Concentratie
Niet alle stoffen kunnen door een membraan heen, alleen sommige vetten en enkele moleculen zoals zuurtstof, stikstof en koolstofdioxide kunnen erdoor heen. Daarnaast kunnen watermoleculen ook door een membraan heen omdat ze zo klein zijn, dit gaat alleen wel heel langzaam.
Een oplossing bestaat uit:
- Oplosmiddel
- Een of meer opgeloste stoffen
De hoeveelheid opgeloste stoffen in een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel noemen we een concentratie. De concentratie kun je uitdrukken in met gram per liter (g/L) of gram per kubieke decimeter (g/dm^3). Daarnaast kun je de concentratie ook uitdrukken in procenten.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk)
Diffusie
Diffusie kun je vergelijken met een glas water waar je ranje in gooit. Als je een poosje wacht, dan vermengt de ranja zich met het water. Dit verschijnsel noem je diffusie.
Bij diffusie verplaatst een stof met een hoge concentratie naar een plaats met een lage concentratie. Dit kan plaats vinden in gasvorm, maar ook in een vloeibare vorm, als de moleculen maar kunnen bewegen. De moleculen gaan zich bij diffusie verdelen over de beschikbare ruimte. Het gevolg is dat de concentratie uiteindelijk overal gelijk wordt. In een ruimte met een gas of oplossing waarbij de concentratie overal gelijk is, bewegen moleculne nog steeds maar blijven concentratie overal gelijk.
De diffusiesnelheid is de snelheid waarmee moleculen van een opgeloste stof zich gelijkmatig over de ruimte verdelen. Dit proces is afhankelijk van de temperatuur. Bij een stijgende temperatuur is er een toename van de bewegingssnelheid van moleculen.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk)
Osmose
Vloeistoffen of gassen kunnen gescheiden zijn door een wand met porien. Als de moleculen kleiner zijn dan de porien in de wand, kunnen ze passeren en kan diffusie optreden. Zo'n wand neom je doorlatend of permeabel.
Vloeistoffen of gassen kunnen ook gescheiden zijn door een wand met porien waar kleine moleculen wel doorheen kunnen maar grote moleculen niet. Zo'n wand noem je semipermeabel of selectief permeabel. Het proces van diffusie van water door een semipermeabel membraan heet osmose.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk)
Uitleg osmose
Osmotische waarde en osmotische druk
Osmotische waarde
De concentratie aan opgelosten stoffen in een oplossing bepaalde de osmotische waarde. Dit wordt bepaald aan de hand van het aantal opgelost deeltjes per volume-eenheid (g/L). Hoe meer deeltjes zich in de oplossing bevinden, hoe hoger de osmotische waarde is.
Osmotische druk
Als twee oplossing allebei een verschillende osmotische waarde hebben en gescheiden worden door een semipermeabel membraan, gaat het water van de oplossing met de laagste osmotische waarde naar de oplossing met de hoogste osmotische waarde. Dit komt omdat de oplossing met de hoogste osmotische waarde een soort 'zuigkracht' uitoefent op de andere oplossing. Deze zuigkracht noem je de osmotische druk.
Hoe groter de osmotische waarde, hoe groter de osmotische druk.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk)
Membranen zijn semipermeabel
Cel hebben membranen die semipermeabel zijn. Watermoleculen kunnen door deze membranen heen, maar dit gebeurt maar heel langzaam. Echter bezitten sommige cellen speciale eiwitten die ervoor zorgen dat dit proces een stuk sneller gaan, deze eiwitten noemen we aquaporines. Het aantal aquaporines regelt de snelheid van het passeren van het water, hoe meer er zijn, hoe sneller het gaat.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk).
Uitleg semi-permeabel
Osmose bij dierlijke cellen
Isotoon
Wanneer je een rode bloedcel van een mens in een vloeistof legt met dezelfde osmotische waarde, dan zal er niet veranderen aan de rode bloedcel. Het volume van de cel blijft gelijk. In dit geval gaan er erven watermoleculen door het celmembraan als dat ze eruit gaan.
