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Transport über die Zellmembran 02:39 min

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Transkript Transport über die Zellmembran

Alle Zellen, seien es Blutzellen oder Samenzellen, Pflanzenzellen oder Bakterien, sind von einer wichtigen Struktur umschlossen, die Zellmembran genannt wird. Die Zellmembran hat zwei wichtige Aufgaben. Sie enthält den gesamten Zellinhalt und trennt das Zellinnere von seiner Umgebung. Und sie bestimmt auch, welche Substanzen in die Zelle hinein gelangen und welche sie verlassen können. Die Zellmembran erlaubt nur bestimmten Molekülen, durch sie hindurch zutreten. Sie wird deshalb als „semi-permeabel“ bezeichnet. Zum Beispiel lässt die Membran Glukose in die Zelle hinein, während Abfallprodukte entfernt werden. Das bedeutet, dass die Zelle interne Bedingungen schaffen kann, die anders als die der äußeren Umgebung sind und es ermöglichen, dass alle Zellreaktionen, wie die Zellatmung, stattfinden können. Substanzen können die Zellmembran aufgrund zweier unterschiedlicher Vorgänge durchdringen. Diffusion erfolgt, wenn sich Partikel von einem Bereich hoher Konzentration zu niedriger Konzentration bewegen. Nur sehr kleine Moleküle, wie Sauerstoff und Wasser, können die Zellmembran anhand von Diffusion durchdringen. Die Diffusion von Wasser auf diese Weise, durch eine semi-permeable Membran, wird Osmose genannt. Diffusion und Osmose sind passive Transportformen, die keine Energie von der Zelle benötigen. Wenn die Zelle jedoch Substanzen durch die Membran entgegen eines Konzentrationsgradienten bewegen möchte, muss sie einen aktiven Transport verwenden. Transportproteine in der Zellmembran helfen den Molekülen, sich von einer niedrigen zu einer hohen Konzentration zu bewegen. Zum Beispiel verwenden Wurzelhaarzellen einen aktiven Transport, um Mineralien aus dem Boden aufzunehmen. Der Molekültransport durch die Membran ist ein lebenswichtiger Vorgang für Zellen, um zu funktionieren und am Leben zu bleiben.

2 Kommentare
  1. Gutes Viedeo hat mir geholfen ,sehr

    Von Irischa Neumann, vor 14 Tagen
  2. super Inhalt weiter so !

    Von Teker75 1, vor 21 Tagen

Transport über die Zellmembran Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Transport über die Zellmembran kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe den Aufbau und die Funktion der Zellmembran.

    Tipps

    Bei einem Transport „entlang eines Konzentrationsgefälles“ werden Moleküle von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration transportiert.

    Lösung

    Alle Zellen sind von einer schützenden Zellmembran umgeben. Sie ist semipermeabel und kann daher den Ein- und Austritt von Molekülen kontrollieren.

    Große Moleküle wie Glucose können nur mit Hilfe von Transportproteinen durch die Zellmembran gelangen.
    Bei einem Transport entgegen eines Konzentrationsgefälles handelt es sich um einen aktiven Transport, bei dem Energie zugeführt werden muss.
    Wenn Moleküle entlang eines Konzentrationsgefälles über die Membran transportiert werden, spricht man von einem passiven Transport.

    Nur sehr kleine Moleküle wie Sauerstoff können die Zellmembran direkt anhand von Diffusion passieren.

  • Definiere den Begriff „semipermeabel“.

    Tipps

    Aus dem Lateinischen übersetzt bedeutet „semi“ „halb“ und „permeare“ „durchlassen“.

    Lösung

    Eine Membran ist semipermeabel, wenn sie für bestimmte Stoffe nur in die eine Richtung durchlässig ist, für die andere Richtung jedoch nicht.

    Eine semipermeable Membran ist die Voraussetzung für die Osmose, denn so können kleine Teilchen wie Wassermoleküle durch die Membran diffundieren und die Konzentration von größeren im Wasser gelösten Teilchen auf beiden Seiten der semipermeablen Membran ausgleichen.

    Wenn eine stark konzentrierte Zuckerlösung von einer niedrig konzentrierten Zuckerlösung durch eine semipermeable Membran getrennt wird, diffundieren Wassermoleküle von der niedrigeren zur höheren Konzentration durch die Membran, um die Konzentration der Zuckerlösungen auf beiden Seiten auszugleichen.
    Die Zuckermoleküle selbst können die Membran nicht passieren, da sie zu groß sind. Der Ausgleich der Konzentration findet dann durch die Diffusion des Wassers statt.

    Bei der eukaryotischen Zellmembran hängt die Semipermeabilität vor allem von der Größe der Moleküle ab: Kleine Teilchen wie Wassermoleküle können die Zellmembran passieren, größere Teilchen wie Glukosemoleküle benötigen geeignete Transporter.

