Paragraaf 1.5: Transport door membranen
1 / 32
Éléments de cette leçon
Slide 1 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 2 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 3 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 4 - Diapositive
lossingen kunnen gescheiden zijn door een membraan met poriën (zie afbeelding 47). Als de moleculen van het oplosmiddel en van de opgeloste stoffen kleiner zijn dan de poriën in het membraan, kunnen ze passeren en kan er diffusie optreden. Zo’n membraan met poriën noem je permeabel of doorlatend.
Oplossingen kunnen ook zijn gescheiden door een membraan met poriën waar kleine moleculen wel doorheen kunnen, maar grote moleculen niet. Zo’n membraan noem je semipermeabel of selectief permeabel. In afbeelding 48 bevindt zich links van het membraan een oplossing en rechts alleen water. Het membraan is semipermeabel: de kleine watermoleculen kunnen er wel doorheen, maar de grotere moleculen van de opgeloste stof niet. Watermoleculen gaan door diffusie van de plaats met de hoogste concentratie watermoleculen (het water rechts) naar de plaats met de laagste concentratie watermoleculen (de oplossing links). Het vloeistofniveau van de oplossing links stijgt hierdoor en de concentratie van de opgeloste stoffen in deze oplossing neemt af. Het waterniveau rechts daalt. Dit proces van diffusie van water door een semipermeabel membraan heet osmose.
Slide 5 - Diapositive
Oplossingen kunnen ook zijn gescheiden door een membraan met poriën waar kleine moleculen wel doorheen kunnen, maar grote moleculen niet. Zo’n membraan noem je semipermeabel of selectief permeabel. In afbeelding 48 bevindt zich links van het membraan een oplossing en rechts alleen water. Het membraan is semipermeabel: de kleine watermoleculen kunnen er wel doorheen, maar de grotere moleculen van de opgeloste stof niet. Watermoleculen gaan door diffusie van de plaats met de hoogste concentratie watermoleculen (het water rechts) naar de plaats met de laagste concentratie watermoleculen (de oplossing links). Het vloeistofniveau van de oplossing links stijgt hierdoor en de concentratie van de opgeloste stoffen in deze oplossing neemt af. Het waterniveau rechts daalt. Dit proces van diffusie van water door een semipermeabel membraan heet osmose.
Slide 6 - Diapositive
Oplossingen kunnen ook zijn gescheiden door een membraan met poriën waar kleine moleculen wel doorheen kunnen, maar grote moleculen niet. Zo’n membraan noem je semipermeabel of selectief permeabel. In afbeelding 48 bevindt zich links van het membraan een oplossing en rechts alleen water. Het membraan is semipermeabel: de kleine watermoleculen kunnen er wel doorheen, maar de grotere moleculen van de opgeloste stof niet. Watermoleculen gaan door diffusie van de plaats met de hoogste concentratie watermoleculen (het water rechts) naar de plaats met de laagste concentratie watermoleculen (de oplossing links). Het vloeistofniveau van de oplossing links stijgt hierdoor en de concentratie van de opgeloste stoffen in deze oplossing neemt af. Het waterniveau rechts daalt. Dit proces van diffusie van water door een semipermeabel membraan heet osmose.
Slide 7 - Diapositive
Door de concentratie aan opgeloste stoffen heeft een oplossing een bepaalde osmotische waarde. De osmotische waarde wordt bepaald door het aantal opgeloste deeltjes per volume-eenheid. Hoe meer deeltjes zich in een oplossing bevinden, des te hoger is de osmotische waarde. Het maakt hierbij niet uit welke stof is opgelost, alleen het totale aantal opgeloste deeltjes per volume-eenheid telt. Sommige stoffen vallen in water uiteen in ionen. Bijvoorbeeld keukenzout (natriumchloride, NaCl) valt in water uiteen in natriumionen (Na+) en chloride-ionen (Cl−). Als je glucose oplost, valt deze stof niet uit elkaar. Een oplossing met een bepaald aantal moleculen NaCl heeft daardoor een hogere osmotische waarde dan een oplossing met hetzelfde aantal moleculen glucose.
