Kommunikation bedeutet unter anderem Stoff- bzw. Teilchenaustausch. Deshalb müssen Mechanismen vorhanden sein, die es Molekülen äußerst selektiv erlauben, die Membran zu passieren, z. B. Kanäle und sogenannte Carrier. Dieser Austausch wird unterteilt in den aktiven und den passiven Transport: 1 Definition aktiver Transport Unter einem aktiven Transport versteht man einen unter Energieverbrauch ablaufenden Transport gegen ein Konzentrationsgefälle oder ein elektrisches Gefälle (=Gradient). 2 Arten des aktiven Transports Man unterscheidet zwischen dem primär-aktiven und dem sekundär-aktiven Transport: 2. Biomembran - Stofftransport :: Hausaufgaben / Referate => abi-pur.de. 1 Primär-aktiver Transport Der primär-aktive Transport ist dadurch gekennzeichnet, dass direkt Energie durch ATP -Spaltung (chemische Energie) gewonnen wird. In Zellen erfolgt der wichtigste primär-aktive Transport durch die Natrium-Kalium-Pumpe, die unter Verbrauch von einem mol ATP drei Natriumionen nach außen und zwei Kaliumionen in die Zelle transportiert und somit an der Aufrechterhaltung des Membranpotenzials beteiligt ist.
Diffusion findet immer entlang des Konzentrationsgradienten (Konzentrationsgefälles) statt. Das bedeutet, dass sich die Stoffe immer von einer Region mit einer höheren Konzentration zu einer Region mit einer niedrigen Konzentration derselben Substanz bewegen. Das läuft so lange ab, bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat. Einfache Diffusion im Video zur Stelle im Video springen (01:36) Bei der einfachen Diffusion können einige Stoffe die Phospholipid-Doppelschicht ungehindert durchqueren. Probleme beim stofftransport durch biomembran in 2020. Dabei handelt es sich meist um hydrophobe, also wassermeidende, Moleküle wie Sauerstoff (O 2) oder Kohlenstoffdioxid (CO 2). Auch kleine polare Moleküle wie Harnstoff können die Membran ungehindert passieren. Der Innenbereich der semipermeablen Membran ist nach dem Flüssig-Mosaik-Modells aus beweglichen hydrophoben Fettsäuren aufgebaut. Deshalb können hydrophobe und damit fettlösliche Moleküle die semipermeable Membran leicht passieren. Einfache Diffusion Merke: Je besser fettlöslich ein Molekül ist, desto schneller diffundiert es durch die Membran.
1, A). Bei geladenen Teilchen spielt auch das Membranpotential bei der Einstellung des Gleichgewichtes eine Rolle. Beim passiven Transport überwinden Moleküle die Membran ohne Zuführung von Energie von außen oder von der Zelle in Richtung eines Konzentrations- oder Potentialgefälles. Letztlich ist der passive Transport nur ein Spezialfall der Diffusion: Auch größere Moleküle und Ionen, wie Zucker, Aminosäuren oder Nukleotide, für die die Membran unüberwindlich ist, werden hierbei mit Hilfe von Membrantransport-Proteinen, wie Kanalproteine und Carrierproteine, von einer Seite auf die andere befördert. 1 Passiver Transport durch Kanalproteine Die Proteine, welche bei dem passive Stofftransport zum Einsatz kommen, heißen Transmembranproteine (auch Kanalproteine genannt), welche die Membran tunnelartig durchspannen. Probleme beim stofftransport durch biomembran in 2017. Zum Inneren des Kanals hin tragen sie polare Aminosäuren. Dadurch können kleine polare oder geladene Teilchen wie Ionen über diese Kanäle in die Zelle transportiert werden. Verschiedene Kanäle weisen eine unterschiedliche Spezifität hinsichtlich der Leitfähigkeit für bestimmte Ionen oder Moleküle auf.
