Aufgaben 27 Die Ordnung des Lebendigen Zusammenfassung der Transportvorgänge Wenn man sich den anfänglichen Vergleich einer Zelle mit einem Haus vergegenwärtigt, so lassen sich die Transportvorgänge in die Zelle hinein bzw. aus der Zelle heraus folgendermaßen verdeutlichen: Manche sehr kleinen Moleküle können einfach zwischen den Membranlipiden „hindurchschlüpfen“. Dies könnte man dem Einströmen von Luft durch undichte Fenster, Türspalten oder Ritzen im Mauerwerk gleichstellen. Andere Stoffe werden durch Kanal- oder Transportproteine durch die Membran geschleust. Hierbei handelt es sich um Moleküle, die entweder zu groß sind, um durch die Membran zu diffundieren, oder wenig fettlöslich, weswegen sie vom lipophilen Innenraum der Membran abgestoßen werden. In unserem Vergleich würden die Membranproteine Fenster, Türen oder Briefschlitze darstellen, oder Ventilationssysteme, die in Werkstätten verschmutzte Luft aktiv ins Freie pumpen. Die dritte Variante betrifft Moleküle oder Körperchen, die für diese Proteine zu groß sind. Hier endet der Vergleich mit einem Haus, denn keine Wand kann ein großes Objekt umfließen und dann ein Vesikel ins Gebäudeinnere abschnüren. Zellen dagegen können dies mittels Endo- bzw. Exozytose ohne weiteres leisten! Stoffe können durch die Membran diffundieren, mit Proteinen transportiert werden, oder mittels Endo-/Exozytose befördert werden 1 E/S Um die Vorgänge an einer Biomembran zu verdeutlichen, führe folgenden Versuch mit zwei Hühnereiern als Modell durch. Der Eidotter (genau genommen ist nur dieses die Eizelle) wird von einer Biomembran, der Eihaut, begrenzt, die die Zelle gegen die äußeren Bereiche des Hühnereis abgrenzt (kAbb. 26). Protokolliere deine Beobachtungen und werte das Experiment aus. Versuchsablauf: Stelle zwei Hühnereier 12 Stunden lang so in ein Gefäß mit Speiseessig, dass sich die kalkhaltigen Eierschalen vom halben Ei ablösen (k Abb. 27, links). Spüle im Anschluss die Eier ab. Lege das eine Ei in ein Glas mit destilliertem Wasser, das andere Ei in ein Glas mit gesättigter Kochsalzlösung (kAbb. 27, rechts). Die Lösung ist dann mit Salz gesättigt, wenn trotz Umrührens noch ein Bodensatz bleibt. Betrachte die Eier nach 24 Stunden und vergleiche das Ergebnis mit dem Zustand der Eier zu Versuchsbeginn. Wenn möglich, wiege die Eier vor und nach dem Verbleib in den Lösungen. Keimscheibe (Embryo) Hagelschnur Schalenhaut Schale Eiklar Eihaut Luftkammer Dotter Essig destilliertes Wasser gesättigte Kochsalzlösung Abb. 26: Hühnerei (schematische Darstellung). Abb. 27: Versuch (Skizze). 2 W Erläutere den Zusammenhang zwischen der Struktur von Biomembranen und ihrer Funktion, selektiv Stoffe durchlassen zu können. 3 W/E Die Diffusion einer Substanz durch ein Kanalprotein wird immer schneller, je größer das Konzentrationsgefälle wird. Erfolgt dagegen der Transport durch ein Transportprotein, stellt sich irgendwann Sättigung ein. Das heißt, ab einer bestimmten Konzentration steigt die Transportgeschwindigkeit nicht mehr, auch wenn der Konzentrationsunterschied weiter erhöht wird. Formuliere eine Erklärung für dieses Phänomen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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