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Diffusion, Osmose und Biomembran

Diffusion, Osmose und Biomembran

 Biologicklausur
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1.Diffusion und Osmose.
Plasmolyse/Deplasmolyse
Isotonische hypotonische und hypertonische Loesungsmittel
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Meine Klausurlernzettel aus der 10. Klasse Themen: 1.Diffusion und Osmose 2.Biomembranen 3.Transportmechanismen durch die Biomembran

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Biologicklausur Themen: 1.Diffusion und Osmose. Plasmolyse/Deplasmolyse Isotonische hypotonische und hypertonische Loesungsmittel Beispiele: Experimente (Zwiebel, Kartoffel) und Mordverdacht 2.Biomembranen Aufgaben und Funktionen von Biomembranen Bau der Biomembranen Membranlipide und ihre Anordnung. Historische Modellvorstellungen Membranproteine 3. Transportmechanismen durch die Biomembran Freie oder einfache Diffusion Erleichterte Diffusion durch Kanaele Erleichterte Diffusion ueber Carrier Primaer aktive Transportprozesse. Sekundaer aktive Transportprozesse Reestudy ठठठठ Definition: Diffusion: Gleichmaessige Stoffverteilung im Raum Osmose: Einseitig ablaufende Diffusion Merke: Diffusion und Osmose sind passive Vorgaenge, sie passieren ganz von selbst. Fliesst immer von der Seite der weniger geloesten Teilchen, auf die Seite der mehr geloesten Teilchen. Diffusion und Osmose Diffusion-> Osmose :> Stoff wird ins Wasser gegeben Salzwasser Salz Wasseranteil steigt = Salzkonzentration sinkt +! !Konzentrationsausgleich ensteht! Stoff verteilt sich ueberall gleichmaessig und bleibt nicht nur an einer Stelle Semipermeable Membran = halbdurchlaessig (Wasser kann durch, Salz nicht) Normales Wasser Reestudy !VORAUSSETZUNG! STOFFE MUESSEN SICH VERMISCHEN KOENNEN !VORAUSSETZUNG! STOFFE MUESSEN SICH VERMISCHEN KOENNEN & SEMIPERMEABLE MEMBRAN TRENNT ZWEI FLUESSIGKEITEN/GASE MIT UNTERSCHIEDLICHER KONZENTRATION. Wasseranteil sinkt wegen Konzentrationsausgleich isotonisch: gleiche Konzentration innen und aussen: Keine Bewegung hypotonisch: innen hoere Konzentration: Bewegung vom Wasser in die Zelle hinein (Deplasmolyse) hypertonisch:. aussen hoere Konzentration: Bewegung vom Wasser aus der Zelle hinaus • (Plasmolyse) · ISOTONISCH UND F○ 4 Konzentration Innen und Aussen ist gleich !Konzentrationsausgleich besteht schon! Keine Bewegung/Gleicher Druck. Plasmolyse und Deplasmolyse isotonisch, hypotonisch und hypertonisch Zellwand Zellkern Nucleolus ER HYPOTONISCH Konzentration Innen ist hoeher als Aussen !Konzentrationsausgleich muss entstehen! Wasser von Aussen wird in die Zelle gesaugt -> Zelle ist komplett mit Wasser gefuellt,prall (Turgeszenz) Cytoplasma/ Cytoskelett Ribosom Vesikel Chloroplast Golgi Apparat Zellmembran Plasmodesmen Vakuole Tonoplast Mitochondrien. HYPERTONISCH Konzentration Aussen ist hoeher als Innen !Konzentrationsausgleich muss entstehen! Wasser wird aus Zelle nach aussen entzogen -> Zelle schrumpft/Protoplast loest sich von Zellwand Definition: Plasmolyse: Vorgang bei dem Wasser aus einer Zelle entzogen wird Deplasmolyse: Aufnahme von Wasser in die Zelle Merke: Beide Prozesse erfolgen durch Osmose Diese Vorgaenge...

