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Im Kurspaket Biologie erwarten Dich:
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Transportvorgänge in der Zellmembran

Die Zelle: Baustein des Lebens / Biomembran und Kompartimentierung

Proteine sorgen für Austausch, Kommunikation und Transport. Im folgenden Kapitel werden die Transportmöglichkeiten durch die ZellMembran erläutert.

Kleine Moleküle können mittels Diffusion durch die Membran treten (Kohlenstoffdioxid, Harnstoff,...).

Merke

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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. Die Porengröße der Membran ist ausreichend, um kleinen Partikeln wie Ionen oder Wassermoleküle einen ungehinderten Durchlass zu gewähren

Merke

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Osmose: Nettofluss von Wasser durch eine semipermeable Membran

Hinweis

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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.

Größere Biomoleküle oder Ionen müssen mit Hilfe von Proteinen in das Zellinnere transportiert werden.

Stofftransport durch die Zellmembran

Stofftransport und Kommunikation an der Zellmembran.
Stofftransport und Kommunikation an der Zellmembran. Gezeigt ist von links nach rechts: Diffusion, Signaltransduktion:  Ligand-kontrollierter Kanal, Rezeptor, selektiver Transport und Möglichkeiten zur Zell-Zell-Interaktion.

Aktiver Transport benötigt Energie in Form von z.B. ATP. Beim passiven Transportvorgang ist kein Energieverbrauch nötig. 

Der aktive Transport ermöglicht die Bewegung von Ionen oder Biomolekülen entgegen des Konzentrationsgefälles

Carrierproteine

  • transportieren Moleküle durch die Membran
  • selektiver Transport: Carrier ist dem zu transportierenden Molekül angepasst
  • aktiver oder passiver Transport möglich
  • Beispiel: Na+-K+-Pumpe (Nervensystem), Glukosetransporter (Zuckeraufnahme in die Zelle)

Tunnelproteine/Kanäle

  • transportieren Moleküle durch die Membran
  • immer passiver Transport
  • selektiver Transport: Kanal ist dem zu transportierenden Molekül angepasst
  • Beispiel: spannungsabhängige Natrium- oder Kaliumkanäle der Nervenzelle

Rezeptoren

  • Informationsvermittlung zwischen "Aussen" und "Innen"
  • Signalmolekül (Ligand z.B. ein Peptidhormon) bindet an die Außenseite der Zelle an das Rezeptorprotein. Die Information wird durch eine Reaktion des inneren Teils in das Zellinnere übertragen.
  • Beispiel: second-messenger-Prinzip im Hormonsystem oder Aufnahme der Neurotransmitter von den Rezeptoren der postsynaptischen Membran

Strukturproteine

  • erhalten die Zelle in bestimmter Form
  • Beispiel: Verankerung des Cytoskeletts in der Membran

Kommunikationsproteine

  • dienen der Zell-Zell-Interaktion
  • z.B. bei Gewebsbildung aber auch bei Immunabwehr (welcher Marker ist eigen, welcher ist fremd?)
  • in der Regel Glykoproteine, also Proteine mit hohem Kohenhydratanteil
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Zytologie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Die Zelle: Baustein des Lebens
    • Einleitung zu Die Zelle: Baustein des Lebens
    • Zytologie als Thema im Abitur
    • Aufbau und Funktion der Zelle
      • Einleitung zu Aufbau und Funktion der Zelle
      • Organisationsmuster der Zelle
        • Einleitung zu Organisationsmuster der Zelle
        • Prokaryontenzelle
          • Einleitung zu Prokaryontenzelle
          • Unterteilung der Bakterien
            • Einleitung zu Unterteilung der Bakterien
            • Vermehrung von Bakterien
            • Bakteriophagen - Die Parasiten der Bakterien
        • Eukaryontenzelle
          • Einleitung zu Eukaryontenzelle
          • Organellen eukaryotischer Zellen
            • Einleitung zu Organellen eukaryotischer Zellen
            • Zellorganellen in der Übersicht
            • Chloroplasten und Mitochondrien im Fokus
    • Prokaryont - Eukaryont: Ein Vergleich
      • Einleitung zu Prokaryont - Eukaryont: Ein Vergleich
      • Mikroskopie von Zellen
      • Färbetechniken in der Mikroskopie
    • Biomembran und Kompartimentierung
      • Einleitung zu Biomembran und Kompartimentierung
      • Aufbau der Biomembran
      • Flüssig-Mosaik-Modell
      • Transportvorgänge in der Zellmembran
    • Zusammenfassung: Die Zelle
  • Organisationsebenen des Lebens
    • Einleitung zu Organisationsebenen des Lebens
    • Die Zelle als offenes System
    • Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung
      • Einleitung zu Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung
      • Mitose
      • Meiose
      • Onkologie - Unsterbliche Zellen
    • Vom Einzeller zum Mehrzeller
      • Einleitung zu Vom Einzeller zum Mehrzeller
      • Beispiele: Vom Einzeller zum Mehrzeller
    • Entwicklungsbiologie
      • Einleitung zu Entwicklungsbiologie
      • Ontogenese
      • Embryonalentwicklung
        • Einleitung zu Embryonalentwicklung
        • Furchungsprozesse
      • Fortpflanzung und Embryonalentwicklung beim Menschen
    • Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge
      • Einleitung zu Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge
      • Embryonale und adulte Stammzellen
        • Einleitung zu Embryonale und adulte Stammzellen
        • Differenzierung von Stammzellen
        • Beispiel: Genexpression bei Fruchtfliegen
        • Kerntransplantation: Therapeutisches Klonen
        • In Vitro Fertilisation und PID
    • Zusammenfassung: Organisationsebenen des Lebens
  • Die Pflanzliche Zelle
    • Einleitung zu Die Pflanzliche Zelle
    • Zelltypen
    • Dauer - und Teilungsgewebe
    • Pflanzenzelle im Lichtmikroskop
    • Nachweis von Glukose, Stärke, Cellulose, Lignin und Protein in Pflanzenprodukten
    • Zellkommunikation über Plasmodesmen
      • Einleitung zu Zellkommunikation über Plasmodesmen
      • Versuche zur Osmose - Tugor
        • Einleitung zu Versuche zur Osmose - Tugor
        • Vakuole und Plasmolyse
    • Zusammenfassung: Die pflanzliche Zelle
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