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Biomembran

Über diese App

Flüssig-Mosaik-Doppelschicht: kleine/fettlösliche Moleküle passieren frei, Ionen nur durch offene Kanalproteine, große Moleküle werden blockiert — selektive Permeabilität.

Bau der Biomembran

Biomembranen bestehen aus einer Doppelschicht aus Phospholipiden. Die wasserliebenden (hydrophilen) Köpfe zeigen nach außen zum Wasser, die wasserabweisenden (hydrophoben) Fettsäureschwänze nach innen. In diese Schicht sind Proteine eingelagert, die sich seitlich bewegen können; das beschreibt das Flüssig-Mosaik-Modell. Die Membran ist selektiv permeabel: Kleine, unpolare oder fettlösliche Moleküle wie O₂ und CO₂ diffundieren direkt hindurch. Ionen sind geladen und gelangen nur durch passende Kanal- oder Transportproteine. Große Moleküle werden ohne besondere Transportwege zurückgehalten.

Was die App zeigt

Die App zeigt einen Ausschnitt einer Membran mit Lipid-Doppelschicht, Außen- und Innenseite und einem Kanalprotein. Teilchen einer gewählten Art bewegen sich auf die Membran zu. Je nach Teilchenart und Zustand des Kanals passieren sie die Doppelschicht, gehen durch den Kanal oder prallen ab. Ein Hinweistext erklärt jeweils, warum das so ist.

Selbst ausprobieren

Wähle nacheinander kleine fettlösliche Teilchen, Ionen und große Moleküle. Öffne und schließe das Kanalprotein und beobachte, dass nur die Ionen darauf reagieren. Mit dem Tempo-Regler verlangsamst du die Bewegung, die Beschriftungen benennen Köpfe, Schwänze und Kanal. Achte bei den großen Molekülen darauf, dass sie weder durch die Doppelschicht noch durch den geöffneten Kanal gelangen.

Häufige Fragen

Was bedeutet selektive Permeabilität?
Selektiv permeabel heißt, dass eine Membran manche Stoffe durchlässt und andere nicht. Kleine unpolare Moleküle diffundieren frei, Ionen und viele polare Stoffe brauchen Kanal- oder Transportproteine, große Moleküle bleiben ohne besonderen Transport draußen. So kann die Zelle ihre innere Zusammensetzung steuern.
Was ist das Flüssig-Mosaik-Modell?
Das Flüssig-Mosaik-Modell beschreibt die Biomembran als flüssige Lipid-Doppelschicht, in der Proteine wie Mosaiksteine eingelagert sind. Lipide und viele Proteine können sich innerhalb der Schicht seitlich bewegen. Die Proteine übernehmen Aufgaben wie Transport, Signalempfang und Erkennung.
Warum können Ionen die Lipid-Doppelschicht nicht durchqueren?
Ionen sind elektrisch geladen und von einer Hülle aus Wassermolekülen umgeben. Das hydrophobe Innere der Doppelschicht ist für sie energetisch sehr ungünstig. Deshalb gelangen Ionen nur durch Kanalproteine oder Transporter, die einen wassergefüllten Weg oder eine Bindungsstelle bieten.
Was kann ich in der App Biomembran einstellen?
Du wählst die Teilchenart (klein und fettlöslich, Ion oder groß), öffnest oder schließt das Kanalprotein und regelst das Tempo. Beschriftungen lassen sich ein- und ausblenden. Ein Hinweis erklärt für jede Teilchenart, ob und wie sie die Membran passiert.

Fach: Biologie (Gymnasium)

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