Transport door membranen
Transport van stoffen door een celmembraan
Diffusie
Bij diffusie verplaatsen deeltjes zich in de richting van de concentratiegradiënt: dat is van de plaats waar de concentratie van die deeltjes het hoogst is naar de plaats met de lagere concentratie. De verplaatsing gaat door tot overal een gelijke concentratie van de deeltjes is.
Transport van stoffen in een cel d.m.v. diffusie kost de cel geen energie. We noemen dit passief transport.
Rondom elke cel zit een een celmembraan. Dit celmembraan bestaat uit een dubbele fosforlipidelaag. Vooral kleine moleculen zoals zuurstof (O2), koolstofdioxide (CO2) en water kunnen door de kleine openingen in of uit de cel glippen. Ook vetachtige moleculen kunnen moeiteloos door deze celmembraan heen.
We noemen daarom deze membranen semi permeabel, dat betekent ‘half doorlaatbaar’. Eigenlijk noemen we deze membranen selectief permeabel, omdat deze membranen ook heel selectief sommige stoffen wel of niet door kunnen laten gaan.
Wet van Fick
Diverse omstandigheden hebben invloed op de diffusie snelheid. Dit is weergegeven in de Wet van Fick.
De Wet van Fick geeft aan dat het aantal moleculen dat een membraan per seconde passeert afhankelijk is van:
- het concentratieverschil (Δc);
- de diffusie-afstand (Δx);
- het diffusie-oppervlak (A);
- de diffusiecoëfficiënt (D).
De diffusiecoëfficiënt is weer afhankelijk van:
- de temperatuur;
- de aard van het medium (gaat de diffusie bijvoorbeeld door water of door gas heen).
Gefaciliteerde diffusie
Watermoleculen diffunderen via waterpoorten door het membraan.
waterkanaal of waterpoort
Glucose (C6H12O6) en aminozuren houden niet van een vetlaag zoals een membraan. Daarom zijn er voor het transport van glucose ook speciale poorten in het celmembraan. Dit transport gaan van een hoge naar een lage concentratie en kost de cel geen energie en is daarom een vorm van passief transport.
Grote en polaire moleculen en ionen die van een hoge naar een lage concentratie gaan, gebruiken ook eiwitpoorten. Dit kost de cel wel energie.
poort voor glucosemoleculen
Osmose
Het aantal opgeloste deeltjes bepaalt de osmotische waarde. Hoe meer opgeloste deeltjes hoe hoger de osmotische waarde.
Via een semi-permeabel celmembraan gaat het water van een oplossing naar de kant met de hoogste osmotische waarde (dus van laag naar hoog). De opgeloste deeltjes gaan niet door het membraan.
Osmose = diffusie van oplosmiddel (doorgaans water) via een semipermeabel membraan; osmose is een vorm van passief transport.
Een hoge osmotische waarde t.o.v. een lage osmotische waarde noemen we hypertoon.
Een lage osmotische waarde t.o.v. een hoge osmotische waarde noemen we hypotoon.
Wanneer de osmotische waarde aan beide kanten van het membraan aan elkaar gelijk zijn, noemen we dit isotoon.
osmose
Cellen met een celwand (planten, schimmels en bacteriën) komen in een staat van turgor als de cel veel water opneemt. Als het water de cel verlaat, vertonen deze cellen plasmolyse.
stadia osmose bij cellen met een celwand
Actief transport - eiwitpoorten
Wanneer dit transport tegen het concentratieverval ingaat, kost dit de cel energie. Daarom noemen we dit actief transport.
De cel kan hierbij gebruik maken van eiwitpoorten die fungeren als een pomp. Deze eiwitpoorten kunnen heel selectief bepaalde moleculen doorlaten (of tegenhouden). Daarom worden de semipermeabele membranen met dergelijke eiwitpoorten, ook wel selectief permeabel genoemd.
De energie haalt de cel uit ATP (adenosinetrifosfaat,
tri: 3 phosfaatgroepen). Door een fosfaatgroep (P) los te laten, komt er een beetje energie vrij. ATP wordt omgezet in ADP (di: 2 phosfaatgroepen). De cel gebruikt deze energie voor het actieve transport van stoffen tegen de concentratie gradiënt in.
ATP-ADP
ATP wordt omgezet in ADP + P + energie
De specifieke eiwitpoorten (ook wel eiwitkanalen genoemd) hebben een receptor functie. Bepaalde moleculen kunnen heel specifiek binden aan deze receptoreiwitten. Deze receptoren worden bijvoorbeeld gebruikt voor het transport van ionen (ionentransport). Zo bevatten cellen speciale receptor eiwitten voor het transport van Na+en Cl–(afkomstig van NaCl).
Endo- en exocytose
De cel kan grote deeltjes opnemen en afgeven door ze met de celmembraan in te sluiten.
Wanneer de cel op deze manier stoffen opneemt, noemen we dit endocytose.
Wanneer de cel op deze manier stoffen naar buiten afgeeft, noemen we dit exocytose.
Dit kost de cel energie, daarom valt dit onder actief transport
insnoering van het membraan
Via de tabbladen kom je bij de informatie over dit onderwerp m.b.t. het havo examen biologie.
M2.2 – Transport
Je kunt in een context uitleggen dat bepaalde stoffen door passief transport en andere door actief transport membranen kunnen passeren;
Je kunt in een context toelichten wat de relatie is tussen de osmotische waarde binnen een cel en die daarbuiten;
Je kunt in een context uitleggen wat de invloed is van de osmotische waarde van een cel op de stevigheid.
- Diffusie = verplaatsen van deeltjes van een hoge concentratie naar een lage, kost geen energie
- Passief transport = transport door een membraan met de concentratierichting mee, kost geen energie
- Zuurstof = O2, klein molecuul dat door diffusie een membraan kan passeren
- Koolstofdioxide = CO2, klein molecuul dat door diffusie een membraan kan passeren
- Glucose = C6H12O6, organisch energierijk molecuul
- Osmose = diffusie door een semipermeabel membraan
- Semipermeabel membraan = half doorlaatbaar membraan, hier kunnen alleen kleine moleculen (zoals O2, CO2 en H2O) moeiteloos doorheen
- Hypertoon = een hogere osmotisch waarde
- Hypotoon = een lagere osmotische waarde
- Isotoon = een gelijke osmotische waarde
- Turgor = de druk van de inhoud van de cel op de celwand
- Plasmolyse = door het krimpen van de cel laat het celmembraan vanaf grensplasmolyse los van de celwand
- Actief transport = transport via een membraan tegen de concentratie in, kost energie. Transport van ionen en grote moleculen
- Selectief permeabel = door eiwitkanaaltjes in het celmembraan te openen of te sluiten, regelt een cel het transport van stoffen de cel in en uit
- Receptoreiwitten = eiwitten in een membraan waaraan een specifiek molecuul kan binden. Receptoren kunnen signalen doorgeven
- Ionentransport = transport van ionen worden door de membraan heen via speciale ionenkanalen. Dit kost energie (actief transport)
- NaCl = keukenzout, valt in water uiteen in ionen (Na+ en Cl–) die alleen via actief transport het membraan kunnen passeren
- Endocytose = opname van moleculen of deeltjes door insnoering van een stukje van het celmembraan. Dit kost energie (actief transport)
- Exocytose = afgeven van stoffen uit transportblaasjes via het celmembraan. Dit kost energie (actief transport)
Bijbehorende BiNaS tabel: 79D (endo- en exocytose)
