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Stundenentwurf __________________________________________________________________________ Vorname: Julia Nachname: Sundermeier E-Mail-Adresse: [email protected] Thema der Stunde: Fluid-Mosaik-Model __________________________________________________________________________ Sachanalyse Plasmamembranen grenzen den wässrigen Inhalt einer Zelle von ihrer leblosen wässrigen Umgebung ab. Sie steuern den Stoffaustausch mit der Umgebung, wobei sie nicht für alle Substanzen gleichdurchlässig sind (Semipermeabilität) (Campell & Reece, 2009, S.163). Auch innerhalb einer Zelle spielt die Plasmamembran eine wichtige, denn sie ermöglicht die Bildung einzelner Zellkompartimente, so dass dadurch eine Trennung von Reaktionsräumen vorliegt, welche verschiedenste Reaktionen auf engstem Raum ermöglicht. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts interessierte man sich für den Aufbau der Plasmamembran und kam, ohne das Vorhandensein von Lichtmikroskopen und alleine aufgrund der Tatsache das Plasmamembranen lipophile Stoffe leichter durchlassen als lipophobe, zu dem Ergebnis, dass Plasmamembranen aus Lipiden bestehen müssen. (Linder Biologie Gesamtband, 22.Auflage, S.25) Abb.1: Struktur eines Phospholipids [1] Das häufigste Plasmamembranlipid ist das Phospholipid (siehe Abb. 1). Dies ist ähnlich aufgebaut wie Fett, besitzt aber statt drei nur zwei Fettsäuren. Die dritte Hydroxygruppe des Glycerins ist mit einer Phosphatgruppe verbunden […].“(Campbell & Reece, 2009, S.84). Die zwei Fettsäuren bilden den sog. Schwanz des Phospholipids, welcher aufgrund der hydrophoben Eigenschaft der Fettsäuren hydrophob ist. Die Phosphatgruppe bildet aufgrund ihrer hydrophilen Eigenschaften den hydrophilen Kopf (Campbell & Reece, 2009, S.85) Aufgrund dieser amphipathischen Molekülstruktur lagern sich die hydrophoben Schwänze in wässriger Umgebung zusammen, so dass die hydrophilen Köpfe nach außen, in die wässrige Lösung, gerichtet sind (siehe Abb. 2.) Folglich sind Membranen doppelschichtig.

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Stundenentwurf__________________________________________________________________________

Vorname: JuliaNachname: SundermeierE-Mail-Adresse: [email protected] der Stunde: Fluid-Mosaik-Model__________________________________________________________________________

Sachanalyse

Plasmamembranen grenzen den wässrigen Inhalt einer Zelle von ihrer leblosen wässrigen

Umgebung ab. Sie steuern den Stoffaustausch mit der Umgebung, wobei sie nicht für alle

Substanzen gleichdurchlässig sind (Semipermeabilität) (Campell & Reece, 2009, S.163). Auch

innerhalb einer Zelle spielt die Plasmamembran eine wichtige, denn sie ermöglicht die

Bildung einzelner Zellkompartimente, so dass dadurch eine Trennung von Reaktionsräumen

vorliegt, welche verschiedenste Reaktionen auf engstem Raum ermöglicht. Bereits Ende des

19. Jahrhunderts interessierte man sich für den Aufbau der Plasmamembran und kam, ohne

das Vorhandensein von Lichtmikroskopen und alleine aufgrund der Tatsache das

Plasmamembranen lipophile Stoffe leichter durchlassen als lipophobe, zu dem Ergebnis, dass

Plasmamembranen aus Lipiden bestehen müssen. (Linder Biologie Gesamtband, 22.Auflage,

S.25)

Abb.1: Struktur eines Phospholipids [1]

Das häufigste Plasmamembranlipid

ist das Phospholipid (siehe Abb. 1).

Dies ist ähnlich aufgebaut wie Fett,

besitzt aber statt drei nur zwei

Fettsäuren. „ Die dritte

Hydroxygruppe des Glycerins ist mit

einer Phosphatgruppe verbunden

[…].“(Campbell & Reece, 2009, S.84).

Die zwei Fettsäuren bilden den sog. Schwanz des Phospholipids, welcher aufgrund der

hydrophoben Eigenschaft der Fettsäuren hydrophob ist. Die Phosphatgruppe bildet aufgrund

ihrer hydrophilen Eigenschaften den hydrophilen Kopf (Campbell & Reece, 2009, S.85)

Aufgrund dieser amphipathischen Molekülstruktur lagern sich die hydrophoben Schwänze in

wässriger Umgebung zusammen, so dass die hydrophilen Köpfe nach außen, in die wässrige

Lösung, gerichtet sind (siehe Abb. 2.) Folglich sind Membranen doppelschichtig .

