Transportfunctie van de celmembraan
Intro
Groei proces
De groei van een organisme is het gevolg is van celdeling, gevolgd door celgroei.
Bij vochtig weer kunnen paddenstoelen opeens kunnen uit de grond schieten met een snelheid die niet alleen door celdeling veroorzaakt kan zijn.
Bekijk het filmpje over de vliegenzwam:
Welk proces is verantwoordelijk voor deze snelle groei?
Welk effect heeft water op kiemplantjes?
Bekijk het filmpje over het kiemen van de tomaat:
Aan het einde van de module kun je antwoord geven op deze twee vragen.
Doelen-Concepten
Aan het eind van deze module
Kun je:
- de verschillen tussen diffusie, passief en actief transport uitleggen en deze in verband brengen met de eigenschappen van stoffen en de eigenschappen van membranen
- toelichten waardoor de effecten van osmotische werking bij plantaardige en dierlijke cellen verschillen
- het belang van osmose bij het transport van water in organismen uitleggen
- de begrippen hypotoon, isotoon en hypertoon toepassen
- de verschillen tussen endocytose en exocytose uitleggen
- uitleggen dat bepaalde stoffen door passief transport en andere door actief transport membranen kunnen passeren
- uitleggen dat door de aanwezigheid van een selectief doorlaatbaar celmembraan de celinhoud permanent verschilt van de celomgeving
- de rol van het cytoskelet bij transportprocessen herkennen.
- een relatie beschrijven tussen de osmotische waarde binnen en buiten een cel en de invloed daarvan op de stevigheid
Deelconcepten
Diffusie, osmose, semi-permeabel membraan, selectief permeabel, receptoreiwit, fosfolipiden, ionentransport, isotonisch, hypotonisch, hypertonisch, plasmolyse, turgor, osmotische druk, osmotische waarde, actief transport, passief transport, endo- en exocytose, celplasmastroming.
Kennisbank
Stap1
Watertransport via celwand en membranen
Uit het feit dat kiemplantjes veel water nodig hebben en paddenstoelen juist bij vochtig weer verschijnen, kun je afleiden dat bij celgroei het transport van water belangrijk is.
Hoe komt het dat planten onder bepaalde omstandigheden veel water opnemen?
Om een plantencel in of uit te komen moet het water een celwand en een celmembraan passeren. Wat zijn de eigenschappen van deze twee laagjes?
Opdracht 1 Celwand en celmembraan
Lees de volgende onderdelen in de kennisbank:
KB: Celmembraan
KB: Fosfolipidenlaag met eiwitten
KB: Celwand in bacteriën, schimmels en planten
Neem de tabel over en vul de onderstaande woorden op de juiste plaats in.
cellulose - fosfolipiden - alle cellen - niet selectief - selectief - planten, schimmels, bacteriën
| |
celwand |
celmembraan |
| komt voor bij |
... |
... |
| bestaat uit |
... |
... |
| transport |
... |
... |
Het celmembraan heeft veel invloed op de snelheid waarmee een molecuul wordt uitgewisseld tussen de cel en zijn omgeving.
Daarbij spelen een twee soorten moleculen een rol:
Opdracht 2 Eiwitten in de membraan
Bekijk eventueel als extra de volgende (flash)animatie: Membraan - www.bioplek.org
- Wat zijn de functies van eiwitten in de membraan?
- transport
- afbraak
- herkenning
- beweeglijkheid
- binding hormonen
- vorm
Opdracht 3 Fosfolipiden in de membraan
Bekijk het filmpje over de celmembraan:
Beantwoord de volgende vragen:
- De fosfolipiden in een membraan hebben een ...
- vaste plek.
- zijn bewegelijk.
- De membraan bestaat uit een ... fosfolipiden.
- enkele laag
- dubbele laag
Opdracht 4 Fosfolipiden en water
In het volgende filmpje zie je een watermolecuul op z’n weg via de membraan. Het watermolecuul is vergroot.
Bekijk de beweging van een watermolecuul:
Beantwoord de volgende vragen:
- Water kan ... door een celmembraan.
- wel
- niet
- De koppen van de fosfolipiden ...
- trekken water aan.
- stoten water af.
- De staarten van de fosfolipiden ...
- trekken water aan.
- stoten water af.
