Der Transport über die Phospholipid-Bischicht ist reguliert und eine wirksame Barriere – aber der Austausch ist notwendig. Methoden des Austauschs werden hier diskutiert.
DiffusionEdit
Diffusion ist definiert als die Nettobewegung eines Stoffes von einem Bereich hoher Konzentration zu einem Bereich niedriger Konzentration, „hinunter zu einem Konzentrationsgradienten“.
Faktoren, die die Diffusion beeinflussen;
- Wie steil der Konzentrationsgradient ist., Konzentrationsgradient ist das Verhältnis von Molekülen auf einer Seite der Membran zur anderen, viele auf der einen Seite im Vergleich zu wenigen auf der anderen Seite führt zu einer schnelleren Nettodiffusionsrate
- Temperatur. Hohe Temperaturen erhöhen die kinetische Energie von Molekülen und Ionen und bewegen sich somit schneller – die Diffusionsrate steigt.
- Fläche. Eine große Oberfläche erhöht die Menge an Ionen oder Molekülen, die sich gleichzeitig kreuzen können, wodurch die Nettodiffusionsrate erhöht wird.
- Art des Moleküls., Große Moleküle diffundieren langsamer, unpolare Moleküle diffundieren leichter durch Zellmembranen, da sie löslich sind.
Moleküle und Ionen, die klein genug sind, können unabhängig von der Polarität Membranen leicht durchqueren, aber große polare Moleküle wie Glukose können nicht durch eine Zellmembran diffundieren. Sie können nur hydrophile Proteinkanäle passieren – dieser Prozess wird als erleichterte Diffusion bezeichnet. Alle Faktoren, die die Diffusion beeinflussen, beeinflussen die erleichterte Diffusion und ein zusätzlicher – wie viele Transportproteine sind verfügbar.,
Erleichterte Diffusion:
OsmosisEdit
Osmose wird am besten als eine spezielle Art der Diffusion beschrieben, die nur Wassermoleküle umfasst.
Siehe diese beiden Diagramme:
Das erste Diagramm ist das gerade eingerichtete Experiment, das ‚Vorher-Diagramm‘, und wie Sie sehen können, bewegt sich Wasser von der verdünnteren Substanz zur weniger verdünnten Lösung, getrennt durch eine teilweise durchlässige Membran – den Konzentrationsgradienten hinunter., Das zweite Bild zeigt die Substanz, nachdem sie für eine Weile verlassen wurde – es gibt die gleiche Konzentration gelöster Moleküle und damit die gleiche Konzentration von Wassermolekülen, dies wird als Gleichgewicht bezeichnet. Die Tatsache, dass dies allein die Bewegung von Wassermolekülen ist, die das Gleichgewicht herbeigeführt hat, ist charakteristisch für die Osmose.
Wasserpotentialedit
Die Neigung von Wassermolekülen, sich von einem Ort zum anderen zu bewegen, wird als Wasserpotential bezeichnet, und das Symbol für Wasserpotential ist der griechische Buchstabe ‚psi‘, Ψ., Wasser bewegt sich immer von einem Bereich mit hohem Wasserpotential zu einem Bereich mit niedrigem Wasserpotential – Gleichgewicht wie bereits erwähnt, entspricht es zwei benachbarten (durch eine teilweise durchlässige Membran getrennten) Wasserpotentialen. Reines Wasser hat ein Wasserpotential von 0, und alle gelösten Stoffe machen das Wasserpotential negativ, der Grad, in dem sie tun, wird das gelöste Potential genannt.,
Druckpotentialedit
Die Nettobewegung von Wasser aus einem hohen bis niedrigen Konzentrationsgradienten kann durch Erhöhen des Drucks in der Lösung mit niedrigem Konzentrationsgradienten verhindert oder verlangsamt werden, da der Druck das Wasserpotential erhöht.