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Plasmamembranen sind keine unbeweglichen

Gebilde aus starr fixierten Molekülen sondern

werden vielmehr von hydrophoben

Wechselwirkungen zusammengehalten (Campbell &

Reece, 2009, S. 165) Die meisten Lipidmoleküle

können sich um ihre Längsachse drehen oder sich

seitwärts verschieben (Campbell & Reece, 2009,

S.166). Sobald allerdings die Temperatur unter einen

kritischen Wert absinkt verfestigt sich die Membran

gelartig. (Campbell &

Abb. 2: Schematische Darstellung einer Lipiddoppelschicht [2]

Reece, 2009, S. 166). Die kritischen Werte sind von der Lipidzusammensetzung der Membran

abhängig, denn je mehr Phosphlipide mit ungesättigten Fettsäuren diese enthält, desto

größer ist die Kälteresistenz (Campbell & Reece, 2009, S.166). Das liegt daran, dass die

Doppelbindungen, die die ungesättigten Fettsäuren ausmachen, den einzelnen Molekülen

mehr Bewegungsfreiheit verschaffen. Die bisher beschriebene Membraneigenschaft wird

durch den Begriff Fluid in „Fluid-Mosaik-Model“ beschrieben. Der zweite Hauptbestandteil

von Membranen sind Proteine. Diese sind in die Lipiddoppelschicht eingelagert und für die

meisten spezifischen Funktionen verantwortlich (Campell & Reece, 2009, S.167). Es gibt

Integrale und Periphere Membranproteine, wobei Membranen von verschiedenen

Organellen ganz charakteristische Proteinzusammensetzungen aufweisen. Die Tatsache, dass

die Proteine nicht wie im Davson-Danielli-Modell (siehe Abb.3a) flächendeckend auf der

Lipiddoppelschicht aufliegen sondern einzeln in die Lipiddoppelschicht eingelagert sind

(siehe Abb.3b), begründet die Wahl des Begriffs „Mosaik“ in „Fluid-Mosaik-Model“.

Abb. 3: a) Davson-Danielli-Modell b) Fluid-Mosaik-Modell nach Singer und Nicolson [3] [4]

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Quellen:[1] http://www.google.de/imgres?um=1&hl=de&client=firefox-a&sa=N&rls=org.mozilla:de:official&biw=1366&bih=638&tbm=isch&tbnid=4Q0O_JxkomjQ_M:&imgrefurl=http://bioweb.wku.edu/courses/biol115/wyatt/biochem/lipid/Lipid_2.asp&docid=wku0yBDii3bsFM&imgurl=http://bioweb.wku.edu/courses/biol115/wyatt/biochem/lipid/Plipid.gif&w=637&h=484&ei=aX2nUKrDJ8e0tAa9_IEg&zoom=1&iact=rc&dur=4&sig=107400226463202882531&page=1&tbnh=140&tbnw=196&start=0&ndsp=18&ved=1t:429,r:1,s:0,i:72&tx=133&ty=50 [2] http://www.google.de/imgres?um=1&hl=de&client=firefox-a&sa=N&rls=org.mozilla:de:official&biw=1366&bih=638&tbm=isch&tbnid=xTdTCId3H_gPsM:&imgrefurl=http://newnurseblog.com/2011/04/04/4311/lipidbilayer/&docid=QxHLTj0v3O5onM&imgurl=http://newnurseblog.com/wp-content/uploads/2011/04/lipidbilayer.gif&w=300&h=239&ei=44CnUPm-JYrptQa9qYDoDQ&zoom=1&iact=hc&vpx=1076&vpy=167&dur=296&hovh=190&hovw=239&tx=150&ty=75&sig=107400226463202882531&page=1&tbnh=150&tbnw=201&start=0&ndsp=15&ved=1t:429,r:4,s:0,i:81 [3]http://www.google.de/imgres?imgurl=http://avonapbio.pbworks.com/f/ddm.png&imgrefurl=http://avonapbio.pbworks.com/w/page/9429341/Davson-Danielli%2520Model&h=380&w=369&sz=86&tbnid=6wmEWmEPfvBxrM:&tbnh=90&tbnw=87&zoom=1&usg=__69ht_TyBDfJPueEg1F2ngeVAtDA=&docid=C5p5bhI5yQOozM&sa=X&ei=DYWnUIuXFMvItAax2YC4Aw&ved=0CC0Q9QEwAg&dur=332[4] http://www.google.de/imgres?um=1&hl=de&client=firefox-a&sa=N&rls=org.mozilla:de:official&biw=1366&bih=638&tbm=isch&tbnid=Ol7CiKU5di0qwM:&imgrefurl=http://avonapbio.pbworks.com/w/page/9429360/Fluid%2520Mosaic%2520Model&docid=X1Zah5spZZH6aM&imgurl=http://avonapbio.pbworks.com/f/fmm.png&w=428&h=380&ei=14OnULuQNoTysgbWvoGICA&zoom=1&iact=rc&dur=282&sig=107400226463202882531&page=4&tbnh=142&tbnw=159&start=56&ndsp=20&ved=1t:429,r:63,s:0,i:263&tx=152&ty=17 Campbell, N. A. und Reece, J. B.: Biologie. 6. aktualisierte Auflage. München: Pearson Studium.Gilbert, P.und Scharf, K.-H.:Grüne Reihe: Materialien für den Sekundarbereich II: Zellbiologie. 1.Auflage. Braunschweig: SchroedelBayrhuber, H. und Kull U.: Linder Biologie. 22. aktualisierte Auflage. Braunschweig: Schroedel