Stap2
Diffusie en osmose
KB: Diffusie
Opdracht 1 Diffusie
- Wat is de juiste richting waarin moleculen zich verspreiden?
- pijl A
- pijl B
- Wat is het effect van diffusie?
- Moleculen bewegen niet.
- Moleculen verspreiden zich gelijkmatig over de beschikbare ruimte.
- Moleculen verspreiden zich in ongelijke hoeveelheden over de beschikbare ruimte.
- Moleculen bewegen allemaal naar elkaar toe.
De Wet van Fick beschrijft de diffusie in gassen en vloeistoffen. Deze beschrijft de situatie voor een evenwichtssituatie waarbij de totale concentratie van de betreffende stof niet verandert (J in = J uit). Bestudeer de PP Uitwisseling van stoffen.
Door het bezit van longen kunnen organismen de diffusie van zuurstof en koolstofdioxide versnellen.
- Welke factor uit de wet van Fick wordt beïnvloed door het in-en uitademen van lucht?
- C
- O
- I
- Welke factor wordt beïnvloed door het grote aantal longblaasjes?
- C1-C2
- O
- I
- Welke factor wordt beïnvloed door het feit dat de wand van de longblaasjes zo dun is?
- C1-C2
- O
- I
Opdracht 2 Deeltjes
Een celmembraan is goed doorlaatbaar voor water, maar slecht doorlaatbaar voor allerlei andere moleculen, zoals opgeloste suikers of zouten. Een celmembraan is namelijk semipermeabel (of ook wel selectief permeabel). Wat gebeurt er als je twee oplossingen scheidt door een membraan?
Bekijk als extra de volgende (flash)animatie: Osmose
Kies de juiste antwoorden:
- Het water transport gaat in de richting van ... concentratie vrije waterdeeltjes.
- de hoogste
- de laagste
- Oplossingen met dezelfde concentratie opgeloste deeltjes heten ...
- hypertoon.
- isotoon.
- hypotoon.
- Een oplossing met een hogere concentratie deeltjes heet ...
- hypertoon.
- isotoon.
- hypotoon.
- Een oplossing met een lagere concentratie deeltjes heet ...
- hypertoon.
- isotoon.
- hypotoon.
Opdracht 3 Osmose
Het verschijnsel dat je net hebt gezien, heet osmose.
KB: Osmose
Het aantal opgeloste deeltjes in een vloeistof bepaalt de osmotische waarde.
Sportdranken bevatten suiker.
Afhankelijk van de hoeveelheid suikers, hebben ze meestal een andere osmotische waarde dan de cellen van je lichaam.
- Zijn de sportdranken uit de plaatjes hypertoon, hypotoon of isotoon ten opzichte van je lichaam?
- Welke sportdrank kun je het best nemen als je veel vocht hebt verloren?
- hypertoon
- isotoon
- hypotoon
- Vindt er watertransport plaats in het middelste plaatje?
- Ja, van drank naar lichaam.
- Ja, van lichaam naar drank.
- Nee.
Opdracht 4 Bloedcellen
Bekijk het volgende filmpje:
- Bloedcellen in een hypotone omgeving ...
- zwellen op.
- krimpen.
- Uiteindelijk zullen ze ...
- barsten.
- verschrompelen.
- Bloedcellen in een hypertone omgeving ...
- zwellen op.
- krimpen.
- Uiteindelijk zullen ze ...
- barsten.
- verschrompelen.
Stap3
Practicum Osmose
In tweetallen
In overleg met je docent voer je thuis of op school de volgende proeven uit.
Bespreek de resultaten in de klas en verklaar de waarnemingen.
- verzamelt het benodigde materiaal, maakt afspraken met de TOA en docent, zorgt dat de proef zo nodig van te voren wordt ingezet.
- demonstreert de proef aan de klas.
- zorgt dat ieder lid van de groep weet wat er gedemonstreerd gaat worden, wat de voorwaarden zijn om dat te kunnen doen, wat het verwachte resultaat van de proef is.
- stelt na afloop de klas op de proef door tenminste drie relevante vragen aan de klas te stellen over de waargenomen verschijnselen.
De experimenten
- Knappe aardappel blz. 7 inclusief proefplus! Bron: www.dsm.com
- Eitjes pellen Bron: www.technopolis.be
- Muziekale erwten Bron: web.archive.org
- Ei osmometer (enige handigheid vereist!), of osmometer uit het kabinet biologie.
