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Gleichmäßige Verteilung von Teilchen
im ihnen zur Verfügung stehenden Raum,
aufgrund der Brown'schen Molekular-
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Leben Mikroskopieren Osmose Zellwand Zellmembran Wichtige Begriffe Biomembran

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repasion Gleichmäßige Verteilung von Teilchen im ihnen zur Verfügung stehenden Raum, aufgrund der Brown'schen Molekular- bewegung. semipermeabel Eine Grenzfläche, die teilweise duch - lässig ist. halbdurchlässig ↳ Die Membran lässt kleine Stoffe meist frei hindurch kommen, während große Stoffe undurchlässig sind Bsp.: Wasser und Salz osmose Einseitige Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran ↳asmotischer Druck sorgt für ein verstärktes Ein- und Ausströmen von Wasser in bzw. aus der Zelle Ein anschauliches Beispiel für die Wirkung der Osmose ist das Aufplatzen reifer Kirschen nach Benetzung mit Regenwasser. Das Wasser auf der Außenseite der Frucht enthält nur sehr wenig gelöste Teilchen, hat also ein hohes chemisches Potential. Es dringt durch die äußere Haut in die Frucht ein, in der das Wasser als Lösungsmittel durch den hohen Zuckergehalt und andere gelöste Stoffe ein niedriges chemisches Potential aufweist. Durch den Wassereinstrom steigt der Druck im Inneren der Frucht und führt zum Aufreißen ihrer äußeren Haut. Diese ist neben anderen Stoffen für Wasser durchlässig, nicht jedoch für Zuckermoleküle; aufgrund dieser Eigenschaften wirkt sie als semipermeable Membran. Wassermoleküle können diese Membran prinzipiell in beide Richtungen passieren, werden jedoch im Inneren der Frucht stärker festgehalten. Die Wassermoleküle müssen dort mit den anderen gelösten Molekülen und Teilchen um den Zugang zur Membran konkurrieren, so dass weniger Wassermoleküle pro Zeiteinheit nach außen dringen als umgekehrt. plasmolose (Deplasmolyse) Eine Plasmolyse ist das Ablösen des Zellmembran einer...

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Pflanzenzelle durch Wasserverlust. Bei der Deplasmolyse wird der Prozess umgekehrt → zurück in Normal zustand" 11 Wasser hyper-/ hypotonisch Hypertonisch ↳höher konzentriert (Salzwasser) Hypotonisch ↳ niedriger konzentriert (Vakuole) Zellsaftvakuole wahrscheinlichkeit Die Wassermoleküle wollen sich gleichmäßig verteilen, wodurch die Wahrscheinlichkeit höher ist, dass mehr von ihnen sich auf die Seite mit der höher Konzentrierten Lösung bewegen, weil dafür kein Teilchen der Lösung auf die andere Seite geht. Wasser Singer und Nicolson Stellten Schwachpunkte beim Sandwich-Modell fest ↳ Membrane einer Zelle sehen keineswegs einheitlich aus hatten unterschiedlichen Proteingehalt ) ↳ Die Lage der Proteine konnte nicht stimmen unterschieden unterschiedlich große Integrale und periphere Proteine integrale Proteine ↳ einzeln in die Lipiddoppelschicht ragen nur mit ihren hydrophilen Bereichen in das umgebende Cytoplasma periphere Proteine ↳lose an die Membranoberfläche gebunden => Ein Mosaik aus Proteinmolekülen, die in der flüssigen Doppelschicht aus Lipiden liegen => · ܝܐ periphere Proteine hydrophyle Region des Proteins FUNKTION hydrophobe Region des Proteins integrale Proteine TO Phospholid- doppelschicht Schaffung von abgeschlossenen Reaktionsräumen (= Kompartimentierung) Verhinderung der Vermischung Ermöglichen des Passierens (Durchgehen) nur bestimmter Stoffe durch die Membran Semipermeabel! MABSTAB 40 fach ABLAUF 1. Beleuchtung einschalten 2. Objek trevolver auf kleinste Vergrößerung stellen 3. Objekttisch nach unten 4. Objekt