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Didakatisch-methodischer-Komentar

Die Schülerinnen und Schüler (im Folgenden abgekürzt mit SuS) sollen in dieser Einzelstunde

lernen, dass eine Plasmamembran aus Phospholipiden besteht, die zu einer Doppelschicht

zusammengelagert sind. Desweiteren sollen die SuS verstehen, dass eine Membran nicht

starr sondern flüssig ist. Das erste Problem, welches aufgeworfen wird, ist die Frage woraus

Plasmamembranen eigentlich bestehen. Um dies herauszufinden wird den SuS zunächst ein

Cartoon am Smartboard gezeigt, der zwei wichtige Entdeckungen wiedergibt. Die erste

Entdeckung ist, dass fettlösliche Substanzen viel leichter durch Plasmamembranen in Zellen

eindringen können als fettunlösliche, die zweite Entdeckung ist, dass Gleiches sich gut in

Gleichem löst. Die SuS werden dazu aufgefordert die Sprechblase zu lesen. Dann werden sie

gefragt, ob sie sich unter dem Satz „Gleiches löst sich in Gleichem“ etwas vorstellen können.

Um dieses Phänomen noch einmal sehen zu können, wird zu einem Experiment übergeleitet.

Die SuS sollen Vermutungen dazu aufstellen, was denn wohl passiert, wenn man versucht Öl

(Öl ist ein Fett) in Wasser bzw. Öl zu lösen. Die Hypothesen werden von den jeweiligen SuS an

der Tafel festgehalten und sollen von den SuS auf das Arbeitsblatt übertragen werden. Ein

Schüler wird gebeten, Öl in einen Behälter mit Wasser bzw. Öl zu geben und dann

umzurühren. Er soll den anderen SuS mitteilen was er beobachten kann. Auch die

Beobachtungen sollen auf dem Arbeitsblatt notiert werden. Anschließend sollen die

Hypothesen verworfen bzw. bestätigt werden. Die SuS erkennen so, dass Wasser und Öl nicht

„gleich“ sind. Anhand dieser Informationen sollen die SuS in einer kurzen Arbeitsphase

zusammen mit ihrem Nachbarn, begründete Vermutungen anstellen, aus welchem Stoff die

Plasmamembran sein könnte. Nach der Arbeitsphase werden einzelen SuS dazu aufgefordert

ihre Vermutung vorzulesen. Die SuS sollten aufgrund der beiden Entdeckungen aus der

Sprechblase auf die Idee kommen, dass die Membran aus Fett sein muss.) Als nächstes wird

am Smartboard eine Abbildung von einem Fett gezeigt und mit dem wissenschaftliche Name

„ Trigycerin“ benannt. Den SuS wird mitgeteilt, dass Trigycerine eine Untergruppe der Lipide

sind. Als nächstes wird dann eine Abbildung einer weiteren Untergruppe der Lipide gezeigt,

ein Phospholipid. Die SuS sollen Unterschiede zwischen den beiden Molekülen nennen und

diese am Smartboard und auf dem Arbeitsblatt fixieren. Die SuS sollen schließlich zu der

Aussage gelangen, dass das Phospholipid eine andere „Form“ hat, weil ein Teil des Moleküls

nach „oben“ zeigt. Sobald diese Aspekte genannt wurden, teilt die Lehrerin mit, dass der Teil

der nach „oben“ zeigt eine Phosphatgruppe ist, und dass diese für eine wichtige Eigenschaft

des Phospholipids verantwortlich ist nämlich die Amphiphilie und dass Phospholipide

aufgrund dieser Eigenschaft besonders geeignet als Membranbestandteile sind.