Bron: www.accessexcellence.org
- Dialyse slang experiment 3. Bron: intranet.landmark.edu
- Wortelschijfjes Bron: www.biotopics.co.uk
- Bloed exp IIA. Bron: www.personal.psu.edu
Stap4
Cel
Opdracht 1 Turgor en plasmolyse
KB: Vacuole, turgor in planten
Opdracht 2 Rode uien
Rode uien hebben een rode kleurstof in de vacuoles.
Als de concentratie van de kleurstof hoog is, wordt de vacuole donkerder van kleur.
Bekijk Rode uiencellen in een zoutoplossing:
- Wat gebeurt er als er gedestilleerd water wordt toegevoegd?
- Maak een tekening van een uiencel in turgor en van een cel in plasmolyse.
Zet bijschriften in de tekening.
- Schrijf een korte verklaring van het verschijnsel dat je hebt waargenomen.
Lever je resultaat in bij de docent.
Opdracht 3 Plasmolyse
Maak de opdrachten bij biodoen en noteer je score.
Bespreek de opdracht in de klas.
Opdracht 4 Groei
In de inleiding heb je paddenstoelen en kiemplantjes uit de grond zien “schieten”.
Bekijk eventueel extra de volgende (flash) animaties van de groei van planten:
Mitose - www.bioplek.org
Beantwoord de volgende vragen:
- Celstrekking treedt ...
- op bij planten, dieren en schimmels.
- alleen bij planten en schimmels.
- alleen bij dieren.
- bij alle organismen.
- Dat heeft te maken met de aanwezigheid van een ...
- celmembraan.
- celwand.
- vacuole.
- cytoplasma.
- Maak de oefening "Cel".
Stap5
Passief en actief transport
Osmose (transport van water) kost de cel geen energie. Het heet daarom passief transport.
Ook gassen kunnen de celmembraan zonder dat het energie kost passeren. Maar een cel heeft ook zuurstof, glucose, mineralen enz. nodig. Het transport van die stoffen verloopt via transporteiwitten in de membraan. Wanneer transport energie kost heet het actief transport.
Opdracht 1 Transport
Bekijk het filmpje en noteer de drie verschillende manieren van transport door de membraan:
| |
actief transport |
passief transport |
| Diffusie via kanaaleiwitten |
|
|
| Transport tegen de concentratie in |
|
|
KB: De rol van diffusie, osmose en actief transport
Antwoorden
Stap 1
Opdracht 2 Eiwitten in de membraan
-
- transport
- herkenning
- binding hormonen
Opdracht 3 Fosfolipiden in de membraan
-
- De fosfolipiden in een membraan zijn bewegelijk.
-
- De membraan bestaat uit een dubbele laag fosfolipiden.
Opdracht 4 Fosfolipiden en water
-
- Water kan wel door een celmembraan.
-
- De koppen van de fosfolipiden stoten water af.
-
- De staarten van de fosfolipiden trekken water aan.
Stap 2
Opdracht 1 Diffusie
-
- pijl A
-
- Moleculen verspreiden zich gelijkmatig over de beschikbare ruimte.
-
- C
-
- O
-
- I
Opdracht 2 Deeltjes
-
- Het water transport gaat in de richting van de hoogste concentratie vrije waterdeeltjes.
-
- Oplossingen met dezelfde concentratie opgeloste deeltjes heten isotoon.
-
- Een oplossing met een hogere concentratie deeltjes heet hypertoon.
-
- Een oplossing met een lagere concentratie deeltjes heet hypotoon.
Opdracht 3 Osmose
- 1 hypotoon
2 hypertoon
3 isotoon
-
- hypotoon
-
- Ja, van drank naar lichaam.
Opdracht 4 Bloedcellen
-
- Bloedcellen in een hypotone omgeving zwellen op.
-
- Uiteindelijk zullen ze barsten.
-
- Bloedcellen in een hypotone omgeving krimpen.
-
- Uiteindelijk zullen ze verschrompelen.
Stap 4
Opdracht 4 Groei
-
- Celstrekking treedt alleen bij planten en schimmels.
-
- Dat heeft te maken met de aanwezigheid van een celwand.