Wanneer twee oplossingen met een verschillende osmotische waarde zijn gescheiden door een semipermeabel membraan, gaat er water van de oplossing met de laagste osmotische waarde naar de oplossing met de hoogste osmotische waarde. De oplossing met de laagste osmotische waarde oefent een druk uit op de andere oplossing. Die druk noem je osmotische druk. De grootte van de osmotische druk wordt bepaald door het verschil in de concentratie van opgeloste deeltjes tussen de beide oplossingen. Hoe groter dit verschil, hoe groter de osmotische druk.
Door osmose kunnen oplossingen van verschillende concentraties aan beide zijden van een semipermeabel membraan een gelijke concentratie krijgen. Maar in de bak van afbeelding 48 neemt de oplossing in het linkerdeel steeds meer toe en wordt dus zwaarder. Dan veroorzaakt de zwaartekracht een tegenwerkende kracht, waardoor het waterniveau in het linkerdeel niet blijft stijgen. De concentraties aan beide zijden van het semipermeabele membraan worden dan niet gelijk.
Slide 8 - Diapositive
Wanneer twee oplossingen met een verschillende osmotische waarde zijn gescheiden door een semipermeabel membraan, gaat er water van de oplossing met de laagste osmotische waarde naar de oplossing met de hoogste osmotische waarde. De oplossing met de laagste osmotische waarde oefent een druk uit op de andere oplossing. Die druk noem je osmotische druk. De grootte van de osmotische druk wordt bepaald door het verschil in de concentratie van opgeloste deeltjes tussen de beide oplossingen. Hoe groter dit verschil, hoe groter de osmotische druk.
Door osmose kunnen oplossingen van verschillende concentraties aan beide zijden van een semipermeabel membraan een gelijke concentratie krijgen. Maar in de bak van afbeelding 48 neemt de oplossing in het linkerdeel steeds meer toe en wordt dus zwaarder. Dan veroorzaakt de zwaartekracht een tegenwerkende kracht, waardoor het waterniveau in het linkerdeel niet blijft stijgen. De concentraties aan beide zijden van het semipermeabele membraan worden dan niet gelijk.
Slide 9 - Diapositive
Celmembranen en membranen van organellen zijn semipermeabel. Deze membranen scheiden oplossingen met een verschillende concentratie. Diffusie en osmose spelen daardoor een belangrijke rol bij het transport van stoffen in cellen van organismen. Via diffusie kunnen zuurstof en koolstofdioxide membranen ongehinderd passeren en de cel in of uit worden getransporteerd. Watermoleculen kunnen de fosfolipidenlaag van celmembranen wel passeren, maar heel traag. Sommige celmembranen bevatten speciale eiwitten, aquaporines (aqua = water, porine = porie) voor een snel transport van watermoleculen (zie afbeelding 50). Hierdoor zijn deze membranen semipermeabel. Hoe hoger de dichtheid van aquaporines in een celmembraan, hoe groter de doorlaatbaarheid voor water is. De celmembranen van niercellen hebben bijvoorbeeld een hoge dichtheid van aquaporines.
Slide 10 - Diapositive
Dierlijke en plantaardige cellen reageren op veranderingen van de osmotische waarde van het vocht in hun directe omgeving. Wanneer je een dierlijke cel, bijvoorbeeld een rode bloedcel, in een oplossing legt waarvan de osmotische waarde gelijk is (isotoon) aan de osmotische waarde van het grondplasma (cytoplasma zonder organellen) in de rode bloedcel, dan blijft het volume van de cel gelijk. Er gaan evenveel watermoleculen door het celmembraan de cel in als de cel uit (zie afbeelding 51.2). Leg je een rode bloedcel in een oplossing waarvan de osmotische waarde lager is (hypotoon) dan die van het grondplasma in de rode bloedcel, dan zal water door osmose de cel in gaan. Het volume van de rode bloedcel neemt daardoor toe. Uiteindelijk kan het celmembraan barsten (zie afbeelding 51.1). In een oplossing waarvan de osmotische waarde hoger is (hypertoon) dan die van het grondplasma in de rode bloedcel, gaat water de cel uit, waardoor het volume van de cel afneemt en de cel krimpt. De cel kan sterven door het waterverlies (zie afbeelding 51.3).