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Was der Begriff Amphiphilie bedeuteten, sollen die SuS in einer kurzen Arbeitsphase

herausfinden, in der sie einen kurzen Text lesen und den zweiten Arbeitsauftrag ausführen.

Zur allgemeinen Sicherung soll ein Schüler die beiden Begriffe mit eigenen Worten erklären

und ein anderer soll am Smartboard die Begriffe an der Abbildung des Phospolipid

hinzufügen und erklären wie er zu seiner Zuordnung kommt. Das zweite Problem, das

anschließend aufgeworfen wird, ist die Frage, wie die Phospholipide in einer Membran

angeordnet sind. Es werden 4 Mögliche Anordnungen am Smartboard gezeigt. Mit Hilfe der

im ersten Teil erlernten Begriffe „hydrophob und hydrophil“ sollen die SuS nun versuchen zu

erklären, von welcher Beschaffenheit die Umgebung bei den 4 Anordnungen sein muss.

Nachdem das im Lehrer-Schüler-Gespräch geklärt wurde, soll der Lückentext auf dem

Arbeitsblatt ausgefüllt werden. Anschließend soll ein Schüler sein Ergebnis vorlesen.

Gegebenenfalls müssen die anderen SuS ihren Mitschüler korrigieren. Am Ende wird so

sichergestellt, dass alle SuS die Lücken richtig ausgefüllt haben. Die Lehrerin erklärt dann,

dass Plasmamembranen das wässrige Zellinnere vom wässrigen Zelläußeren trennt, und die

SuS werden gefragt, welche Abbildung dem Aufbau der Plasmamembran entsprechen sollte.

Sie sollen die Hypothese auf dem Arbeitsblatt festhalten. Den SuS wird nun aber klar

gemacht, dass diese Behauptung nur eine Hypothese ist und sie werden gefragt, was man mit

Hypothesen machen muss ( überprüfen z.B. durch ein Experiment) Die SuS werden gefragt,

ob sie die beiden Wissenschaftler „Gorter und Grendel“ kennen, und ob sie erklären können,

wie die diese Hypothese bestätigt haben. Wenn einer der SuS das Experiment kennt, soll er

dies beschreiben, wobei die Lehrerin die wichtigsten Schritte des Experiments an der Tafel

festhält. Die Versuchsanleitung von Gorter und Grentel liegt den SuS auf dem Arbeitsblatt

vor. Sie sollen den Versuch lesen, und dann zusammen mit ihrem Nachbarn die Fragen

beantworten. Nach der Arbeitsphase werden die Ergebnisse von einzelnen SuS an der Tafel

gesammelt und Schritt für Schritt erkärt. Die Lehrerin macht nun deutlich, dass die

Hypothese durch diesen Versuch bestätigt werden kann. Wenn genug Zeit ist wird den SuS als

kleine Transferübung eine elektronenmikroskopische Aufnahme einer Plasmamembran

gezeigt, die sie kurz beschreiben und erklären sollen. Als nächstes soll ein Schüler zum

Lehrerpult kommen, wo zwei Membranmodelle stehen. Er/sie soll die Modelle genau

anschauen und die Bestandteile der Modelle benennt (z.B. Steroporkugel = hydrophiler Kopf

(Phosphat)). Dann soll ausprobiert werden, wie beweglich die „Phospholipide“ sind. Der

Schüler geht zu seinem Platz zurück und alle werden dazu aufgefordert die Tabelle auf dem

Arbeitsblatt auszufüllen und die Modelle hinsichtlich der Bewegungsfreiheit der

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Phospholipide zu beschreiben. Die Lehrerin erklärt ihnen dann, dass wenn die Moleküle sich

so stark bewegen können wie in dem ersten Modell, man die Membran „flüssig“ nennt. Die

zweite Membran ist starr.

____________________________________________________________________________

Prozessbezogene Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler benennen und beurteilen Auswirkungen der Anwendung

biologischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammen-

hängen an ausgewählten Beispielen, indem sie aus zwei grundlegenden Entdeckungen der

frühen Wissenschaft (lipophile Substanzen können einfache durch die Membran in die Zelle

eindringen lipophobe und „Gleiches löst sich nur in Gleichem“) folgern, dass die Membran

aus Lipiden bestehen muss.

Die Schülerinnen und Schüler interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen,

erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen, indem sie einen Text zu den

Begriffen hydrophil und hydrophob lesen, diese auf die Struktur der Phospholipide beziehen

und schließlich zu der Erkenntnis kommen, dass Membranen eine Doppellipidschicht sind.