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sind nur bei Zellen mit einer Zellwand moeglich (z.B. Pflanzenzellen) Reestudy Bild op Zwiebel Zellwand Zellmembran Zellplasma 1. Leitungswasser 2. Loesung 3. 100%ige Salzloesung Vollentsalzenes Wasser Konzentrationsverhaeltnis zum Zellinhalt 1. isotonisch (annaehrend gleiche Konzentration an geloesten Stoffen) 2. hypertonisch (aussen ist eine hoehere Konzentration an geloesten Stoffe) 3. hypotonisch (geringe Konzentration an geloesten Stoffen) Teilchenbewegung 1. Keine Bewegung 2. Plasmolyse - - Bewegung vom Wasser aus der Zelle hinaus 3. Deplasmolyse Bewegung vom. Wasser in die Zelle hinein Kartoffel Kartoffeln sind die Knollen der Kartoffelpflanze, mit der sich die Pflanzen vegetativ vermehren. Das in den Knollen enthaltene Speicherparenchym enthaelt grosse Mengen an Staerkekoernern, dazu auch in geringem Mass Zucker (~0,8%) und Kochsalz (0,01%). Experimente Frage: Wie reagiert das Speichergewebe der Kartoffel auf den Zusatz von Zucker, Salz und. Staerke? Hypothesen: Ansatz mit Zucker: Kartoffel schrumpft, Wasser wird aus der Zelle gezogen Ansatz mit Salz: Kartoffel schrumpft, Wasser wird aus der Zelle gezogen Ansatz mit Staerke: Keine Veraenderung (gleiche Konzentration) Beobachtung: Salz -frisch Konsistenz -frisch und Aussehen -knackig -knackig vorher Konsistenz und Aussehen nachher Auswertung: Zucker Stärke -frisch -knackig Kontrollansatz Zucker: Die Konzentration von Zucker ist ausserhalb der Zellen hoeher. Das Wasser hat sich aus den Zellen heraus bewegt, um fuer einen Konzentrationsausgleich zu sorgen. Der Zucker hat sich nicht in die Zellen bewegt, weil die Membran nur fuer Wasser durchlaessig ist (semipermeabel). Salz: Die Konzentration von Kochsalz ist ausserhalb der Zellen hoeher. Das Wasser hat sich aus den Zellen heraus bewegt, um fuer einen Konzentrationsausgleich zu sorgen. Das Salz hat sich nicht in die Zellen bewegt, weil die Membran nur fuer Wasser durchlaessig ist (semipermeabel). Staerke: -Staerke ist nicht vollstaendig wasserloeslich => keine Loesung, keine Osmose -Staerke ist ein sehr grosses Molekuel => nicht osmotisch aktiv, keine Bewegung von Wasser Reestudy Mordverdacht Eine 23-Jaehrige Frau wird verdaechtigt, die Tochter ihres Lebensgefaehrten mit einer Ueberdosis Kochsalz ermordet zu haben. Mit Kochsalz, das in einen Fertigpudding eingeruehrt war. Kochsalz im Puddingbecher Nach Darstellung der Anklage ass die Vierjaehrige am 25. Maerz 2004 in der Kueche der elterlichen Wohnung einen 0,2 Liter-Becher Pudding, dem 30 bis 40 Gramm Salz zugesetzt waren. Danach bekam sie Durchfall und musste sich uebergeben. Einige Stunden spaeter wurde das Kind in eine Klinik gebracht, wo es am 27. Maerz starb. Die Vergiftung hatte zu einem Hirn- und Lungenoedem gefuehrt, Todesursache war letztlich ein Herz- und Kreislaufstillstand. Erythrozyten in Stechapfelform - vorgefunden beim getoeteten Maedchen (Koerpergewicht 16kg) Normale Erythrozyt einer Vergleichsperson a) Blut setzt sich in etwa zu gleichen Teilen aus fluessigen und festen Bestandteile zusammen. Das Blutplasma ist dabei die fluessige Komponente, es besteht zu 900% aus Wasser, daneben enthaelt es Eiweisse, Fette, Traubenzucker, Vitamine und Salze (beim Menschen 0,9%). Die festen Bestandteile des Blutes sind die roten Blutzellen (Erythrozyten), die weissen Blutzellen (Leukozyten) und die Blutplaettchen. Erythrozyten sind flache, von beiden Seiten eingedellte Scheiben mit einem Durchmesser von 7 nm. Sie enthalten die Farbstoff Haemoglobin, der Sauerstoff binden kann. b) Die Salzkonzentration unseres Blutes wird durch die Funktion der Nieren auf einem gleich bleibenden Niveau gehalten. Eine Erhoehung oder Senkung der Salzkonzentration fuehr zur Formveraenderung der roten Blutzellen (Erythrozyten). Diese koennen dann nicht ungehindert durch die Kapillaren transportiert werden, sodass der Koerper ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Als Folge koennen Durchblutungsstoerungen und Fehlfunktionen einzelner Organe auftreten. Schon 0,5 bis 1 Gramm Kochsalz pro Kilogramm Koerpergewicht sind lebensgefaehrlich. Ja, es kann von einem Tod infolge einer Salzvergiftung ausgegangen werde Der versalzene Pudding, in diesem Fall unsere hypertonische Masse, fuehrt zu einer Osmose der roten Blutkoerperchen, im Koerper des kleinen Maedchens. Um die Konzentration des im Pudding enthaltenden Salzes auszugleichen, wird dem Blutkoerperchen durch ihre semipermeable Membran, das Wasser entzogen. Das Blutkoerperchen ist in diesem Fall hypotonisch. Durch die Osmose verformt sich der Erythrozyt und sie koennen somit nicht frei durch die Kapillaren transportiert werden und den noetigen Sauerstoff zur Funktion des Gehirns ausliefern. Es kommt zu Blutgerinnsel, die zur Verstopfung der Arterien und Venen fuehren. Das Maedchen starb durch die entstandenen Blutgerinnsel in Lunge und Hirn und dem Mangel an Sauerstoff fuer das Funktionieren des Herz-Kreislaufs, aufgrund der Zufuhr des versalzenen Puddings. Definition: Biomembran: Eine Biomembran kommt in Zellen aller Lebewesen vor. Sie besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht, trennt den Innenraum der Zelle vom Aussenraum oder grenzt einzelne Zellkompartimente ab. unpolare/hydrophobe. Schwanzregion Phospholipiddoppelschicht Phospholipid polare/hydrophile Kopfregion WASSER Luft Biomembranen lan stanamn RUOVUUT Peripheres Membranprotein Glykoprotein Integrales Membranprotein w w w w w u Transmembranprotein Cholesterin Glykolipid Reestudy

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Hypothesen: Ansatz mit Zucker: Kartoffel schrumpft, Wasser wird aus der Zelle gezogen Ansatz mit Salz: Kartoffel schrumpft, Wasser wird aus der Zelle gezogen Ansatz mit Staerke: Keine Veraenderung (gleiche Konzentration) Beobachtung: Salz -frisch Konsistenz -frisch und Aussehen -knackig -knackig vorher Konsistenz und Aussehen nachher Auswertung: Zucker Stärke -frisch -knackig Kontrollansatz Zucker: Die Konzentration von Zucker ist ausserhalb der Zellen hoeher. Das Wasser hat sich aus den Zellen heraus bewegt, um fuer einen Konzentrationsausgleich zu sorgen. Der Zucker hat sich nicht in die Zellen bewegt, weil die Membran nur fuer Wasser durchlaessig ist (semipermeabel). Salz: Die Konzentration von Kochsalz ist ausserhalb der Zellen hoeher. Das Wasser hat sich aus den Zellen heraus bewegt, um fuer einen Konzentrationsausgleich zu sorgen. Das Salz hat sich nicht in die Zellen bewegt, weil die Membran nur fuer Wasser durchlaessig ist (semipermeabel). Staerke: -Staerke ist nicht vollstaendig wasserloeslich => keine Loesung, keine Osmose -Staerke ist ein sehr grosses Molekuel => nicht osmotisch aktiv, keine Bewegung von