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Enzyme – Anwendung in Medizin und Technik

Enzyme spielen eine bedeutende Rolle als Biokatalysatoren in medizinischen und technischen Prozessen. Ihre Bedeutung erstreckt sich von der Bierherstellung bis hin zur modernen medizinischen Diagnostik, wie beispielsweise bei PCR-Tests. Interessiert? Erfahre mehr dazu im folgenden Text!

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sofatutor Team
Enzyme – Anwendung in Medizin und Technik
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Enzyme – Anwendung in Medizin und Technik Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Lerntext Enzyme – Anwendung in Medizin und Technik kannst du es wiederholen und üben.
  • Was sind Enzyme?

    Tipps

    Enzyme sind an chemischen Reaktionen im Körper beteiligt.

    Lösung

    Enzyme sind als Biokatalysatoren an chemischen Reaktionen im Körper beteiligt.

  • Welche biochemischen Verfahren haben wir schon vor der Entdeckung von Enzymen genutzt?

    Tipps

    Drei der Antworten sind richtig.

    Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist unter anderem ein Verfahren zur Identifizierung von Krankheitserregern, welches in klinischen Laboren angewendet wird.

    Lösung

    Schon vor der Entdeckung von Enzymen hat der Mensch diese unbewusst in biochemischen Verfahren wie der Brot-, Bier- und Weinherstellung verwendet.

  • Welche Enzyme werden in der Papierindustrie und welche in der Waschmittelindustrie eingesetzt?

    Tipps

    Zwei der Enzyme werden in der Papierindustrie eingesetzt, eins in der Waschmittelindustrie und eins in beiden Industriezweigen.

    Lipasen bauen Fette ab, Cellulasen bauen lange Pflanzenfasern ab.

    Lösung

    In der Papierindustrie werden Cellulasen, Hemicellulasen und Lignin abbauende Enzyme eingesetzt, um die pflanzlichen Fasern zu zerkleinern.

    Die Cellulasen finden auch in der Waschmittelindustrie Einsatz, genauso wie die Fett abbauenden Lipasen.

  • Beschreibe den Verlauf der Entdeckung von Enzymen anhand des Prozesses der Bierherstellung.

    Tipps

    Der Prozess der Bierherstellung ist schon tausende von Jahren alt.

    1908 wurden die ersten funktionellen Enzyme isoliert.

    Lösung

    Die Bierherstellung ist schon tausende von Jahren alt. Der Mensch nutzt Enzyme also schon seit sehr langer Zeit ganz unbewusst.

    Zum ersten Mal wurde 1839 bei Untersuchungen zur Bierherstellung beschrieben, dass für die Gärung Hefen benötigt werden. Doch die genaue Funktion der Hefe blieb lange unbekannt. Erst circa 60 Jahre später fand der Biologe Eduard Buchner heraus, dass ein Enzym aus der Hefe dahinter steckt.

    Weitere 10 Jahre später, im Jahre 1908, wurden zum ersten Mal funktionelle Enzyme isoliert. Seitdem kommen Enzyme in vielen Bereichen des täglichen Lebens zum Einsatz.

  • Welche Schnelltests basieren auf enzymatischen Reaktionen?

    Tipps

    Drei der Antwortmöglichkeiten sind richtig.

    Bei den gesuchten Schnelltests läuft eine Farbreaktion ab, die als Streifen auf dem Test ablesbar ist.

    Bei einem Alkoholtest wird in ein Gerät geblasen und dieses zeigt dann elektronisch die abgeschätzte Promillezahl im Blut an.

    Lösung

    Schnelltests, die auf enzymatischen Reaktionen beruhen, sind neben dem Corona-Schnelltest und dem HIV-Schnelltest auch der Schwangerschaftsschnelltest.
    Bei diesen Schnelltests läuft eine Farbreaktion ab, die als Streifen auf dem Test ablesbar ist.

    Bei einem Alkoholtest wird in ein Gerät geblasen und dieses zeigt dann elektronisch die abgeschätzte Promillezahl im Blut an. Dieser Test beruht auf Infrarot-Sensoren.

  • Was hat es mit der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) in der klinischen Diagnostik auf sich?

    Tipps

    Das Bakterium, aus welchem die hitzestabile DNA-Polymerase für die PCR isoliert wurde, heißt Thermophilus aquaticus.

    Lösung

    Isolierte Enzyme können in der Diagnostik eingesetzt werden. Zum Beispiel, um Krankheitserreger nachzuweisen. Viren wie das Grippe-Virus, Corona-Virus sowie das HI-Virus, welches für die Krankheit AIDS verantwortlich ist, können in Laboren über eine sogenannte Polymerase-Kettenreaktion, die PCR, nachgewiesen werden. Dabei können durch das Enzym die Taq-Polymerase, eine hitzestabile DNA-Polymerase, die aus thermophilen Bakterien isoliert wurde, schon kleinste Mengen an Virus-DNA vervielfältigt werden, sodass eine Früherkennung möglich ist.