Doordat celmembranen semipermeabel zijn, hebben dieren die leven in een hypertoon of hypotoon milieu, aanpassingen om het verlies van water of het teveel aan opname van water te reguleren. Bij een eencellig zoetwaterorganisme, zoals het pantoffeldiertje, heeft het grondplasma een hogere osmotische waarde dan het slootwater waarin het leeft. Hierdoor neemt het pantoffeldiertje door osmose voortdurend water op. Dit water wordt verzameld in een vacuole die zich regelmatig samentrekt: de kloppende vacuole (zie afbeelding 52). De vacuole perst het teveel aan water door een porie naar buiten.
Slide 11 - Diapositive
Dierlijke en plantaardige cellen reageren op veranderingen van de osmotische waarde van het vocht in hun directe omgeving. Wanneer je een dierlijke cel, bijvoorbeeld een rode bloedcel, in een oplossing legt waarvan de osmotische waarde gelijk is (isotoon) aan de osmotische waarde van het grondplasma (cytoplasma zonder organellen) in de rode bloedcel, dan blijft het volume van de cel gelijk. Er gaan evenveel watermoleculen door het celmembraan de cel in als de cel uit (zie afbeelding 51.2). Leg je een rode bloedcel in een oplossing waarvan de osmotische waarde lager is (hypotoon) dan die van het grondplasma in de rode bloedcel, dan zal water door osmose de cel in gaan. Het volume van de rode bloedcel neemt daardoor toe. Uiteindelijk kan het celmembraan barsten (zie afbeelding 51.1). In een oplossing waarvan de osmotische waarde hoger is (hypertoon) dan die van het grondplasma in de rode bloedcel, gaat water de cel uit, waardoor het volume van de cel afneemt en de cel krimpt. De cel kan sterven door het waterverlies (zie afbeelding 51.3).
Doordat celmembranen semipermeabel zijn, hebben dieren die leven in een hypertoon of hypotoon milieu, aanpassingen om het verlies van water of het teveel aan opname van water te reguleren. Bij een eencellig zoetwaterorganisme, zoals het pantoffeldiertje, heeft het grondplasma een hogere osmotische waarde dan het slootwater waarin het leeft. Hierdoor neemt het pantoffeldiertje door osmose voortdurend water op. Dit water wordt verzameld in een vacuole die zich regelmatig samentrekt: de kloppende vacuole (zie afbeelding 52). De vacuole perst het teveel aan water door een porie naar buiten.
Slide 12 - Diapositive
Celwanden van planten zijn volledig permeabel voor water en opgeloste stoffen. Plantaardige cellen nemen via de celwand water op of geven het aan de celwand af.
Als de osmotische waarde in de celwand lager is dan die van het grondplasma, stroomt water via aquaporines de plantencel binnen, waardoor deze opzwelt. Vanwege de stevige celwand om de plantaardige cellen barsten zij niet zoals dierlijke cellen. Wel neemt de druk van het grondplasma op de celwand toe. Deze druk heet turgor en zorgt ervoor dat plantaardige cellen stevig zijn (zie afbeelding 53, 54.1 en 55.1). Je kunt dit vergelijken met een fietsband die je oppompt. De druk in de binnenband neemt toe, maar door de stevige buitenband kan de binnenband op een bepaald moment niet verder uitzetten. De band is dan hard.
Onder normale omstandigheden hebben plantaardige cellen een omgeving met voldoende water. Dan hebben plantaardige cellen turgor. Door turgor zijn de weefsels van planten stevig.
Als door verdamping de osmotische waarde van het vocht in de celwanden stijgt, gaat water door osmose de cel uit. De turgor daalt, waardoor de omvang van de celwand afneemt. Op het moment dat de osmotische waarde binnen en buiten de cel gelijk is, verdwijnt de turgor (grensplasmolyse), en verliezen de cellen hun stevigheid (zie afbeelding 55.2: isotoon). Als de osmotische waarde van het vocht in de celwanden door verdamping verder toeneemt, gaat nog meer water de cel uit. Het celmembraan laat dan los van de celwand. Dit verschijnsel heet plasmolyse (zie afbeelding 54.2 en 55.3). De interactie met andere cellen neemt hierdoor af en uiteindelijk gaat de cel dood. Hierbij verdwijnt het bladgroen en krijgt het afgestorven weefsel een bruine kleur.
