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Digital Learning in Zeiten der Virusepidemie

Nun sind die Schulen und Universitäten seit fast 2 Wochen geschlossen, Klausuren werden auf unbestimmte Zeit verschoben, das Abitur in Hessen wird /wurde durchgeführt. Einige Schulen schicken den Schülern Aufgaben in großen Mengen, die zum Ende der jeweiligen Woche bearbeitet worden sein müssen, andere Schulen sind weniger aktiv. Die Schüler sollen über Video-Links, Eigenrecherche, Nachhilfe in Biologie, Chemie, Mathematik, Physik oder Englisch in Frankfurt  und verteilte Pdfs neue Inhalte lernen.

Das eigenständige Lernen neuer Inhalte ist für alle Alters- und Zielgruppen schwieriger und anspruchsvoller als das Face-to-Face Lernen aus verschiedenen Gründen. Gerade für junge Schüler ist eine Führung durch die Inhalte essentiell.

Mich hat eine Aufgabe in der Biologie E-Phase einer Schülerin  vergangene  Woche besonders verwundert: Die Klasse bearbeitet das Thema Enzyme, sie lernen gerade über Wirk-und Substratspezifität sowie Enzymhemmung, alleine. Mit „alleine“ meine ich, dass das Thema nicht unterrichtet wird, sondern aus Blättern mit Abbildungen und kurzem Text eigenständig erarbeitet werden soll. Eine zu erledigende Aufgabe hieß: „Eine hohe Substratkonzentration neutralisiert die Wirkung eines kompetitiven Inhibitors, während eine hohe Substratkonzentration die Wirkung eines allosterischen Inhibitors die Hemmung nicht beeinflusst. Erläutern Sie diese Aussage“.

Ein kompetitiver Inhibitor konkurriert mit dem eigentlichen Substrat um die Substratbindungsstelle des Enzyms. Da ein kompetitiver Inhibitor reversibel das Enzym hemmen kann, ist seine Wirkung konzentrationsabhängig: Liegen viele Moleküle Substrat und weniger Moleküle kompetitiven Inhibitors vor, so werden hauptsächlich die Substratmoleküle an das aktive Zentrum des Enzyms binden und umgesetzt. Im umgekehrten Fall, wenn viele Inhibitormoleküle und weniger Substratmoleküle vorliegen, werden die Inhibitormoleküle das aktive Zentrum des Enzyms besetzt und das Enzym blockieren, so dass das Substrat nicht binden und umgesetzt werden kann.

Im Fall einer allosterischen Hemmung, wo der allosterische Inhibitor an einer anderen Bindungsstelle als das aktive Zentrum des Enzyms bindet und das Enzym dadurch hemmt, ist der Prozess konzentrationsunabhängig. Wird ein Enzym allosterisch gehemmt, so kann eine hohe Substratkonzentration die Hemmung nicht beseitigen oder rückgängig machen.

Um diese Prozesse verstehen und die Aufgabe beantworten zu können, muß die Logik der Enzymfunktion und Enzymhemmung sehr gut verstanden worden sein. Auch die unterschiedliche Enzyminhibitionsarten müssen unterrichtet und ihre Unterschiede klar dargestellt worden sein. Ansonsten ist das Beantworten dieser Frage sehr schwer und m.E durch eigenständiges Lernen fast unmöglich.