in Wassertropfen auf Objektträger 5. Objekt am Grob- und Feintrieb scharfstellen 4mm Präperat Vergrößerung: 1,5mm 100 fach Zellmembran Mitochondrien 1,5mm Name: ikroskopieren Lysosomen m 400 fach TIERISCHE 0,3mm Je nachdem wieviel die Zelle vom Sichtfeld bedeckt, zieht man das restliche um die Zelle vom Durchmesser ab. zelle Cytoplasma / Zellplasma Zellkern (Plasmalemma) Zellmembran Zellwand Chloroplast (grün) PFLANZLICHE Vakuole Tonoplast Cytoplasma/ Zellplasma Chromoplasten (rot) Zellkern Zellmembran MERKMALE (Beispiel Haselnuss) Wachstum ↳Nuss keimt, Keimling wächst Stoffwechsel ↳ betreibt Fotosynthese, Zellatmung Vortpflanzung (Entwicklung) ↳ wird zu einem neuen Baum, der neue Nüsse bildet ORGANISATIONSEBENE leben Molekül ↳biologisch bedeutsame Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nucleinsäuren Bsp.: Chlorophyl Organ ↳ Funktionseinheit aus Geweben Bsp.: Laubbla H Organismus ↳ Lebewesen in dem Gewebe ↳ gleichartige Zellen Bsp.: Haut verschiedene Organe wirken Bsp.: Rot buche Art جا Aufbau aus Zellen Selbstständige Bewegung ↳ Ausrichtung der Blätter richtung Sonne Reizbarkeit ↳ reagiert auf äußere Reize Zellorganellen ↳ verschiedene Moleküle Bsp.: Chloroplasten (für Fotosynthese Zellen ↳ Grundeinheiten aller Lebewesen, bestehen aus Zellorganellen Bsp.: Pflanzenzelle mehrere gleiche Organismen, Gesamtheit der Lebewesen, die sich untereinander fruchtbar fortpflanzen können. Bsp.: alle Rotbuchen /Fichten wirkt oder zusätzlich in der Lebensgeinschaft ist Bsp.: bei Wald = Moll, Steine, Wetter... Ökosystem ↳ nicht nur Lebewesen, sondern auch was sich auf diese aus Population ↳ Lebewesen einer Art in einem bestimmten Gebiet Bsp.: Rotbuchen (Wald) Biosphäre ↳ alle bewohnten Bereiche der Erde, alle Ökosysteme der Erde 2 (2) E. Gorter und F. Grendel untersuchten Erythrozyten des Menschen (diese hatten nur eine Biomembran) ↳ Isolierten die Zellmembranen der Erythrozyten ↳ extrahierten (=auziehen) die Membranpilide mit Hilfe von Aceton ↳Phospholidanteil wurde auf eine Wasseroberfläche gegeben Lösungsmittel verdampfte, es bildete sich ein geschlossener Film auf der Wasseroberfläche berechneten die Schichtdicke des Films → war genau eine Lage von Lipidmolekülen monomolekulare Schicht ↳ = ↳monomolekulare Schicht bedekte eine Fläche, die der doppelten Oberfläche aller verwendeten Erythrocyten entsprach Erythrocyten Extraktion der Membranlipide ull Protein monomolekulare Phospholidschicht biomembran hydrophiler Bereich hydrophober Bereich Luft hydrophiler Bereich Wasser O errechnete Gesamtoberfläche aller verwendeten Erythrocyten unpolarer Schwanz polarer Kopf- ↓ → Membranlpide im Extraktionsmittel Oberfläche der roten Blutkörperchen ist nur halb so groß => In der Biomembran der roten Blutkörperchen (Plasmalemma) sind die Phospholide als Doppelschicht angeordnet Wasser Wasser Davson und Danielle machten Elektromikroskopische Untersuchungen Biomembran hatte einen Durchmesser von 8nm künstlich hergestellte Lipiddoppelschicht nur 2nm Biomembran besteht zur Hälfte aus Phospholiden und zur Hälfe aus Proteinen ↳ Proteine können polar, unpolar und beides (amphipatisch) sein (Sandwich - Modell) / Elementarmembran Lipid- doppet schicht 10 monomolekularer Upidfilm COOM (doppelte Oberfläche) -Phospholiddoppelschicht Lösung AB ,,Osmose" hypertonische Umgebung (konzentrierter als innen) außen Durch den Wasserverlust schrumpft der Zellkörper; die Zellmembran zieht sich von der Zellwand zurück (Plasmolyse). Pflanzenzelle innen rote Blutzelle -zentrale Vakuole Die Zelle verliert Wasser und schrumpft. isotonische Umgebung (gleich