Slide 13 - Vidéo
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 14 - Diapositive
Celwanden van planten zijn volledig permeabel voor water en opgeloste stoffen. Plantaardige cellen nemen via de celwand water op of geven het aan de celwand af.
Als de osmotische waarde in de celwand lager is dan die van het grondplasma, stroomt water via aquaporines de plantencel binnen, waardoor deze opzwelt. Vanwege de stevige celwand om de plantaardige cellen barsten zij niet zoals dierlijke cellen. Wel neemt de druk van het grondplasma op de celwand toe. Deze druk heet turgor en zorgt ervoor dat plantaardige cellen stevig zijn (zie afbeelding 53, 54.1 en 55.1). Je kunt dit vergelijken met een fietsband die je oppompt. De druk in de binnenband neemt toe, maar door de stevige buitenband kan de binnenband op een bepaald moment niet verder uitzetten. De band is dan hard.
Onder normale omstandigheden hebben plantaardige cellen een omgeving met voldoende water. Dan hebben plantaardige cellen turgor. Door turgor zijn de weefsels van planten stevig.
Als door verdamping de osmotische waarde van het vocht in de celwanden stijgt, gaat water door osmose de cel uit. De turgor daalt, waardoor de omvang van de celwand afneemt. Op het moment dat de osmotische waarde binnen en buiten de cel gelijk is, verdwijnt de turgor (grensplasmolyse), en verliezen de cellen hun stevigheid (zie afbeelding 55.2: isotoon). Als de osmotische waarde van het vocht in de celwanden door verdamping verder toeneemt, gaat nog meer water de cel uit. Het celmembraan laat dan los van de celwand. Dit verschijnsel heet plasmolyse (zie afbeelding 54.2 en 55.3). De interactie met andere cellen neemt hierdoor af en uiteindelijk gaat de cel dood. Hierbij verdwijnt het bladgroen en krijgt het afgestorven weefsel een bruine kleur.
Slide 15 - Diapositive
Celwanden van planten zijn volledig permeabel voor water en opgeloste stoffen. Plantaardige cellen nemen via de celwand water op of geven het aan de celwand af.
Als de osmotische waarde in de celwand lager is dan die van het grondplasma, stroomt water via aquaporines de plantencel binnen, waardoor deze opzwelt. Vanwege de stevige celwand om de plantaardige cellen barsten zij niet zoals dierlijke cellen. Wel neemt de druk van het grondplasma op de celwand toe. Deze druk heet turgor en zorgt ervoor dat plantaardige cellen stevig zijn (zie afbeelding 53, 54.1 en 55.1). Je kunt dit vergelijken met een fietsband die je oppompt. De druk in de binnenband neemt toe, maar door de stevige buitenband kan de binnenband op een bepaald moment niet verder uitzetten. De band is dan hard.
Onder normale omstandigheden hebben plantaardige cellen een omgeving met voldoende water. Dan hebben plantaardige cellen turgor. Door turgor zijn de weefsels van planten stevig.
Als door verdamping de osmotische waarde van het vocht in de celwanden stijgt, gaat water door osmose de cel uit. De turgor daalt, waardoor de omvang van de celwand afneemt. Op het moment dat de osmotische waarde binnen en buiten de cel gelijk is, verdwijnt de turgor (grensplasmolyse), en verliezen de cellen hun stevigheid (zie afbeelding 55.2: isotoon). Als de osmotische waarde van het vocht in de celwanden door verdamping verder toeneemt, gaat nog meer water de cel uit. Het celmembraan laat dan los van de celwand. Dit verschijnsel heet plasmolyse (zie afbeelding 54.2 en 55.3). De interactie met andere cellen neemt hierdoor af en uiteindelijk gaat de cel dood. Hierbij verdwijnt het bladgroen en krijgt het afgestorven weefsel een bruine kleur.