Wasser Reestudy Mordverdacht Eine 23-Jaehrige Frau wird verdaechtigt, die Tochter ihres Lebensgefaehrten mit einer Ueberdosis Kochsalz ermordet zu haben. Mit Kochsalz, das in einen Fertigpudding eingeruehrt war. Kochsalz im Puddingbecher Nach Darstellung der Anklage ass die Vierjaehrige am 25. Maerz 2004 in der Kueche der elterlichen Wohnung einen 0,2 Liter-Becher Pudding, dem 30 bis 40 Gramm Salz zugesetzt waren. Danach bekam sie Durchfall und musste sich uebergeben. Einige Stunden spaeter wurde das Kind in eine Klinik gebracht, wo es am 27. Maerz starb. Die Vergiftung hatte zu einem Hirn- und Lungenoedem gefuehrt, Todesursache war letztlich ein Herz- und Kreislaufstillstand. Erythrozyten in Stechapfelform - vorgefunden beim getoeteten Maedchen (Koerpergewicht 16kg) Normale Erythrozyt einer Vergleichsperson a) Blut setzt sich in etwa zu gleichen Teilen aus fluessigen und festen Bestandteile zusammen. Das Blutplasma ist dabei die fluessige Komponente, es besteht zu 900% aus Wasser, daneben enthaelt es Eiweisse, Fette, Traubenzucker, Vitamine und Salze (beim Menschen 0,9%). Die festen Bestandteile des Blutes sind die roten Blutzellen (Erythrozyten), die weissen Blutzellen (Leukozyten) und die Blutplaettchen. Erythrozyten sind flache, von beiden Seiten eingedellte Scheiben mit einem Durchmesser von 7 nm. Sie enthalten die Farbstoff Haemoglobin, der Sauerstoff binden kann. b) Die Salzkonzentration unseres Blutes wird durch die Funktion der Nieren auf einem gleich bleibenden Niveau gehalten. Eine Erhoehung oder Senkung der Salzkonzentration fuehr zur Formveraenderung der roten Blutzellen (Erythrozyten). Diese koennen dann nicht ungehindert durch die Kapillaren transportiert werden, sodass der Koerper ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Als Folge koennen Durchblutungsstoerungen und Fehlfunktionen einzelner Organe auftreten. Schon 0,5 bis 1 Gramm Kochsalz pro Kilogramm Koerpergewicht sind lebensgefaehrlich. Ja, es kann von einem Tod infolge einer Salzvergiftung ausgegangen werde Der versalzene Pudding, in diesem Fall unsere hypertonische Masse, fuehrt zu einer Osmose der roten Blutkoerperchen, im Koerper des kleinen Maedchens. Um die Konzentration des im Pudding enthaltenden Salzes auszugleichen, wird dem Blutkoerperchen durch ihre semipermeable Membran, das Wasser entzogen. Das Blutkoerperchen ist in diesem Fall hypotonisch. Durch die Osmose verformt sich der Erythrozyt und sie koennen somit nicht frei durch die Kapillaren transportiert werden und den noetigen Sauerstoff zur Funktion des Gehirns ausliefern. Es kommt zu Blutgerinnsel, die zur Verstopfung der Arterien und Venen fuehren. Das Maedchen starb durch die entstandenen Blutgerinnsel in Lunge und Hirn und dem Mangel an Sauerstoff fuer das Funktionieren des Herz-Kreislaufs, aufgrund der Zufuhr des versalzenen Puddings. Definition: Biomembran: Eine Biomembran kommt in Zellen aller Lebewesen vor. Sie besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht, trennt den Innenraum der Zelle vom Aussenraum oder grenzt einzelne Zellkompartimente ab. unpolare/hydrophobe. Schwanzregion Phospholipiddoppelschicht Phospholipid polare/hydrophile Kopfregion WASSER Luft Biomembranen lan stanamn RUOVUUT Peripheres Membranprotein Glykoprotein Integrales Membranprotein w w w w w u Transmembranprotein Cholesterin Glykolipid Reestudy