Hey, könnte eventuell jemand bei einer biologischen Frage zu Enzymen und Verdauungsstrakten weiterhelfen?
Die Frage lautet: Ordnen Sie die Enzyme aus der folgenden Abbildung den verschiedenen Abschnitten des menschlichen Verdauungstraktes zu und begründen Sie ihre Entscheidung.
Dies ist die dazugehörige Abbildung:
Vielen Dank.
1 Antwort
Zunächst einmal die kurze Einordnung der Enyzme ihrem jeweiligen Ort.
Pepsin = Magen
Amylase = Dünndarm
Trypsin = Dünndarm
(Herstellungsort der Enzyme lasse ich hier mal raus)
Pepsin spaltet Proteine (Eiweiße) aus der Nahrung. Ebenso Trypsin auch. Amylase spaltet Kohlenhydrate (Polysaccharide/ Mehrfachzucker) auf.
Im Magen liegt die Magensäure vor. Diese besteht aus Wasser und Salzsäure (ca. 0,5 % Konzentration der Salzsäure) und ist deswegen mit einem sauren pH-Wert vertreten. Du siehst auf der Skala der pH-Werte ist Pepsin in einem sauren Bereich. Demnach gehört Pepsin zum Magen. Das Optimum liegt hier bei einem pH-Wert von ca. 2. Deckt sich mit dem pH-Wert des Magensafts.
Amylase kommt im Darm vor. Genauer auch im Dünndarm. Das Optimum liegt bei ca. 6,5 pH.
Trypsin kommt ebenfalls im Darm vor, auch hier vermehrt im Dünndarm. Das Optimum ist hier breiter aufgestellt und liegt bei ca. 8 bis 9,5 pH. Aufgrund dessen das der pH Wert im Darm nicht so niedrig ist wie im Magen, kann deine Entscheidung auch begründet werden. Der Darm schließt sich dem Magen an, weshalb der Ort von Amylase und Trypsin auch dahin bezogen werden können.
Hoffe das konnte helfen :)
Erstmal gut der kritische Gedanke und das Hinterfragen. Sehr wichtige Eigenschaften! :)
Schauen wir uns das mal genauer an. Wenn wir uns den Verlauf der Verdauung anschauen, eher gesagt den für uns wichtigen Abschnitt, folgt auf den Magen der Dünndarm. Der pH-Wert muss sich erst angleichen. Daher ist er zu Beginn noch etwas Saurer als im späteren Verlauf. Außerdem wichtiger Aspekt ist der anatomische Aufbau des Dünndarms. Er besteht bei Säugetieren aus drei Abschnitten mit unterschiedlicher Länge. Auf den Magen folgt der Duodenum (Zwölffingerdarm), darauf folgt der Jejunum (Leerdarm) und zum Schluss kommt der Ileum (Krummdarm) welcher ins Caecum mündet und damit auch in den Dickdarm. Außerdem stürzen sich die Enzyme nicht auf den Nahrungsbrei sondern dieser wandert durch das Verdauungssystem und jeweils an den richtigen Stellen setzen die Enzyme mit ihrer Aufgabe an. Das Trypsin verfolgt zusätzlich die Aufgabe der Eiweiß Zersetzung. Diese geschieht etwas später als die der Kohlenhydrate durch die Amylase. Im Verlauf des Dünndarms erhöht sich der pH-Wert von den anfänglichen 7 bis hin zu 8 - 8,5 etc. Diese Zahl ist eben nie genau konstant. Im Verlauf weiter in den Dickdarm bis hin zum After nimmt der leicht basische pH-Wert wieder ab auf einen Wert von rund 6,5 (ungefähr). Jedoch kommt das Trypsin deswegen im Dünndarm vor da hier der Hauptteil der Verdauung verläuft. Und da die pH-Werte im gesamten Dünndarm (bestehend aus den genannten 3 Abschnitten) nicht gleichbleibend sind, kommt neben Amylase auch Trypsin im Dünndarm vor.
Okay, vielen Dank für deine Hilfe, aber könntest du nun das oben kurz zusammenfassen, was die Begründung für die Entscheidung ist (eventuell mit Bezug auf die Grafik und dem ph-Wert)? Das wäre dann das Letzte, was ich benötige?
Okay, wäre es auch für Pepsin, Amylase und Trypsin möglich?
Die zu betrachtende Grafik zeigt auf der y-Achse die Enzymaktivität in einer relativen Einheit an. Die x-Achse beschreibt den pH-Wert von 1 (sauer) bis 14 (basisch). Zu sehen sind 3 Graphen in der Abbildung. Diese stehen für jeweils 3 verschiedene Enzyme. Um laut Fragestellung die Enzyme ihrem spezifischen Ort im Verdauungsystem zuzuordnen, werden die Enzyme anhand ihrer Optima und den jeweiligen pH-Werten betrachtet. Pepsin hat ein Aktivitätsoptimum in Abhängigkeit des pH-Werts von ca. 2. Dieser pH-Wert liegt im Magen vor. Dort wird durch Pepsin das Eiweiß in der Nahrung aufgespalten. Der pH-Wert entsteht durch den im Magen enthaltenen Anteil an Salzsäure. Amylase hingegen hat ein Aktivitätsoptimum in Abhängigkeit des pH-Werts von rund 6 bis 7. Dies bedeutet der Wirkungsort im Verdauungsystem ist der beginnende Dünndarm. Hier erhöht sich der pH-Wert von den anfänglichen 2 auf nun 6 bis 7. Hier werden durch die Amylase Kohlenhydrate also Polysaccharide aufgespalten. Trypsin hingegen weist im Vergleich zu Amylase ein verschobenes Optimum im Bereich von ca. 8 auf. Der pH-Wert erhöht sich demnach nochmals leicht. Zu Verorten ist demnach Trypsin im weiter hinten gelegenen Teil des Dünndarms. Dort hat es die Aufgabe weitere Eiweißketten aufzuspalten.
So könntest du es schreiben :)
Ah, hättest du eventuell noch mehrere Faktoren, die die Enzymaktivität beeinflussen (nur Aufzählen)?
Klar
Folgende Faktoren beeinflussen die Enzymaktivität immer und teils sehr stark:
Die Konzentration des Substrats an sich
Konzentration von Coenzymen
Konzentration des umzusetzenden Produkts
Ob sekundäre Botenstoffe vorhanden sind
Der pH-Wert
Die Temperatur
Ob andere Stoffwechselmetabolite vorhanden sind
Also die Amylase gehört zu dem Dünndarm, da der optimale ph-Wert bei ungefähr 7 liegt und dies bei der Grafik auch so gezeigt wird. Wieso kommt das Trypsin dann aber auch im Dünndarm vor. Dort liegt doch der ph-Wert höher, als bei dem Optimim des Dünndarms?