Slide 16 - Diapositive
Celwanden van planten zijn volledig permeabel voor water en opgeloste stoffen. Plantaardige cellen nemen via de celwand water op of geven het aan de celwand af.
Als de osmotische waarde in de celwand lager is dan die van het grondplasma, stroomt water via aquaporines de plantencel binnen, waardoor deze opzwelt. Vanwege de stevige celwand om de plantaardige cellen barsten zij niet zoals dierlijke cellen. Wel neemt de druk van het grondplasma op de celwand toe. Deze druk heet turgor en zorgt ervoor dat plantaardige cellen stevig zijn (zie afbeelding 53, 54.1 en 55.1). Je kunt dit vergelijken met een fietsband die je oppompt. De druk in de binnenband neemt toe, maar door de stevige buitenband kan de binnenband op een bepaald moment niet verder uitzetten. De band is dan hard.
Onder normale omstandigheden hebben plantaardige cellen een omgeving met voldoende water. Dan hebben plantaardige cellen turgor. Door turgor zijn de weefsels van planten stevig.
Als door verdamping de osmotische waarde van het vocht in de celwanden stijgt, gaat water door osmose de cel uit. De turgor daalt, waardoor de omvang van de celwand afneemt. Op het moment dat de osmotische waarde binnen en buiten de cel gelijk is, verdwijnt de turgor (grensplasmolyse), en verliezen de cellen hun stevigheid (zie afbeelding 55.2: isotoon). Als de osmotische waarde van het vocht in de celwanden door verdamping verder toeneemt, gaat nog meer water de cel uit. Het celmembraan laat dan los van de celwand. Dit verschijnsel heet plasmolyse (zie afbeelding 54.2 en 55.3). De interactie met andere cellen neemt hierdoor af en uiteindelijk gaat de cel dood. Hierbij verdwijnt het bladgroen en krijgt het afgestorven weefsel een bruine kleur.
Slide 17 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 18 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 19 - Diapositive
Een cel kan op een aantal manieren stoffen door het membraan transporteren. Stoffen kunnen verplaatsen van een hoge naar een lage concentratie van die stof. Het transport vindt dan plaats met het concentratieverval mee. Voor deze vorm van transport is geen energie nodig. Dit noem je daarom passief transport. Diffusie en osmose zijn voorbeelden van passief transport.
Het transport van stoffen via de fosfolipiden in een membraan gaat altijd van een hoge naar een lage concentratie. Dat geldt ook voor het transport via transportkanaaltjes zoals aquaporines. Transportkanaaltjes zijn membraaneiwitten met een transportfunctie. Voor het ionentransport van bijvoorbeeld Na+, K+ en Ca+, bestaan ionkanaaltjes. Een cel kan de opname van een stof reguleren door een ionkanaaltje te sluiten of juist te openen. Dat kan bijvoorbeeld doordat een bepaalde stof aan het kanaaltje bindt. Hierdoor verandert de vorm van het kanaaltje en wordt het ionkanaal ondoorlaatbaar of juist doorlaatbaar voor een bepaalde soort moleculen (zie afbeelding 56).
Slide 20 - Diapositive
Een cel kan op een aantal manieren stoffen door het membraan transporteren. Stoffen kunnen verplaatsen van een hoge naar een lage concentratie van die stof. Het transport vindt dan plaats met het concentratieverval mee. Voor deze vorm van transport is geen energie nodig. Dit noem je daarom passief transport. Diffusie en osmose zijn voorbeelden van passief transport.
Het transport van stoffen via de fosfolipiden in een membraan gaat altijd van een hoge naar een lage concentratie. Dat geldt ook voor het transport via transportkanaaltjes zoals aquaporines. Transportkanaaltjes zijn membraaneiwitten met een transportfunctie. Voor het ionentransport van bijvoorbeeld Na+, K+ en Ca+, bestaan ionkanaaltjes. Een cel kan de opname van een stof reguleren door een ionkanaaltje te sluiten of juist te openen. Dat kan bijvoorbeeld doordat een bepaalde stof aan het kanaaltje bindt. Hierdoor verandert de vorm van het kanaaltje en wordt het ionkanaal ondoorlaatbaar of juist doorlaatbaar voor een bepaalde soort moleculen (zie afbeelding 56).