Zu Unterscheidung des aktiven und passiven Stofftransportes durch die Membran muss kurz die Diffusion abgegrenzt werden (das Phänomen der Diffusion wurde bereits anderen Kapiteln erläutert, daher nur in Kürze). Der Vorgang der Diffusion beruht darauf, dass in Flüssigkeiten alle Teilchen sich ständig in regelloser Bewegung befinden (Bewegungsenergie = thermische Energie). Daher breitet sich eine Flüssigkeit auch im gesamten Raum aus, der der Flüssigkeit zur Verfügung steht. Das gleichmäßige Ausbreiten von Teilchen wird als Diffusion bezeichnet. Teilchen diffundieren dabei immer aus dem "Raum", in dem sie in hoher Konzentration vorliegen, dorthin, wo die Konzentration gering ist. Eine Diffusion führt immer zu einem Konzentrationsausgleich. Daher ist ein Stofftransport von Stoffen (durch Diffusion) in Richtung des Konzentrationsgefälles immer Energieunabhängig, während man zum Stofftransport entgegen dem Konzentrationsgefälle immer Energie aufwenden muss. Abiunity - Stofftransport durch Biomembran. Der passive Transport Im Gegensatz zu einem aktiven Transport, bei dem entweder Energie aufgewendet werden muss oder ein Transportcarrier benötigt wird, spricht man bei einem passiven Transportvorgang von einer erleichterten Diffusion.
Die meisten Kanäle öffnen sich erst auf ein bestimmtes Signal hin. Ligandengesteuerte Kanäle reagieren auf die Bindung eines Botenstoffes, beispielsweise eines Hormons. Spannungsgesteuerte Kanäle reagieren auf die Änderung des Membranpotentials. Mechanisch gesteuerte Kanäle werden zum Beispiel bei Veränderungen der Zellform durch Wechselwirkungen mit dem Cytoskelett reguliert. Sind die Kanäle einmal offen, diffundieren die Moleküle entlang des Konzentrationsgradienten durch die Plasmamembran. Via medici: leichter lernen - mehr verstehen. Dies geschieht entweder bis die Konzentration des transportierten Stoffes auf beiden Seiten der Membran gleich ist, oder aber bis sich die Kanäle wieder schließen. Porine sind ähnlich aufgebaut wie Ionenkanäle, allerdings ermöglichen sie den Durchtritt deutlich größerer Moleküle. Ein Beispiel sind die so genannten Aquaporine. Diese bilden wasserleitende Kanäle. Lizenz: public domain by LadyofHat; 2 Passiver Transport durch Carrier-Proteine Beim passiven Transport durch Carrier-Proteine wird das Molekül von Carriern von einer Seite der Membran auf die andere transportiert.
Proteine sorgen für Austausch, Kommunikation und Transport. Im folgenden Kapitel werden die Transportmöglichkeiten durch die Zell Membran erläutert. Kleine Moleküle können mittels Diffusion durch die Membran treten (Kohlenstoffdioxid, Harnstoff,... ). Merke Hier klicken zum Ausklappen Diffusion: gleichmäßiges Ausbreiten von Teilchen aufgrund der thermischen Eigenbewegung (Beispiel: Parfümmoleküle in der Luft oder Farbmoleküle in Wasser) Beim Austausch von Flüssigkeitsmolekülen durch eine semipermeable Membran ( Osmose) werden ebenfalls keine Proteine beteiligt. Probleme beim stofftransport durch biomembran 2. Die Porengröße der Membran ist ausreichend, um kleinen Partikeln wie Ionen oder Wassermoleküle einen ungehinderten Durchlass zu gewähren Merke Hier klicken zum Ausklappen Osmose: Nettofluss von Wasser durch eine semipermeable Membran Hinweis Hier klicken zum Ausklappen Der Prozess der Osmose ist ein zentrales Instrument in der Biologie. Sie finden es z. B. bei der Plasmolyse aber auch bei den Stoffwechselprozessen Lichtreaktion der Fotosynthese und Atmungskette/ATP-Synthese.
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