Biologie Passiver Transport?
Wir haben heute in Biologie die "Transportvorgänge an Biomembranen - der passive Transport" durchgenommen. Dabei haben wir aufgeschrieben "1. Einfache Diffusion (unpolare Moleküle; sehr kleine und ungeladene Moleküle) 2. Erleichtwrte Diffusion (kleine polare oder geladene Teilchen)" Könnt ihr mir für jeweils 1. Und 2. Ein paar Beispiel-Moleküle/Teilchen sagen?
Danke! :)
1 Antwort
Hi,
kleine "polare" Moleküle können auch durch freie Diffusion durch die Membran hindurch gelangen, z.B. Wasser (H2O) ist ein polares Molekül (klein, polar, aber ungeladen) und kann frei hindurch diffundieren.
Gasförmige Moleküle können ebenfalls frei diffundieren, Sauerstoff (O2), Kohlenstoffdioxid (CO2), Stickstoff (N2), Ammoniak (NH3) letzterer auch polar, aber ungeladen, Benzol (C6H6), Ethanol (C2H6O) beide unpolar. Diese alle links bei dir (freie Diffusion).
Mit zunehmender Größe und Polarität oder elektrischer Ladung wird die Membran für Moleküle unpassierbar (Bsp.: Glukose (s.u.), Aminosäuren gehen nicht, alle Formen von elektrisch geladenen Ionen H+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NH4+, Cl- ebenfalls nicht).
Erleichterte Diffusion wird durch Membranproteine ermöglicht. Kanalproteine (Mitte) habe eine wassergefüllte Pore, durch die bestimmte Ionen frei passieren können, falls der Kanal geöffnet ist, die es durch die Membran nicht schaffen würden, z.B. Natrium-Ionen Na+, Kalium-Ionen K+, Calcium-Ionen Ca2+, Chlorid-Ionen Cl-, es sind also dann sog. Ionenkanäle.
Diese sind z.B. wichtig für die Erregbarkeit von Zellen, Signalbildung und -transport. Wenn man z.B. hört, wird der Luftschall mittels des Trommelfells auf die Gehörknöchelchen übertragen, Hammer, Amboss und Steigbügel. Dieser wirken als augeklügelter Verstärkungsmechanismus, um den Schall auf Flüssigkeit zu übertragen, in die flüssigkeitsgefüllte Schnecke. Man kennt das, steht einer am Schwimmbadrand und der andere taucht, kann er unter Wasser nix mehr verstehen, was der sagt, weil der Schall aus der Luft zu über 90% nicht in das Wasser eintritt, sondern daran abprallt.
Ist der Schall auf die Flüssigkeit des Hörorgans (Schnecke) übertragen, sorgen die Flüssigkeitswellen für eine Ablenkung winziger Haarfortsätze den sog. Stereovilli https://de.wikipedia.org/wiki/Stereozilie der Haarsinneszellen im Innenohr. Die mechanische Verformung eines solchen Haares, also das zur Seite drücken, öffnet Ionenkanäle in der Membran der Hörsinneszelle und ändert die Membranleitfähigkeit. Das nennt sich "Mechanotransduktion" http://flexikon.doccheck.com/de/Mechano-elektrische_Transduktion
D.h. mechanische Energie (die Reizenergie) wird in elektrische Energie gewandelt, was zur Auslösung und Weiterleitung von Signalen in der Sinneszelle führt, die dann über Nerven ins Gehirn weitergeleitet und verarbeitet werden. Die spannungsgesteuerten Ionenkanäle werden in der Neurophysiologie noch eine große Rolle spiele.
Die Transportproteine rechts auf deinem Blatt sind ebenfalls Membranproteine, jedoch ohne Pore, sie binden bestimmte Stoffe und verhelfen ihnen durch Konformationsänderung (Änderung ihrer Form) durch die Membran hindurch, deswegen nennt man sie Transportproteine oder einfach "Transporter". Sie haben eine Transportkapazität (Auslastung) und sind spezifisch in dem was sie transportieren, sie transportieren also nicht wahllos. Für Glucose z.B. gibt es einen Membrantransporter. D.h. Glucose passiert nicht direkt durch die Membran (freie Diffusion, dazu ist es zu groß), aufgrund seiner Wichtigkeit im gesamten Stoffwechsel, macht so ein Transporter für die Zelle allerdings Sinn, also es kann sich lohnen oder erforderlich sein, diesen Stoff gezielt aufzunehmen. Wenn bei dir einer einen Geldsack vor die Tür stellt, dann würde der auch nicht von alleine durch die Tür diffundieren, aber ich vermute, dass bald ein Transportmechanismus greifen würde, ihn ins Zimmer zu holen :) leider nicht passiv, aber der Aufwand würde lohnen.
Alle 3 Transportmechanismen auf deinem Arbeitsblatt hingegen ist gemeinsam, dass sie passiv verlaufen, ohne zusätzlichen Energieaufwand, aber dazu einen Konzentrationsgradienten oder Ladungsgradienten brauchen. Z.B. "außen viel, innen wenig" man sagt auch einen "elektrochemischen Gradienten" (ein Konzentrationsgefälle), entlang dessen solche Transportvorgänge "passiv" ("bergab" von hoher Konzentration in Richtung niedriger Konzentration) verlaufen können. Gruß, Cliff