Hypotoon
Wanneer de rode bloedcel in een vloeistof wordt gelegd waarvan de osmotische waarde lager is dan het cytoplasma in de cel, dan zal water door osmose de cel binnentreden. Het gevolg is dat het volume van de cel toeneemt, de cel zwelt op. Dit kan zo ver gaan dat de cel kapot kan barsten.
Hypertoon
Wanneer de rode bloedcel in een vloeistof wordt gelegd waarvan de osmotische waarde hoger is dan het cytoplasma in de cel, dan za lhet water door osmose uit de cel weggaan. Het gevolg is dat het volume van de cel afneemt, de cel krimpt in elkaar. De cel kan sterven door het waterverlies.
Dieren passen zich aan aan hun omgeving. Hierdoor zal een zoetwatervis nooit kunnen overleven in zoutwater en andersom. Wanneer je een zoetwatervis in de zee zou zetten is er een groot verschil van osmotische waarde in de cellen van de vis en het zoute water. Gevolg is dat de cellen van de water af zouden staan aan de zee om maar tot een osmotisch evenwicht te komen. Het gevolg is dat de cellen van de vis zo ver in elkaar krimpen, dat de vis dood gaat.
Bron: biologie voor jou opdrachtenleerboek havo 4a (6e druk)
Stevigheid door osmose
We hebben al geleerd dat een plant slap gaat hangen wanneer hij te veel water krijgt of te weinig water krijgt. Krijgt de plant te veel water, dan knappen de cellen omdat ze te veel water opnemen. Wanneer een plant te weinig water krijgt, zit er te weinig vocht in de vacuole en gaan ze slap hangen, dit noemen we plasmolyse.
Turgor.
De celwanden van de plant zijn permeabel. Het gevolg is dat de osmotische waarde in de cel gelijk is aan die van het water tussen de cellen. De osmotische waarde van het plasma in de plantencel is hoger dan de osmotische waarde van de tussencelstof. Hierdoor loopt door osmose de cel binnen en de cel zwelt op, de cel wordt stevig. Dit proces wordt turgor genoemd.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4 (6e druk)
Plasmolyse
Hoe werkt plasmolyse in de cel van waterpest?
Passief transport
Passief transport
Wanneer een stof zich door een celmembraan verplaatst van een hoge concentratie naar een lage concentratie kost dit geen energie voor de cel, daarom wordt het passief transport genoemd. Voorbeelden hiervan zijn: diffusie en osmose. Dit proces gebeurt door porie-eiwitten. Naast water kunnen bijvoorbeeld ook natrium, kalium en calcium op deze manier door porien heen. Echter kan een cel een porie ook dichtzetten zodat dit transport niet meer plaats kan vinden. Naast porien zijn er ook transporteiwitten. Zij binden speciale moleculen en transporteren ze naar binnen of naar buiten door het membraan heen. Hoe groter het aantal porie en transporteiwitten, hoe sneller de diffusie gaat.
Bron: biologie voor jou leeropdrachten boek havo 4a (6e druk)
Uitleg passief transport
Uitleg passief transport van de site 10voorbiologie.nl
Actief transport
Naast passieftransport is er ook actief transport. Dit type transport kan tegen het concentratieverval in plaatsvinden. Stoffen gaan in dit geval via transporteiwitten van een lage concentratie naar een hoge concentratie toe. De energie hiervoor wordt geleverd door ATP-moleculen.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk)
Transport via blaasjes
Exocytose
Er is nog een derde vorm van transport en dat is via blaasjes. Er worden dan blaasjes van het celmembraan afgesnoerd. Dit proces kost energie en is dus een vorm van actief transport. Blaasjes die afgesnoerd zijn van het golgisysteem, kunnen versmelten met het membraan en de eiwitten worden dan aan de buitenkant van de cel afgegeven. Op deze manier kunnen cellen ook afvalstoffen van verbranding afgeven.
Endocytose
Dit proces kan ook andersom. In dat geval laat gaat een stukje van het membraan instulpen om stoffen uit de omgeving op te nemen en de cel in. Wanneer een cel op deze manier aan voedsel komt, dan noemen we dat fagocytose. Het ingesnoerde blaasje wordt dan een voedingsvacuole genoemd. Op deze manier neemt een amoebe zijn voeding op.
Bron: biologie voor jou leeropdrachtenboek havo 4a (6e druk)
Turgor en huidmondjes
