Aufgabe 4 – Zucker als Grundlage von Gärungen
Beschreibe den biochemischen Ablauf der alkoholischen Gärung.
In Gärröhrchen wurde die Gärungsaktivität von Hefezellen anhand der Produktion von Kohlenstoffdioxid untersucht (M 5). Bei 38 °C wurden Hefesuspensionen (10 g frische Bäckerhefe auf 100 ml Wasser) in fünfprozentige Zuckerlösungen inkubiert. Die gebildete Menge an Kohlenstoffdioxid wurde alle fünf Minuten gemessen.
Stelle die Messergebnisse grafisch dar.
Interpretiere die Ergebnisse aus Material 5 zur Abbaupräferenz von Hefen für Kohlenhydrate (M 6).
In einem weiteren Versuch wird Amylose, ein Stärkebestandteil, den Hefezellen als Nährstoff angeboten.
Begründe ein mögliches Untersuchungsergebnis.
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monatlich kündbarSchulLV Plus-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?M 5 Experimente mit Hefezellen
Es wurden Experimente mit Hefezellen unter anaeroben Bedingungen durchgeführt. Als Maß für die ablaufenden Dissimilationsvorgänge wurde der CO2-Ausstoß über die im Reagenzglas entwickelte Schaumkrone in ml bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
|
Zucker |
Inkubationszeit |
|||||||
|
5 min |
10 min |
15 min |
20 min |
25 min |
30 min |
35 min |
40 min |
|
|
Glucose |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0,5 |
1,6 |
2,9 |
4,5 |
|
Saccharose |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0,3 |
1,5 |
2,7 |
|
Fructose |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0,7 |
1,8 |
3,0 |
4,8 |
|
Lactose |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
M 6 Struktur von Zuckermolekülen
|
Zucker |
Struktur (ohne Kettenformen) |
|
Glucose |
 
|
|
Saccharose |
 
|
|
Fructose |
 
|
|
Lactose |
 
|
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monatlich kündbarSchulLV Plus-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?Beschreiben des biochemischen Ablaufes der alkoholischen Gärung
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Aktivierung der Glucose (C6) durch Phosphorylierung, Umwandlung zu Fructosediphosphat (C6), Spaltung der C6-Einheit in 2 C3 und schrittweise Umwandlung zu Brenztraubensäure (Pyruvat C3) unter Freisetzung von brutto 4 ATP und 2 NADP/H+
-
reduktive Decarboxylierung der BTS zu Ethanal und weiter zu Ethanol unter Nutzung von 2 NADPH/H+
Grafisches Darstellen der Messergebnisse
x-Achse mit Inkubationszeit in min, y-Achse mit dem Volumen an CO2 in ml
Kurven mit verschiedenen Zuckern unterschiedlich kennzeichnen
Interpretieren der Ergebnisse
-
verzögerter Beginn (nach 20 min) der Glykolyse in allen Ansätzen; Saccharoseabbau nach 25 min, weil enzymatische Spaltung des Disaccharids Zeit benötigt, Spaltungsprodukte Glucose und Fructose gehen dann in die Glykolyse ein
-
Verzögerung beim Abbau der Glucose im Vergleich zu Fructose, weil möglicherweise Glucose erst zu Fructose umgewandelt wird
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kein Abbau von Lactose, da für dieses Disaccharid wahrscheinlich keine Enzyme vorhanden sind
Begründen eines möglichen Untersuchungsergebnisses, z.B.
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Schaumkronenhöhe über die gesamte Inkubationszeit 0 ml
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da Amylose ein Polysaccharid ist, muss es enzymatisch gespalten werden in Glucosebausteine, Einschleusen dieser in die Glykolyse
→ mögliche Ergebnisse: z. B. Amylose wird nicht gespalten aufgrund fehlender Amylasen, keine Bildung von CO2
ODER
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enzymatische Spaltung der Amylose in Glucosemoleküle und Abbau dieser in der Glykolyse, nach längerer Inkubationszeit wird CO2 gebildet
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Schaumkrone bildet sich erst ab 30 min Inkubationszeit