In Pflanzenzellenedit
Pflanzen haben Zellwände, und daher ist das Druckpotential besonders wichtig – wenn das Volumen der Zelle durch das Eindringen von Wasser in die Zelle über Osmose zunimmt, beginnt die Zelle gegen die Zellwand zu drücken und der Druck baut sich schnell auf., Dieser Druck erhöht das Wasserpotential der Zelle, so dass Wasser nicht mehr in sie eindringt, wodurch ein „falsches Gleichgewicht“ (in diesem Druck hilft es) verhindert wird, dass es platzt. Wenn eine Zelle vollständig aufgeblasen ist, wird sie als Turgid beschrieben.
Das Gegenteil zur Turgidität ist die Plasmolyse – wenn eine Zelle in eine konzentrierte Saccharoselösung gegeben wird, beginnt die Zelle von der Zellwand weg zu schrumpfen, wodurch ein Druckpotential von 0 entsteht, und so ist das Wasserpotential gleich seinem gelösten Potential. Schließlich kann eine Zytorrhyse – der vollständige Zusammenbruch der Zellwand-auftreten., Es gibt keinen Mechanismus in Pflanzen, um überschüssigen Wasserverlust auf die gleiche Weise wie überschüssigen Wassergewinn zu verhindern, aber Plasmolyse kann umgekehrt werden, wenn die Zelle in einer schwächeren Lösung platziert wird . Der äquivalente Prozess in tierischen Zellen wird als Zinnen bezeichnet. Der Flüssigkeitsgehalt der Zelle tritt aufgrund der Diffusion aus. Plasmolyse ist in der Natur extrem selten.
In tierischen Zellenedit
In tierischen Zellen gibt es jedoch keine Zellwand, und wenn das Wasserpotential der Lösung um die Zelle zu hoch ist, schwillt die Zelle an und platzt, aber wenn es zu niedrig ist, schrumpft die Zelle., Deshalb ist es wichtig, ein konstantes Wasserpotential in Tierkörpern zu halten.
Aktiver Transport
Aktiver Transport ist definiert als der energieverbrauchende Transport von Molekülen oder Ionen über eine Membran gegen einen Konzentrationsgradienten, der durch die Übertragung von Energie aus der Atmung ermöglicht wird. Die Energie wird durch ATP zugeführt und wird verwendet, um das Transportprotein seine 3D-Form zu verändern und dabei die Moleküle oder Ionen über die Membran zu übertragen., Etwas zu beachten ist, dass Zellen, die viel aktiven Transport durchführen, wahrscheinlich viele Mitochondrien haben, um die Energie dafür bereitzustellen.
Es ist besonders wichtig bei der Reabsorption in den Nieren, wo bestimmte nützliche Moleküle nach der Filtration in das Blut resorbiert werden müssen. In Pflanzen wird es verwendet, um Zucker aus photosynthetisierenden Zellen in das Phloemgewebe zum Transport zu laden.
Schüttgut Transport:
Schüttgut Transport kann definiert werden als die Bewegung von großen Mengen von Materialien in oder aus Zellen, Endozytose und Exozytose, beziehungsweise.,
Exozytose ist der Prozess, bei dem Materialien aus Zellen entfernt werden – zum Beispiel die Sekretion von Verdauungsenzymen, bei denen Vesikel aus dem Golgi-Apparat die Enzyme zur Zelloberfläche tragen, daran binden und ihren Inhalt freisetzen. Siehe:
Endozytose ist die Umkehrung der Exozytose und beinhaltet das Verschlingen des Materials durch die Zelle, um einen kleinen Sack in der Zelle zu bilden. Die häufigste Form ist die Phagozytose, die von Phagozyten durchgeführt wird – ein Beispiel dafür wären weiße Blutkörperchen, die Bakterien verschlingen., Die zweite Form der Endozytose ist die Pinozytose, die Massenaufnahme von Flüssigkeit, und die menschliche Eizelle nimmt Nährstoffe aus Zellen auf, die sie mit dieser Methode umgeben.
