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nicht nur eine reine Lipiddoppelschicht ist. Signalmolekül außer- halb der Zelle wässrige Umgebung Abb. 1 Ausschnitt aus der Biomembran in der Zelle gree verändertes Rezeptorprotein wässrige Umgebung Cappogg bood außer- halb der Zelle Folgereaktionen in der Zelle Abb. 3 Informationsweitergabe in der Membran in der Zelle hydrophil hydrophob Permeabilität einer biologischen Membran (cm/s) 10² 1 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 Ein Membran- pigment wie z. B. Chlorophyll absorbiert die Energie T ●K+ ●Na+ ●CH (P)+(ADP 10-² Permeabilität einer künstlichen Lipiddoppelschicht (cm/s) Abb. 2 Permeabilität verschiedener Membranen 10-10 10-8 10-6 10-4 Das Membranpigment kann zum Aufbau von ATP beitragen Glycerin ATP CO 1 Jedes Protein ist an einer bestimmten chemischen Reaktion beteiligt. A Weite Diffusionswege werden durch den Mem- branaufbau verhindert. 10² Aufgaben 1. Erklären Sie anhand der Abbildung 1, warum sich Phospholipide dazu eignen, zwei wässrige Bereiche voneinander zu trennen, wenn sie in einer Doppelschicht angeordnet sind. 2. Warum kann man aus den Permeabilitätswerten (Abb. 2) schließen, dass Biomembranen aus mehr als einer Lipiddoppelschicht bestehen? 3. Biomembranen sind keine einfachen Barrieren, die nur zwei unterschiedliche Kompartimente vonein- ander trennen. Begründen Sie dies mithilfe von Abbildung 3. AB Biomembranen 1. Die Phospholipide haben ein hydrophilen Kopf und zwei hydrophobe Ketten. Die Köpfe der Phospholipide befinden sich an den Außenseiten der Doppelschicht und lassen das Wasser nicht zu den Ketten durch, da sie so dicht aneinander sind. Dadurch entstehen an beiden Seiten der Doppelschicht zwei wässrige Bereiche. 2. Die Abbildung zeigt die Permeabilität einer künstlichen die Lipiddoppelschicht im Vergleich zu einer biologischen Membran. Auf der Abbildung ist zu erkennen, dass die Stoffe Glycerin, CO2 und O2 gleich lang durch beide Membran brauchen. Stoffe wie Cl-, Na+, K+ und H2O brauchen länger durch eine künstliche Membran als durch eine biologische, dadurch lässt sich schließen dass diese nicht nur aus einer Lipiddoppelschicht besteht sondern noch andere Stoffe enthält die beim Stofftransport mithelfen. 3. Wenn ein Molekül in die Zelle gelangen wird muss es sich an die Transmembranproteine andocken und die Informationen weitergeben. Die Transmembranproteine geben die Informationen des Moleküls an das Innere der Zelle weiter. Zudem ist jedes Protein in der Lipiddoppelschicht da an einer bestimmten chemischen Reaktion beteiligt. Abb.1 A B Abb.2 6-0-8-6-6-6-6-6-6-6 01P101H I O I CH, CH-CH₂ O C=O C=O I CH₂ CH, CH, CH₂ CH, CH₂ I CH, CH, I CH₂ CH₂ I CH₂ CH₂ I CH₂ I I CH₂ CH 1 D CH₂ -6-6-6-6-6-6-6-6 CH₂ CH, CH₂ CH₂ CH₂ CH CH₂ O ボーダーボーダー8ー8ー8 hydrophil Luft Kephalinmolekül Wasser B C D hydrophiles Baustein Phosphatgruppe hydrophob Glycesin hydrophobe Kette => Fettsäure Abb.3 Wasser Transportmechanismen Lipid- doppelschicht kleine Moleküle außen Cytoplasma einfache Diffusion Membrantransport (1) Abb. 1 Transportgeschwindigkeit Abb. 2 etechtere eleichterte Biffsich Birtuson Jees Cheromon Konal [Uniport Chipart große Moleküle und lonen Transportgeschwindigk Energie Corrier S₁ wird akhle Transport Antiport Sz crop urabab Transportgeschwin strom "raus Antiport Symport adundab sekundär aktive Transport Symport Sz beide rein! Aufgabe Vervollständigen Sie die Abbildung 1 und 2 um die notwendigen Elemente und beschriften Sie die Dia- gramme für: Konzentrations-151 Konzentrations-151 Konzentrations-15) gradienten gradienten gradienten Uniport Symport Antiport Verwenden Sie dazu folgende Symbole: Für die zu transportierenden Substrate S, und S₂, für die Richtung des Transports TJ. Siдрецизних миранатиту Para 0000 овуло baut ist) gehan > rein trationsgefälle Konzen- gehen raus Recherche: Membrantransport 52 S2 Mas 52 Welche Transportarten kann man prinzipiell unterscheiden? Nennen Sie Beispiele. Wann ist ein Transportvorgang ein aktiver Transport? Auf welche Weise kann einem Membrantransport Energie zugeführt werden? Wie unterscheiden sich die einfache Diffusion über eine Biomembran und die erleichterte Diffusion a) in Bezug auf ihren Mechanismus? b) in Bezug auf die Art der diffundierenden Teilchen? c) in Bezug auf die Diffusionskinetik? Tipps zur Recherche mithilfe von Stichwörtern: Aktiver Transport Cotransport Diffusionskinetik Glucosetransport ligandengesteuerter lonenkanal Membranpermeabilität Nat-K+-ATPase Passiver Transport Si Diffusionsgeschwindigkeit Was bedeutet „Konzentrationsgradient" und welche Rolle spielt der Konzentrationsgradient beim aktiven und passiven Transport über eine Membran? = NDOD 6 Große und geladene Teilchen können eine Biomembran nicht passieren. Erläutern Sie die Vorteile für die Zelle. oobuen SA Ein sekundär aktiver Transport beinhaltet das Zusammenarbeiten mehrerer Membrantransporter in einer Zelle. Beschreiben Sie ein Beispiel hierfür und erläutern Sie den Vorteil für den Organismus. 2 1. Einfache Diffusion; erleichterte Diffusion -> Carrier, Kanäle, etc. (entlang des Konzentrationsgradienten; aktiver Transport 2. Wenn gegen den Konzentrationsgradienten transportiert wird und Energie aufgebraucht werden muss 3. ATP/Strahlungsenergie / bei sekundär aktivem Transport -> wird angetrieben von zuvor aufgebautem Konzentrationsgradienten 4. a) Einfache Diffusion = über die Membran ohne Hilfsmittel; Erleichterte Diffusion = Hilfe von einem Protein durch das das Teilchen diffundiert b) Einfache Diffusion = kleine ungeladene (hydrophobe) Teilchen; Erleichterte Diffusion = alle Teilchen (polare und geladene Teilchen brauchen unbedingt ein Hilfsprotein um zu diffundieren da sie hydrophil sind), die die Zelle reinlässt c) Einfache Diffusion Wichtig! 2 Teilchen sind daussen, Telichen kammen rein