wie innen) • Wassermolekül Zuckermolekül Durch den fehlenden Innen- druck ist die Zelle schlaff. Normalzustand einer roten Blutzelle: Gleichgewicht der osmotischen Verhältnisse hypotonische Umgebung (verdünnter als innen) Normalzustand einer Pflanzenzelle: der Zellkörper drückt gegen die Zell- wand und wird prall (turgeszent). Die Zellen nehmen Wasser auf, schwellen an und platzen. Quelle: Marki Biologie Oberstufe, O Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 Erläuterung: 1. Spalte: Die Umgebung der Zelle ist im Vergleich zum Zellinneren hypertonisch. Somit ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Wasserteilchen durch die semipermeable Membran aus der Zelle ausströmen als dass diese in die Zelle einströmen. In Summe kommt es zu einem Wasserausstrom aus der Zelle. Während tierische Zellen mangels Zellwand dann einfach schrumpfen, löst sich bei pflanzlichen Zellen das Cytoplasma incl. Zellmembran von der Zellwand ab. Diesen Vorgang nennt man Plasmolyse. 2. Spalte: Die Umgebung der Zelle ist genau so stark konzentriert wie das Zellinnere: isotonisch. Somit bewegen sich gleich viele Wassermoleküle in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus. Für tierische Zellen ist dies der Normalzustand, während pflanzliche Zellen aufgrund des fehlenden Innendrucks in diesem Zustand noch zu schlaff sind. 3. Spalte: (Vorteil für pflanzliche Zelle) Die Umgebung der Zelle ist im Vergleich zum Zellinneren hypotonisch. Somit ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Wasserteilchen durch die semipermeable Membran in die Zelle einströmen als dass diese aus der Zelle ausströmen. In Summe kommt es zu einem Wassereinstrom in die Zelle. Die tierische Zelle wird mangels Zellwand irgendwann platzen, während in der pflanzlichen Zelle sich das Cytoplasma und die Vakuole ausdehnen und der Innendruck so stark ansteigt, bis er so groß ist, dass kein weiteres Wasser mehr einströmen kann. Dann ist die Pflanzenzelle prall gefüllt und somit auch stabil genug: dies der Normalzustand für Pflanzenzellen. Vorgang heißt Deplasmolyse Osmotischer Druck ● Zellwand جا ممسقققة Zellwand verhindert Ausdehnung und Platzen der Zelle Hält die Zelle stabil, schützt das Cytoplasma Aussehen verändert sich mit dem Differenzierungsgrad der Zelle Nach Zellteilung entsteht : 1. Mittellamelle aus pektinhaltigen Material → pektin = gelartige Substanz von kohlenhydratähnlichem Bau Vakuole -Tonoplast Cytoplasma Plasmamembran -Tertiärwand Sekundärwand Primärwand Mittellamelle ↳ Dient als Bindemittel zwischen benachbarten Zellen (klebt) 2. Primärwand aus 10% Zellulosemikrofibrillen (unregelmäßig angeordnet) aus 90%. Pektinen ↳ ↳ elastische Struktur zur Vergrößerung der Zelle (Zelle wächst) 3. Sekundärwand ↳ aus 90% Zellulose, 10% Pektine ↳ Mikrofibrille liegen parallel in regelmäßigen Schichten übereinander (Gitter) ↳dicker und stabiler als Primărwand, kaum elastisch EXPERIMENTE Gemüse experiment 1. Radischen wird eingeschnitten 2. Blütenblätter" werden wieder leicht angedrückt 11 zellmembnon 3. Radischen für 4 Minuten in destilliertes Wasser legen 4. Blüttenbletter" wieder versuchen anzudrücken ↳ Die Blütenblätter" fingen schon nach kurzer Zeit an abzustehen und ließen sich nicht mehr andrücken 5. Radischen für 4 Minuten in Salzwasser geben ↳ Nach 4 Minuten ließen sich die Blütenblätter wieder andrücken 11 1. Von einer Gurke 2 3mm dicke Scheiben abschneiden 2. Schnittfläche trocken tupfen 3. Auf eine Scheibe Salz geben ↳Nach 4 Minuten bildete sich eine Wasserschicht auf und um die Gurke mit Salz, währen die ohne Salz trocken blieb.