Slide 21 - Diapositive
In het celmembraan komen ook andere transporteiwitten voor. Zij hebben geen kanaaltje, maar binden specifieke moleculen en transporteren ze van buiten naar binnen of omgekeerd. Bepaalde transporteiwitten maken het transport van grote moleculen zoals glucose mogelijk. Wanneer een glucosemolecuul bindt aan het transporteiwit, verandert de vorm van het eiwit. Hierdoor kan het molecuul het membraan passeren (zie afbeelding 57). Dit transport is een vorm van passief transport.
Transporteiwitten kunnen maar één soort molecuul transporteren en zijn dus specifiek voor een bepaalde stof.
Voor veel stoffen is de snelheid van de diffusie afhankelijk van de dichtheid van transporteiwitten in het celmembraan. Die dichtheid kan voor een stof per celtype verschillend zijn. Hoe hoger de dichtheid, hoe sneller de diffusie van een stof kan verlopen.
Transporteiwitten kunnen stoffen ook transporteren tegen het concentratieverval in. Stoffen gaan dan via het membraan van een lage naar een hoge concentratie. Voor deze vorm van transport is energie nodig. Dit heet actief transport. ATP-moleculen (zie afbeelding 58) leveren meestal de energie.
Slide 22 - Diapositive
In het celmembraan komen ook andere transporteiwitten voor. Zij hebben geen kanaaltje, maar binden specifieke moleculen en transporteren ze van buiten naar binnen of omgekeerd. Bepaalde transporteiwitten maken het transport van grote moleculen zoals glucose mogelijk. Wanneer een glucosemolecuul bindt aan het transporteiwit, verandert de vorm van het eiwit. Hierdoor kan het molecuul het membraan passeren (zie afbeelding 57). Dit transport is een vorm van passief transport.
Transporteiwitten kunnen maar één soort molecuul transporteren en zijn dus specifiek voor een bepaalde stof.
Voor veel stoffen is de snelheid van de diffusie afhankelijk van de dichtheid van transporteiwitten in het celmembraan. Die dichtheid kan voor een stof per celtype verschillend zijn. Hoe hoger de dichtheid, hoe sneller de diffusie van een stof kan verlopen.
Transporteiwitten kunnen stoffen ook transporteren tegen het concentratieverval in. Stoffen gaan dan via het membraan van een lage naar een hoge concentratie. Voor deze vorm van transport is energie nodig. Dit heet actief transport. ATP-moleculen (zie afbeelding 58) leveren meestal de energie.
Slide 23 - Diapositive
In het celmembraan komen ook andere transporteiwitten voor. Zij hebben geen kanaaltje, maar binden specifieke moleculen en transporteren ze van buiten naar binnen of omgekeerd. Bepaalde transporteiwitten maken het transport van grote moleculen zoals glucose mogelijk. Wanneer een glucosemolecuul bindt aan het transporteiwit, verandert de vorm van het eiwit. Hierdoor kan het molecuul het membraan passeren (zie afbeelding 57). Dit transport is een vorm van passief transport.
Transporteiwitten kunnen maar één soort molecuul transporteren en zijn dus specifiek voor een bepaalde stof.
Voor veel stoffen is de snelheid van de diffusie afhankelijk van de dichtheid van transporteiwitten in het celmembraan. Die dichtheid kan voor een stof per celtype verschillend zijn. Hoe hoger de dichtheid, hoe sneller de diffusie van een stof kan verlopen.
Transporteiwitten kunnen stoffen ook transporteren tegen het concentratieverval in. Stoffen gaan dan via het membraan van een lage naar een hoge concentratie. Voor deze vorm van transport is energie nodig. Dit heet actief transport. ATP-moleculen (zie afbeelding 58) leveren meestal de energie.
Slide 24 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 25 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 26 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 27 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 28 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 29 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 30 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 31 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
Slide 32 - Diapositive
Cet élément n'a pas d'instructions
