geben die Sammelbienen den Nektar an die Stockbienen weiter. Im
Honigmagen der Bienen befindet sich das Enzym Invertase, das die Spaltung der im
Nektar befindlichen Saccharose katalysiert. In Laborversuchen wird der Einfluss eines
Hemmstoffes auf das Enzym Invertase untersucht. Dazu wird zunächst die
Umsatzgeschwindigkeit bei verschiedenen Substratkonzentrationen ermittelt. Die
Umsatzgeschwindigkeit v und die Substratkonzentration c(S) werden als Kehrwerte
aufgetragen. wodurch sich eine lineare Abhängigkeit ergibt. In einer weiteren
Versuchsreihe wird die Umsatzgeschwindigkeit bei Zusatz des Hemmstoffes untersucht.
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1/c(S) [L/mmol]
Abb.: Abhängigkeit der reziproken Enzymaktivität von der reziproken Substratkonzentration (Diagramm
erstellt mit Daten, aus Jens Hagen, Chemiereaktoren11, Wiley-VCH 2004. S. 178)
1.1. Ermitteln Sie mithilfe des Diagramms die Umsatzgeschwindigkeiten vA und vB für c(S)
= 0.1 mmol/L! Ordnen Sie ausgehend von diesem Ergebnis die beiden Graphen A und B
den entsprechenden Versuchsreihen zu und begründen Sie Ihre Entscheidung!
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1.2. Erläutern Sie, an welcher Stelle des Diagramms der Kehrwert der maximalen
Umsatzgeschwindigkeit der Invertase abgelesen werden kann! Leiten Sie aus Ihrem
Ergebnis her, um welchen Typ von Hemmung es sich handelt!
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2. Honigtau ist das Ausscheidungsprodukt pflanzensaugender Insekten, z. B. von
Blattläusen. In ihrem Verdauungstrakt entziehen sie dem Pflanzensaft
Stickstoffverbindungen nahezu vollständig, während nur ein geringer Anteil der
enthaltenen Zucker verwertet wird. Allerdings laufen in ihrem Darm Reaktionen zwischen
Zuckermolekülen ab, bei denen beispielsweise das Trisaccharid Melezitose gebildet wird.
In der Melezitose ist ein -D-Glucopyranosemolekül 1,3-glykosidisch an den
Fructosebaustein der Saccharose gebunden.
2.1. Mit einer Melezitose-Lösung wird eine Silberspiegel-Probe durchgeführt. Beschreiben
Sie das experimentelle Vorgehen bei der Silberspiegel-Probe und leiten Sie aus der
Haworth-Projektionsformel von Melezitose das Versuchsergebnis ab!
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2.2 Ein Kilogramm Honig enthalt je nach Sorte 0,29 g bis 2,0 g Aminosäuren. Bei seiner
Reifung wird Phenylalanin (2-Amino-3-phenylpropansäure) zu Phenylbrenztraubensäure
(2-Keto-3-phenylpropansäure) umgesetzt. Ordnen Sie diesen beiden Verbindungen die
Schmelztemperaturen 156 °C bzw. 283 °C zu und begründen Sie ausgehend von den
Strukturformeln Ihre Entscheidung!
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2.3. Ein Teil des Zuckers wird von den sammelnden Bienen zur Energiebereitstellung
abgebaut. Im Verlauf der Glykolyse wird hierbei Dihydroxyacetonphosphat
(Dihydroxypropanonphosphat) mithilfe des Enzyms Triosephosphatisomerase in
Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt.
2.3.1. Diese Umwandlung ist auch ohne enzymatische Katalyse möglich. Erläutern Sie
den Reaktionsverlauf unter Mitverwendung von Strukturformeln!
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2.3.2. In den Muskelzellen der Biene wird das Endprodukt der Glykolyse unter aeroben
Bedingungen abgebaut. Benennen Sie die .Hauptschritte dieses Abbaus und geben Sie
jeweils ihre Bedeutung an!
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2.3.3. Honig kann zu Met, einem alkoholischen Getränk, vergoren werden. Um den Ablaut
der alkoholischen Garung zu untersuchen, werden Hefezellen mit D-Glucose versetzt, die
als C1-Atom das Radioisotop C-14 enthalt. Die Hälfte der beim Abbau dieser
Glucosemoleküle entstehenden Glycerin-aldehyd-3-phosphat-Moleküle ist am C3-Atom
radioaktiv markiert. Leiten Sie unter Mitverwendung von Strukturformeln ab, in welchem
Produkt der alkoholischen Gärung die Markierung auftritt!
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