AB EB_1
Thema: Nussknacker und Flaschenöffner – Modelle für Enzyme?

zurück zur Übersicht: Arbeitsblätter (AB) Exkurs B

Enzyme haben folgende besondere Eigenschaften:

Enzyme …

sind substratspezifisch;
sind wirkungsspezifisch;
erniedrigen die Aktivierungsenergie;
gehen eine kurzfristige Verbindung mit dem Substrat ein;
gehen unverändert aus der Reaktion hervor.

Vereinfachte Definition zum Modellbegriff:

Modelle sind vereinfachte Darstellungen von Ausschnitten der Wirklichkeit.
Sie dienen der Veranschaulichung bedeutsamer Kennzeichen (Strukturen / Funktionen) verschiedenster Objekte bzw. Vorgänge.
Modelle sind nur im gewissen Grad mit der Wirklichkeit vergleichbar, d.h. jedes Modell hat seine Grenzen.

Ist der Nussknacker (Abb. EB_1-2) ein Modell für Enzyme?

Beantworte diese Frage, indem du

die Definition zum Begriff „Modell“ liest,
die oben genannten Eigenschaften von Enzymen nochmals durchdenkst,
eine Nuss mithilfe eines Nussknackers knackst und dann
gedanklich überprüfst, ob du die genannten Eigenschaften von Enzymen im Sinne des Modellbegriffs beim Nussknacker wiederfindest.

Überprüfe den zweiten „Kandidaten“ hinsichtlich seiner Eignung als Enzym-Modell, einen Flaschenöffner* (Abb. EB_1-1).
Vergleiche die Eignung beider Modelle.

Abb. EB_1-1 Flaschenöffner

Abb. EB_1-2 Nussknacker

Lösungen zu den Aufg. 1 – 3:

zu 1.
Nussknacker-Modell
substratspezifisch: Ja; er zerlegt Nüsse und z.B. keine Tomaten; allerdings im Sinne einer Gruppenspezifität.
wirkungsspezifisch: Ja und nein; er zerteilt die Nüsse; allerdings nicht wie ein Enzym in immer gleiche Bestandteile.
Erniedrigung der Aktivierungsenergie: Ja; durch die Hebelkraft wird die einzusetzende Energiemenge verringert.
Kurzfristige Verbindung: Ja.
Unveränderbarkeit: Ja; erst nach tausenden Einsätzen wird dieses Gerät unbrauchbar.
Bezüglich der Wirkungsspezifität zeigt sich eine deutliche Grenze dieses Modells.
zu 2.
Flaschenöffner-Modell
Grundsätzlich gilt das in Zusammenhang mit dem Nussknacker Gesagte.
Aber: bezüglich der Wirkungsspezifität ist der Flaschenöffner besser, denn seine Produkte sind fast immer gleich – zumindest sehr ähnlich.
zu 3.
Beide Modelle sind natürlich weit entfernt vom Original bzw. von der Wirklichkeit.
Der Nussknacker und der Flaschenöffner zeigen jedoch einige Struktur- und Funktionsmerkmale, die dazu beitragen können, die Wirklichkeit, d.h. die Besonderheiten von Enzymen, zu veranschaulichen.