Einsatzfertige EF-Klausuraufgabe (20 BE, 45 Min.) für die Einführungsphase (Biologie, NRW) im Inhaltsfeld Zellbiologie (Schwerpunkt Enzyme: Kinetik). Das Bakterium Thermus aquaticus lebt in heißen Quellen, in denen normale Enzyme zerstört werden – seine Taq-Polymerase arbeitet dort und ist heute das zentrale Werkzeug der PCR. Ausgehend von einem Temperatur-Aktivitäts-Diagramm (Taq im Vergleich zu einer mesophilen DNA-Polymerase) beschreiben die Lernenden Bau und Wirkungsweise von Enzymen, erklären den Kurvenverlauf molekular (Reaktionsgeschwindigkeit, Denaturierung) und fällen ein datengestütztes Urteil zur Angepasstheit an den Lebensraum. Einsetzbar als eine von zwei Aufgaben einer 90-minütigen EF-Klausur.

Diese Aufgabe orientiert sich an den Vorgaben des Kernlehrplans Biologie (Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule NRW) für die Einführungsphase und am Format der offiziellen NRW-Beispielaufgabe für EF-Klausuren (20 BE, 45 Minuten).

Im Zentrum steht das Inhaltsfeld Zellbiologie mit dem Schwerpunkt Enzyme (Kinetik). Die Lernenden beschreiben Bau und Wirkungsweise von Enzymen (aktives Zentrum, Enzym-Substrat-Prinzip), interpretieren ein Temperatur-Aktivitäts-Diagramm, erklären den Kurvenverlauf auf molekularer Ebene (Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit, Denaturierung der mesophilen Polymerase) und beurteilen datengestützt, ob die Taq-Polymerase grundsätzlich „überlegen" ist – oder an ihren Temperaturbereich angepasst.

Die Aufgabe ist operationalisiert und materialgestützt und deckt alle drei Anforderungsbereiche ab (AFB I 25 %, AFB II 55 %, AFB III 20 %).

Paketinhalt

• Aufgabenstellung mit Einleitungstext (4 Teilaufgaben, 20 BE)

• Material M 1 (Text: Thermus aquaticus, Enzymfunktion, PCR)

• Material M 2 (Diagramm: Temperatur-Aktivität Taq vs. E. coli DNA-Polymerase I)

• Ausführlicher Erwartungshorizont mit BE-Aufschlüsselung und AFB-Ausweisung

• Kompetenzübersicht mit KLP-Bezug (konkretisierte Kompetenzerwartungen + Schwerpunktbezug)

• Quellennachweis

• Format: Word + PDF

Hinweis

Diese Aufgabe umfasst 20 BE (45 Min.) und ist als eine von zwei Aufgaben einer 90-minütigen EF-Klausur konzipiert, nicht als vollständige Klausur.

Über eine Bewertung des Materials freue ich mich sehr!

Passt dazu:

Diese Aufgabe behandelt die Temperaturabhängigkeit der Enzymaktivität. Den zweiten großen Enzym-Baustein der Einführungsphase – die kompetitive Hemmung und die Regulation der Enzymaktivität – deckt die Klausuraufgabe „Der Platz ist besetzt: Wie Statine ein Schlüsselenzym ausbremsen" ab (Statine an der HMG-CoA-Reduktase, enzymkinetische Daten, Hypothesenbildung). Zwei verschiedene Enzym-Phänomene an zwei realen Kontexten – gut kombinierbar im EF-Enzymthema.