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Transportprozesse

Transportprozesse

In der Animation sind die aktiven und passiven Transmembran-Transportprozesse dargestellt.

Biologie

Schlagwörter

Membrantransport, Transport, Zellmembran, passiver Transport, Aktiver Transport, Diffusion, Kanalprotein, Transportmolekül, Symport, antiport, Uniport, Konzentrationsgefälle, ADP, ATP, Zytologie, Biologie

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Fragen

  • Was trifft auf den Na+-Glukosetransporter zu?
  • Was trifft auf die Natrium-Kalium-Pumpe zu?
  • Welche Transportart ist in der Animation NICHT dargestellt?
  • Welche Transportart ist in der Animation dargestellt?
  • Was für ein Transporter ist in der Animation zu sehen?
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  • Was trifft auf dieses Transportsystem zu?
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  • Dieses Transportsystem gewährleistet ...
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  • Wie wird das K+ in diesem System transportiert?
  • Dieses Transportsystem gewährleistet ...
  • Bei der Glukoseaufnahme ...

3D-Modelle

Passiver Transport

  • höhere Konzentration
  • niedrigere Konzentration
  • Zellmembran - Eine Doppellipidschicht, die in ihrer mittleren Schicht unpolar ist. In dieser Schicht lösen sich die unpolaren Stoffe. Kleinere unpolare Moleküle diffundieren durch die Lipidmembran, z. B.: O₂, CO₂, Steroide. Wegen der thermischen Bewegung entstehen vorübergehend Spalte, durch welche kleinere polare Moleküle, wie z. B. H₂O, gelangen.

Aktiver Transport

  • höhere Konzentration
  • niedrigere Konzentration
  • ATP
  • ADP
  • Phosphate
  • Transporter (Uniporter) - Transportiert im Uniport ein Teilchen. Der aktive Transport findet entgegen des Konzentrationsgefälles statt, deshalb benötigt dieser Vorgang Energie von außen. Diese Energie stammt vom ATP.

Animation

  • höhere Konzentration
  • niedrigere Konzentration
  • Zellmembran - Eine Doppellipidschicht, die in ihrer mittleren Schicht unpolar ist. In dieser Schicht lösen sich die unpolaren Stoffe. Kleinere unpolare Moleküle diffundieren durch die Lipidmembran, z. B.: O₂, CO₂, Steroide. Wegen der thermischen Bewegung entstehen vorübergehend Spalte, durch welche kleinere polare Moleküle, wie z. B. H₂O, gelangen.
  • höhere Konzentration
  • niedrigere Konzentration
  • Carrier- Protein - Es ist ein Transportmolekül. Es transportiert solche Teilchen in Richtung des Konzentrationsgefälles, die ansonsten nicht durch die doppelte Lipidschicht der Membran gelangen könnten. Solche sind die polaren Moleküle, die Ionen und größeren Moleküle.
  • höhere Konzentration
  • niedrigere Konzentration
  • Ligand - Ein Molekül, dessen Bindung den Ionenkanal öffnet. Im Nervensystem sind die Liganden die Neurotransmitter. Sie öffnen die Ionenkanäle, wodurch die elektrischen Eigenschaften der Membran geändert werden.
  • Kanalprotein - Durch sie strömen polare Teilchen und Ionen, die sich in der Lipidmembran nicht lösen. In der Regel können sich die Ionenkanäle öffnen und schließen. Ob sie geöffnet oder geschlossen sind, hängt bei bestimmten Kanälen von der Bindung von Liganden (z. B. Hormone, Neurotransmitter) ab, bei anderen Kanälen von den elektrischen Eigenschaften der Membran. Zur letzteren Gruppe gehören die sich infolge von Depolarisation öffnenden Ionenkanäle, welche das Aktionspotenzial der Neuronen auslösen.
  • höhere Konzentration
  • niedrigere Konzentration
  • ATP
  • ADP
  • Phosphate
  • Transporter (Uniporter) - Transportiert im Uniport ein Teilchen. Der aktive Transport findet entgegen des Konzentrationsgefälles statt, deshalb benötigt dieser Vorgang Energie von außen. Diese Energie stammt vom ATP.
  • Substrat „A“ - Der aktive Transporter häuft es unter Verwendung von ATP auf der einen Seite der Membran an. Danach reißt es Substrat „B“ mit sich. Dadurch wird „B“ entgegen seines Konzentrationsgefälles transportiert.
  • Substrat „B“ - Mit dem Symporter gelangt es durch die Membran. Dazu muss auch das Substrat „A“ durch den Symporter dringen. Dazu muss Substrat „A“ jedoch von einem aktiven Transporter auf einer Seite der Membran angesammelt werden.
  • ATP
  • ADP
  • Phosphate
  • aktiver Transporter - Er verursacht das Konzentrationsgefälle des Substrates „A“. Weil sich dieses auf der einen Seite der Membran ansammelt, ist dieser Transport energiebedürftig. Die notwendige Energie stammt vom ATP.
  • Symporter - Transportiert Teilchen „A“ und „B“ in eine Richtung. Die von dem aktiven Transporter angehäuften Teilchen können durch diesen passiv in Richtung Konzentrationsgefälle hindurchströmen. Sie reißen aber in ihrem Strom auch ein anderes Substrat mit sich, eins, das dadurch entgegen seines Konzentrationsgefälles transportiert wird. Dieser Transporter benötigt deshalb nicht direkt ATP, aber indirekt schon, weil ein vom aktiven Transporter hergestelltes Konzentrationsgefälle notwendig ist.
  • Substrat „A“ - Der aktive Transporter häuft es unter Verwendung von ATP auf der einen Seite der Membran an. Danach reißt es Substrat „B“ mit sich. Dadurch wird „B“ entgegen seines Konzentrationsgefälles transportiert.
  • Substrat „B“ - Mit dem Symporter gelangt es durch die Membran. Dazu muss auch das Substrat „A“ durch den Symporter dringen. Dazu muss Substrat „A“ jedoch von einem aktiven Transporter auf einer Seite der Membran angesammelt werden.
  • ATP
  • ADP
  • Phosphate
  • aktiver Transporter - Er verursacht das Konzentrationsgefälle des Substrates „A“. Weil sich dieses auf der einen Seite der Membran ansammelt, ist dieser Transport energiebedürftig. Die notwendige Energie stammt vom ATP.
  • Antiporter - Transportiert Substrat „A“ und „B“ in entgegengesetzter Richtung. Die vom aktiven Transporter angesammelten Substrate strömen durch diesen passiv in Richtung ihres Konzentrationsgefälles. Zugleich gelangt in entgegengesetzter Richtung auch ein anderes Substrat durch die Membran, dieses strömt dann seinem Konzentrationsgefälle entgegen. Dieser Transporter benötigt deshalb nicht direkt ATP, aber indirekt schon, weil ein vom aktiven Transporter hergestelltes Konzentrationsgefälle notwendig ist.

