Frage zur Osmose und Diffusion.
Hallo (: ich schreibe demnächst eine bioklausur und ein bisschen hilfe wäre nett. eines der themen ist diffusion und osmose. verstehe ich auch soweit. allerdings finde ich immer nur die vorgänge, nie ein beispiel, wo sowas stattfindet. wo findet denn genau osmose statt und wo genau diffusion? In zellen befinden sich doch immer membranen wie soll da diffusion stattfinden und was ist mir der zellwand?
4 Antworten
osmose/diffusion findet in eigentlich allen zellen statt, da auf diese weise ja ein ständiger stoffaustausche gewährleistet wird. die stoffe streben dabei ein konzentrationsausgleich an. zum bespiel die wurzelzellen einer pflanze nehmen ständig wasser auf, da ein unterdruck herrscht und das wasser somit angesogen wird
achso und zu der biomembran: wasser kann nicht einfach durch die doppelte membran diffundieren, sondern durch sogenannte aquaporine, die in der membran sitzen, das sind so eine art tunnelproteine
Diffusion findet in Gasen und Flüssigkeiten immer statt. Man nimmt sie aber nur wahr, wenn Konzentrationsunterschiede ausgeglichen werden (sonst passiert ja nichts Sichtbares). Sie beruht auf der ☞ Wärmebewegung. Osmose ist der Spezialfall der Diffusion durch eine Barriere, die nicht für alle an einer Lösung beteiligten Stoffe gleich durchlässig ist (z.B. Zellmembran). Zellwände (gibt es nur bei Pflanzen) sind für Wasser und gelöste Moleküle durchlässig. Sie haben mit Osmose nicht direkt zu tun. Sie bestehen aus Zellulose (~Papier).
Beginnen wir ganz systematisch: Teilchen bei Zimmertemperatur sind unentwegt in Bewegung, man spricht von Braunscher Molekularbewegung. Diese Bewegungen kann man sogar unter dem Mikroskop sichtbar machen. Wenn man feinste Rußteilchen auf Wasser gibt, sie zittern sie, d.h. sie werden von Tausenden sich bewegenden Wasserteilchen unregelmäßig angestoßen, so dass sie mal etwas mehr zur einen Seite, mal zur anderen Seite gestoßen werden.---- Wenn man nun Kochsalz oder Zucker in Wasser gibt, so werden die sich bewegenden Teilchen ebenfalls an die Zuckermoleküle oder die Salzionen anstoßen und - da die Bewegungen der Statistik folgen - diese dann - nach langer Zeit - gleichmäßig im Gefäß verteilt haben. Diesen Vorgang nennt man Diffusion. Es ist also eine Bewegung, die von der Eigenbewegung der Wasserteilchen angestoßen (je höher die Bewegung, desto höher erlebt man als Beobachter die Temperatur) auf die zu lösenden Teilchen erfolgt, bis schließlich alles gleich verteilt ist. Wichtig ist, dass man bedenkt, dass nach völliger Gleichverteilung die Bewegung natürlich nicht aufhört, sondern weiter geht - aber man merkt nichts mehr davon. Die Lösung ist völlig homogen und gleich konzentriert. ---- Wenn wir jetzt in ein Gefäß eine Membran einbauen, die zwei Räume schafft, die anschließend vollständig durch die Membran abgeschlossen sind, und jetzt in die eine Kammer etwas Kochsalz geben, so passiert das, was man Osmose nennt. Voraussetzung ist allerdings, dass die Membran die Wasserteilchen durchlässt, nicht aber die Salzteilchen (Ionen). Auf der Seite, wo die Salzteilchen im Wasser gelöst vorliegen, ist die Konzentration der Wasserteilchen kleiner als auf der Seite, wo nur Wasserteilchen sind. Klar, wenn noch andere 'Leute' im Raum sind, kann die Zahl der Wasserteilchen nicht so hoch sein, da ja alle dicht gedrängt sind. Da jetzt alle Teilchen - wie oben ausführlich beschrieben - in ständiger Bewegung sind, wird die Häufigkeit, mit der Wasserteilchen von der Seite reinen Wassers durch die Membranporen auf die andere Seite durchtreten, größer sein als die Häufigkeit der Durchtritte von Wasserteilchen auf der Salzlösungsseite. Auf der Salzlösungsseite werden ja viele Poren gerade durch Salzteilchen blockiert sein. In der Bilanz treten also pro Zeiteinheit mehr Wasserteilchen in den Raum der Salzlösung als umgekehrt. Das hat zur Folge --- jetzt wird es ganz wichtig!!-- , dass der Flüssigkeitsspiegel auf der Seite der Salzlösung steigt. Das Phänomen nennt man Osmose!! Wenn nun, wie in einer Zelle, der Raum durch die Membran begrenzt ist, steigt durch den Eintritt von Wasserteilchen der Druck auf der Seite, wo die Salzkonzentration größer ist. Jetzt spricht man von einem Anstieg des osmotischen Drucks.--- Jetzt noch zu den Fragen, wo das alles stattfindet: Diffusion findet ununterbrochen überall da statt, wo sich Systeme mit unterschiedlichen Konzentrationen berühren. Salzkrümel auf der Platte des Küchentischs. Der Krümel wird zunächst gelöst, und wenn dann die nun recht konzentrierte Lösung noch mit Leitungswasser in Berührung kommt, diffundiert das Leitungswasser - da es die höhere Wasserkonzentration hat - in die Salzlösung und verdünnt diese. Da hier jedoch keine salzundurchlässige Membran vorliegt, werden auch Salzionen in den Leitungswassertropfen hinüberwandern. Werfe ich ein Stück Kandis in meinen Tee und lasse ihn stehen, wird der Kandis nach einigen Stunden nicht nur gelöst sein, sondern die Zuckerkonzentration im Tee wird - ohne Rühren - völlig gleichmäßig sein. Osmose dagegen findet immer dort statt, wo Zellen sich berühren, in denen unterschiedlich hohe Stoffkonzentrationen vorliegen, und wo die Stoffe (Zucker oder Mineralsalze oder andere kleine Moleküle) die Membran nicht passieren können. rolf Mengert
Osmose scheint ja klar. Diffusion findet logischerweise an Orten statt, wo es keine halbdurchlässigen Membranen gibt, z.B. in den Interzellularräumen. Aber da Diffusion ohne eine Membran ziemlich unspezifisch und ungesteuert ist kommt es eher selten im Organismus vor. Ein gutes Beispiel für eine reine Diffusion ist der Gasaustausch an den Lungenbläschen. Da ist zwar auch eine Membran, aber die ist unspezifisch für Gase und daher per Definition keine Osmose. Giftiges Kohlenmonoxid kann die Membran der Lungenbläschen genauso passieren wie ungiftiges Helium; CO2 und O2 ja sowieso.