  • Erkläre die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser über ein Wurzelhaar einer Pflanze.

    Tipps

    Pflanzen können durch Überdüngung vertrocknen.

    Lösung

    Die Nährstoffe (Ionen) können durch Pflanzen aufgenommen werden, da sie im Wasser gelöst vorkommen.

    Einige Ionen werden von der Wurzel durch einen aktiven Transport aufgenommen. Meist befinden sich schon viele Ionen in der Wurzelhaarzelle, die gerade aus dem Boden aufgenommen wurden. Da die Pflanze jedoch mehr von diesen Ionen benötigt, muss sie die Ionen entgegen des Konzentrationsgefälles transportieren und Energie aufwenden.

    Die Wasseraufnahme ist dagegen recht einfach: Da sich viele Ionen in der Wurzelhaarzelle befinden, strömt Wasser passiv ein – es findet eine Osmose statt. Wenn die Pflanze viel Wasser benötigt, werden Ionen und Kohlenhydrate sogar extra in die Wurzel transportiert, sodass mehr Wasser osmotisch aus dem Boden in die Wurzelhaarzellen einströmt.

    Wenn man eine Pflanze überdüngt, ihr also zu viele Ionen und zugleich zu wenig Wasser gibt, strömt Wasser aus der Pflanze, um den Konzentrationsunterschied auszugleichen – sie vertrocknet.

  • Definiere die Begriffe Diffusion und Osmose und nenne Beispiele.

    Tipps

    Gepökeltes Fleisch ist Fleisch, das mit bestimmten Salzen behandelt wurde. Hierbei entzieht Salz dem Fleisch Wasser.

    Lösung

    Die Diffusion beschreibt einen Konzentrationsausgleich zweier Stoffe aufgrund der Brownschen Molekularbewegung. Beispiele hierfür sind die Verteilung von Zucker oder Tinte in Wasser: Nach einer gewissen Zeit haben sich beide Stoffe gleichmäßig vermischt. Dasselbe gilt auch für Gase, etwa die Ausbreitung von Gerüchen in der Raumluft.

    Die Osmose ist der Konzentrationsausgleich durch eine semipermeable Membran aufgrund der Brownschen Molekularbewegung. Beispiele sind der Wasseraustritt aus gepökeltem Fleisch, die schrumpelige Haut nach dem Baden oder die Wasseraufnahme der roten Blutkörperchen. Die Osmose beschreibt also die Diffusion durch eine semipermeable Membran!

  • Beschreibe den Konzentrationsausgleich zweier unterschiedlicher, durch eine semipermeable Membran getrennter Lösungen.

    Tipps

    Welche Moleküle können die semipermeable Membran passieren?

    Eine Zuckerlösung mit 2 Zuckermolekülen in 2 ml Wasser hat die gleiche Konzentration, wie 5 Zuckermoleküle in 5 ml Wasser.

    Lösung

    Nach einer gewissen Zeit ist der Wasserspiegel auf der Seite B höher als auf der Seite A, da Wassermoleküle durch die semipermeable Membran diffundieren und den Konzentrationsunterschied ausgleichen.

    Die Anzahl der Zuckermoleküle auf beiden Seiten verändert sich nicht, da sie nicht durch die semipermeable Membran diffundieren können.

    Die Brownsche Molekularbewegung beschreibt, dass sich Teilchen wie die Zucker- und Wassermoleküle zufällig und ungerichtet bewegen. Dabei prallen die Teilchen auch mal aneinander. Da Zucker in Wasser gelöst vorliegt und Zuckermoleküle nicht wesentlich schwerer sind als Wassermoleküle (wie zum Beispiel Sandkörner), setzen sie sich weder am Boden ab noch sammeln sie sich an der Wasseroberfläche.

  • Vergleiche den aktiven und passiven Transport miteinander.

    Tipps

    Die Kalium-Natrium-Pumpe benötigt ATP.

    Lösung

    Ein aktiver Transport findet entgegen eines Konzentrationsgefälles statt.

    Ein passiver Transport läuft entlang eines Konzentrationsgefälles.

    Bei einem passiven Transport wird keine Energie benötigt. Ein aktiver Transport kann nur unter Energieverbrauch stattfinden.

    Diffusion und Osmose sind Beispiele für passive Transportformen.

    Bei einem aktiven Transport wird die Energie von der Zelle meist in Form von Adenosintriphosphat (ATP) bereitgestellt.

    Die Natrium-Kalium-Pumpe ist ein bekanntes Beispiel für den aktiven Transport. Sie transportiert Kalium in die Zelle und Natrium aus der Zelle hinaus. Die Natrium-Kalium-Pumpe arbeitet entgegen eines Konzentrationsgradienten.

    Bei einem aktiven Transport sind immer Transportmoleküle in der Zellmembran beteiligt.