Narration

Durch die Zellmembran werden bestimmte Stoffe aufgenommen und abgegeben. Die beiden Grundarten dieser Transportverläufe sind: der passive Transport und der Energie von außen benötigende aktive Transport.

Beim passiven Transport strömen die Teilchen selbstständig auf die Seite, auf der ihre Konzentration geringer ist. Deshalb ist hier keine äußere Energiezufuhr notwendig.
Die einfache Diffusion ist die einfachste Art der passiven Transportprozesse. Während dieser folgen die Teilchen immer dem Konzentrationsgefälle und dringen durch die doppelte Lipidschicht der Membran. Die mittlere Schicht der Membran ist unpolar; in dieser lösen sich die unpolaren Teilchen. Deshalb sind unpolare Moleküle wie das Sauerstoffmolekül, das Kohlenstoffdioxid-Molekül oder die Steroide für die einfache Diffusion geeignet. Auch kleine polare Moleküle wie die Wassermoleküle können durch einfache Diffusion durch die Membran gelangen. Das ist wegen der, infolge der thermischen Bewegung der Lipide vorübergehend entstehenden, kleinen Spalten möglich.

Die Transportmoleküle werden auch Carrierproteine genannt. Von ihnen werden auch solche Teilchen Richtung Konzentrationsgefälle transportiert, die wegen ihrer Löslichkeit oder ihrer Größe nicht durch die doppelte Lipidschicht der Membran dringen könnten. Solche Teilchen sind die polaren Moleküle, Ionen, größere Moleküle.

In der Membran befinden sich auch Kanalproteine, die geöffnet und geschlossen werden können. Die Kanalproteine öffnen sich in der Regel durch das Signal der entsprechenden Liganden. Durch die Kanäle können solche polare Teilchen und Ionen transportiert werden, die sonst wegen ihrer Löslichkeit nicht, oder nur schwer durch die Lipidschicht der Membran dringen könnten. Die Kanäle ermöglichen einen schnelleren Transport, als die Transporter, ihre Selektivität jedoch ist schwächer. Die Ionenkanäle spielen unter anderem auch bei den elektrischen Phänomenen der Neuronen eine wichtige Rolle.

Die aktiven Transportvorgänge benötigen eine äußere Energie-Zufuhr, weil sie die Teilchen entgegen deren Konzentrationsgefälle transportieren und auf der einen Seite der Membran anhäufen. Die notwendige Energie stammt aus der Spaltung von ATP.

Der einfachste aktive Transport ist der Uniport: Hier transportiert der Transporter eine Teilchenart auf die Seite, auf der die Konzentration dieses Teilchens höher ist. Dieser Verlauf bedarf Energie, also ATP. Das ATP spaltet sich in ADP und Phosphat, wobei Energie freigesetzt wird.

Beim sekundären aktiven Transport verursacht ein aktiver Transporter unter Verwendung von ATP ein Konzentrationsgefälle des Teilchens „A“. Ein anderer Transporter lässt das Substrat „A“ Richtung Konzentrationsgefälle durchdringen. Währenddessen wird Teilchen „B“ entgegen dem Konzentrationsgefälle transportiert. Der Transport des Teilchens „B“ benötigt also indirekt Energie. Der Symporter transportiert die Substrate „A“ und „B“ in dieselbe Richtung.

Hauptsache des auf dem Antiport basierenden sekundär aktiven Transportes ist Folgendes: Der aktive Transporter verursacht unter Verwendung von ATP ein Konzentrationsgefälle des Substrates „A“. Der Antiporter lässt das Substrat „A“ in Richtung seines Konzentrationsgefälles durch und transportiert in entgegengesetzter Richtung das Teilchen „B“. Der Transport des Substrates „B“ bedarf also indirekt ATP und der Transport von „A“ und „B“ geschieht in entgegengesetzter Richtung.

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