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Wasser Singer und Nicolson Stellten Schwachpunkte beim Sandwich-Modell fest ↳ Membrane einer Zelle sehen keineswegs einheitlich aus hatten unterschiedlichen Proteingehalt ) ↳ Die Lage der Proteine konnte nicht stimmen unterschieden unterschiedlich große Integrale und periphere Proteine integrale Proteine ↳ einzeln in die Lipiddoppelschicht ragen nur mit ihren hydrophilen Bereichen in das umgebende Cytoplasma periphere Proteine ↳lose an die Membranoberfläche gebunden => Ein Mosaik aus Proteinmolekülen, die in der flüssigen Doppelschicht aus Lipiden liegen => · ܝܐ periphere Proteine hydrophyle Region des Proteins FUNKTION hydrophobe Region des Proteins integrale Proteine TO Phospholid- doppelschicht Schaffung von abgeschlossenen Reaktionsräumen (= Kompartimentierung) Verhinderung der Vermischung Ermöglichen des Passierens (Durchgehen) nur bestimmter Stoffe durch die Membran Semipermeabel! MABSTAB 40 fach ABLAUF 1. Beleuchtung einschalten 2. 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Objekt am Grob- und Feintrieb scharfstellen 4mm Präperat Vergrößerung: 1,5mm 100 fach Zellmembran Mitochondrien 1,5mm Name: ikroskopieren Lysosomen m 400 fach TIERISCHE 0,3mm Je nachdem wieviel die Zelle vom Sichtfeld bedeckt, zieht man das restliche um die Zelle vom Durchmesser ab. zelle Cytoplasma / Zellplasma Zellkern (Plasmalemma) Zellmembran Zellwand Chloroplast (grün) PFLANZLICHE Vakuole Tonoplast Cytoplasma/ Zellplasma Chromoplasten (rot) Zellkern Zellmembran MERKMALE (Beispiel Haselnuss) Wachstum ↳Nuss keimt, Keimling wächst Stoffwechsel ↳ betreibt Fotosynthese, Zellatmung Vortpflanzung (Entwicklung) ↳ wird zu einem neuen Baum, der neue Nüsse bildet ORGANISATIONSEBENE leben Molekül ↳biologisch bedeutsame Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nucleinsäuren Bsp.: Chlorophyl Organ ↳ Funktionseinheit aus Geweben Bsp.: Laubbla H Organismus ↳ Lebewesen in dem Gewebe ↳ gleichartige Zellen Bsp.: Haut verschiedene Organe wirken Bsp.: Rot buche Art جا Aufbau aus Zellen Selbstständige Bewegung ↳ Ausrichtung der Blätter richtung Sonne Reizbarkeit ↳ reagiert auf äußere Reize Zellorganellen ↳ verschiedene Moleküle Bsp.: Chloroplasten (für Fotosynthese Zellen ↳ Grundeinheiten aller Lebewesen, bestehen aus Zellorganellen Bsp.: Pflanzenzelle mehrere gleiche Organismen, Gesamtheit der Lebewesen, die sich untereinander fruchtbar fortpflanzen können. Bsp.: alle Rotbuchen /Fichten wirkt oder zusätzlich in der Lebensgeinschaft ist Bsp.: bei Wald = Moll, Steine, Wetter... Ökosystem ↳ nicht nur Lebewesen, sondern auch was sich auf diese aus Population ↳ Lebewesen einer Art in einem bestimmten Gebiet Bsp.: Rotbuchen (Wald) Biosphäre ↳ alle bewohnten Bereiche der Erde, alle Ökosysteme der Erde 2 (2) E. Gorter und F. Grendel untersuchten Erythrozyten des Menschen (diese hatten nur eine Biomembran) ↳ Isolierten die Zellmembranen der Erythrozyten ↳ extrahierten (=auziehen) die Membranpilide mit Hilfe von Aceton ↳Phospholidanteil wurde auf eine Wasseroberfläche gegeben Lösungsmittel verdampfte, es bildete sich ein geschlossener Film auf der Wasseroberfläche berechneten die Schichtdicke des Films → war genau eine Lage von Lipidmolekülen monomolekulare Schicht ↳ = ↳monomolekulare Schicht bedekte eine Fläche, die der doppelten Oberfläche aller verwendeten Erythrocyten entsprach Erythrocyten Extraktion der Membranlipide ull Protein monomolekulare Phospholidschicht biomembran hydrophiler Bereich hydrophober Bereich Luft hydrophiler Bereich Wasser O errechnete Gesamtoberfläche aller verwendeten Erythrocyten unpolarer Schwanz polarer Kopf- ↓ → Membranlpide im Extraktionsmittel Oberfläche der roten Blutkörperchen ist nur halb so groß => In der Biomembran der roten Blutkörperchen (Plasmalemma) sind die Phospholide als Doppelschicht angeordnet Wasser Wasser Davson und Danielle machten Elektromikroskopische Untersuchungen Biomembran hatte einen Durchmesser von 8nm künstlich hergestellte Lipiddoppelschicht nur 2nm Biomembran besteht zur Hälfte aus Phospholiden und zur Hälfe aus Proteinen ↳ Proteine können polar, unpolar und beides (amphipatisch) sein (Sandwich - Modell) / Elementarmembran Lipid- doppet schicht 10 monomolekularer Upidfilm COOM (doppelte Oberfläche) -Phospholiddoppelschicht Lösung AB ,,Osmose" hypertonische Umgebung (konzentrierter als innen) außen Durch den Wasserverlust schrumpft der Zellkörper; die Zellmembran zieht sich von der Zellwand zurück (Plasmolyse). Pflanzenzelle innen rote Blutzelle -zentrale Vakuole Die Zelle verliert Wasser und schrumpft. isotonische Umgebung (gleich wie innen) • Wassermolekül Zuckermolekül Durch den fehlenden Innen- druck ist die Zelle schlaff. Normalzustand einer roten Blutzelle: Gleichgewicht der osmotischen Verhältnisse hypotonische Umgebung (verdünnter als innen) Normalzustand einer Pflanzenzelle: der Zellkörper drückt gegen die Zell- wand und wird prall (turgeszent). Die Zellen nehmen Wasser auf, schwellen an und platzen. Quelle: Marki Biologie Oberstufe, O Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 Erläuterung: 1. Spalte: Die Umgebung der Zelle ist im Vergleich zum Zellinneren hypertonisch. Somit ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Wasserteilchen durch die semipermeable Membran aus der Zelle ausströmen als dass diese in die Zelle einströmen. In Summe kommt es zu einem Wasserausstrom aus der Zelle. Während tierische Zellen mangels Zellwand dann einfach schrumpfen, löst sich bei pflanzlichen Zellen das Cytoplasma incl. Zellmembran von der Zellwand ab. Diesen Vorgang nennt man Plasmolyse. 2. Spalte: Die Umgebung der Zelle ist genau so stark konzentriert wie das Zellinnere: isotonisch. Somit bewegen sich gleich viele Wassermoleküle in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus. Für tierische Zellen ist dies der Normalzustand, während pflanzliche Zellen aufgrund des fehlenden Innendrucks in diesem Zustand noch zu schlaff sind. 3. Spalte: (Vorteil für pflanzliche Zelle) Die Umgebung der Zelle ist im Vergleich zum Zellinneren hypotonisch. Somit ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Wasserteilchen durch die semipermeable Membran in die Zelle einströmen als dass diese aus der Zelle ausströmen. In Summe kommt es zu einem Wassereinstrom in die Zelle. 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Pektinen ↳ ↳ elastische Struktur zur Vergrößerung der Zelle (Zelle wächst) 3. Sekundärwand ↳ aus 90% Zellulose, 10% Pektine ↳ Mikrofibrille liegen parallel in regelmäßigen Schichten übereinander (Gitter) ↳dicker und stabiler als Primărwand, kaum elastisch EXPERIMENTE Gemüse experiment 1. Radischen wird eingeschnitten 2. Blütenblätter" werden wieder leicht angedrückt 11 zellmembnon 3. Radischen für 4 Minuten in destilliertes Wasser legen 4. Blüttenbletter" wieder versuchen anzudrücken ↳ Die Blütenblätter" fingen schon nach kurzer Zeit an abzustehen und ließen sich nicht mehr andrücken 5. Radischen für 4 Minuten in Salzwasser geben ↳ Nach 4 Minuten ließen sich die Blütenblätter wieder andrücken 11 1. Von einer Gurke 2 3mm dicke Scheiben abschneiden 2. Schnittfläche trocken tupfen 3. Auf eine Scheibe Salz geben ↳Nach 4 Minuten bildete sich eine Wasserschicht auf und um die Gurke mit Salz, währen die ohne Salz trocken blieb.