Biologie: Osmose/Transportmechanismen?
Ich komme da immer etwas durcheinander. Bei der Osmose diffundiert ja die Lösung immer von hypotonisch zu hypertonisch, also von der niedrigen Konzentration zur hohen Konzentration. Aber warum ist das beim passiven Transport anders? Dort werden ja die Teilchen von der hohen zur niedrigen Konzentration transportiert. Die Frage, die mir immer wieder aufkommt ist, warum beide anders transportiert werden, weil die sind ja beide passiv...
3 Antworten
Moin,
deine Verwirrung liegt daran, dass du nicht sauber unterscheidest, wer oder was in beiden Fällen die Seiten wechselt...
Bei der Osmose gibt es zwei Seiten, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind. Durch diese Membran kommen geladene (oder große) Teilchen nicht hindurch. Kleine Wassermoleküle dagegen schon!
Sind auf beiden Seiten gleich konzentrierte Lösungen (isotonisches System), dann wechseln ständig Wassermoleküle von beiden Seiten auf die jeweils andere. Es entsteht daher ein dynamisches Gleichgewicht. Dynamisch, weil ständig Wasserteilchen die Seiten wechseln. Gleichgewicht, weil stets ein Wassermolekül von links nach rechts wechselt, wenn gerade irgendwo anders ein anderes Wassermolekül von rechts nach links wechselt. Deshalb verändert sich in der Bilanz die Wassermenge auf beiden Seiten nicht.
Wenn aber auf einer der beiden Seiten eine konzentriertere Lösung vorliegt, so sieht die Sache anders aus. Auf der Seite, in der mehr gelöste Teilchen im Wasser sind, werden nämlich mehr Wassermoleküle benötigt, um die gelösten Teilchen mit einer Hydrathülle zu umgeben. Das bindet diese Wassermoleküle, so dass es insgesamt weniger frei bewegliche Wassermoleküle auf dieser Seite gibt. Darum scheint es so zu sein, als würden Wassermoleküle nur von der Seite mit geringerer Konzentration auf die Seite mit der höher konzentrierten Lösung strömen. In Wirklichkeit strömen auch jetzt Wassermoleküle hin und her. Aber da wesentlich öfter Wassermoleküle von der Seite mit der geringeren Konzentration auf die Seite mit der höheren Konzentration fließen als umgekehrt, hat man den Eindruck, als würde das Wasser nur in eine Richtung strömen.
In der ganzen Zeit wechseln dagegen die Teilchen, die im Wasser gelöst sind, die Seiten gar nicht, weil sie - wie gesagt - aufgrund ihrer Ladung oder Größe nicht durch die Membran gelangen können.
Das ist aber wiederum beim passiven Transport anders! Hier gibt es wieder zwei Seiten, die durch eine Biomembran voneinander getrennt sind. In der Biomembran gibt es nun aber kleine Kanalproteine, die ständig geöffnet sind und ganz bestimmte Teilchen selektiv hindurch lassen. Die Wassermoleküle können die Biomembran ebenfalls durchdringen, doch das ist für den Transport der betrachteten Teilchen irrelevant.
Wenn nun also auf den beiden voneinander getrennten Seiten von einer Teilchensorte verschieden viele vorhanden sind und die Biomembran für diese Teilchen ständig geöffnete Kanalproteine besitzt, dann wechseln auch hier diese Teilchen ständig die Seiten (dynamischer Prozess). Aber weil es auf der einen Seite mehr von diesen Teilchen gibt (höhere Konzentration), wechseln rein statistisch von der höher konzentrierten Seite mehr Teilchen auf die Seite mit der geringeren Konzentration als umgekehrt. Das liegt daran, dass es einfach auf der einen Seite viel mehr Teilchen gibt. Wenn irgendwann auf beiden Seiten gleich viele Teilchen vorhanden sind, stellt sich beim Hin- und Herwandern wieder ein dynamisches Gleichgewicht ein. Das heißt, im Gleichgewicht wechseln stets gleich viele Teilchen von der einen auf die andere Seite wie umgekehrt.
Dein Verständnisproblem beruht also darauf, dass du nicht unterscheidest, dass in dem einen Fall (Osmose) das Lösungsmittel (Wasser) die Seiten wechselt, während im anderen Fall (passiver Transport) die gelösten Teilchen die Seiten wechseln.
Beide Prozesse führen übrigens ohne Störungen dazu, dass sich die Konzentrationen auf beiden Seiten einander annähern, weil in dem einen Fall (Transport) die Teilchenmengen tatsächlich gleich groß werden, während im anderen Fall (Osmose) die höher konzentrierte Seite mehr Lösungsmittelmoleküle bekommt, also die Konzentration verdünnt wird und sich so indirekt angleicht.
Ich hoffe, du verstehst das jetzt besser...
LG von der Waterkant
Die Osmose ist ein passiver Flüssigkeitsstrom, sie braucht keine Energie und geschieht durch eine semipermeable Membran.
Der aktive Transport wäre ein Transport von Stoffen durch einen Kanal, der mit Energie aufrecht erhalten wird.
Bei der Osmose diffundiert ja die Lösung immer von hypotonisch zu hypertonisch,
Das ist fast richtig, es müsste aber Lösungsmittel, bzw Wasser heißen.
Wasser kann durch die Membran hindurch, größere Teilchen aber i.d.R. nicht. Deshalb strömt Wasser im Bestreben zum Konzentrationsausgleich in die Zelle. Man kann auch sagen, dass es in einer Lösung aus Salz-oder Zuckerteilchen in Wasser in einer geringeren Konzentration vorliegt, d.h. mehr Wasserteilchen vorhanden sind.
Ein passiver Transport erfolgt immer von der hohen zur niedrigen Konzentration, so wie ein Sein immer den Berg herunterrollt.