Die Schülerinnen und Schüler analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch

kriteriengeleitetes Vergleichen, indem sie zwei Modelle der Plasmamembran (feste oder

flüssige Membran) betrachten, die Modellteile auf die Wirklichkeit übertragen und die

unterschiedliche Beweglichkeit der Membranen erkennen.

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1.)Was passiert, wenn man in einen Behälter mit Wasser Öl (Öl ist ein Fett!!!) hinzugibt und

umrührt?

Hypothese:__________________________________________________________________

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2.)Was passiert, wenn man in einen Behälter mit Öl weiteres Öl gibt und umrührt?

Hypothese:__________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Beobachtung zu 1.)____________________________________________________________

Beobachtung zu 2.)____________________________________________________________

Ergebnis:____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Was konnte Charles Overton bzw. was können Sie aus diesen Entdeckungen (siehe

Sprechblase) in Bezug auf die Bestandteile der Membran schließen?

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Ohhh, ich kann es sehen...…fettlösliche (lipophile) Substanzen können viel

einfacher durch die Membran in die Zelle eindringen als solche,

die nicht fettlöslich sind (lipophob) und ich weiß: „Gleiches löst sich nur in

Gleichem“!(Charles Overton, 1895)

Alle Lebewesen der Erde bestehen aus Zellen und all diese Zellen sind von Plasmamembranen umgeben. Auch die Organellen innerhalb einer Zelle sind von

Plasmamembranen umgeben.

Die Plasmamembran und das „Flüssig-Mosaik-Modell“

Teil 1: Moleküle der Membran

Fette heißen wissenschaftlich Triglycerine und sind eine Untergruppe der Lipide. Eine

weitere Untergruppe der Lipide sind die Phospholipide aus welchen die Membranen von

Zellen bestehen.

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Nennen Sie Unterschiede zwischen einem Fett (Triglycerin) und einem Phospholipid!

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___________________________________________

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Arbeitsauftrag 1: Lesen Sie den nachfolgenden Text

und

benennen Sie anschließend die wichtigste Eigenschaft

von hydrophoben bzw. hydrophilen Substanzen.

Bringen Sie diese Begriffe in Verbindung mit den

Begriffen aus der Sprechblase (lipophob und

lipophil).Kennzeichnen Sie außerdem in der Abbildung

des Phospholipids die hydrophoben und hydrophilen

Bereiche. Abb 1: Triglycerin und Phospholipde

Phospholipide und ihr besonderer Aufbau:

Phospholipide sind amphiphile Lipide, das bedeutet, dass sie hydrophile und hydrophobe

Bereiche aufweisen. „Hydrophil“ bedeutet „wasserliebend“, das heißt hydrophile Stoffe lösen

sich gut in Wasser. Wasser (H2O) ist ein polares Molekül, das bedeutet, dass ein Teil des

Moleküls eher negativ und ein anderer Teil eher positiv geladen ist.

Beim Wasser entsteht die Polarität dadurch, dass der Sauerstoff (O2)

Elektronen (negativ geladen) vom Wasserstoff (H) zu sich zieht. Auch

bei Verbindungen zwischen Phosphor (P) und Sauerstoff (O2) zieht der

Sauerstoff die Elektronen zu sich. Da sich hydrophile Stoffe gut in

Wasser lösen und weil Wasser polar ist und weil Gleiches sich gut in

Gleichem löst, kann man daraus schließen, dass hydrophile Stoffe polar

sind. „Hydrophob“ bedeutet „wassermeidend“, das heißt, dass hydrophobe Moleküle sich

nicht gut in Wasser lösen. Hydrophobe Stoffe sind unpolar, es gibt also keine eher positiven

bzw. eher negativen Bereiche im Molekül. Beispiele für hydrophobe Moleküle sind

Kohlenstoffketten, wie z.B. Hexan.

Unpolare Stoffe lösen sich gut in Fetten und Ölen, da auch diese unpolar sind.

-

+

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Teil 2: Wie sind die Phospholipide in einer Plasmamembran angeordnet?

Arbeitsauftrag 2: Beschreiben Sie, wie die innere und äußere Umgebung bei den jeweiligen

Anordnungen der Phospholipide aussehen müsste? (Fett oder Wasser)

Wenn die Phospholipide der Membran so angeordnet sind wie in Möglichkeit 1, bedeutet

das, dass das Innere der Zelle __________ ist, also __________ und dass das Äußere der

Zelle __________ ist, also __________.

Wenn die Phospholipide der Membran so angeordnet sind wie in Möglichkeit 2, bedeutet

das, dass das Innere der Zelle __________ ist, also __________ und dass das Äußere der

Zelle __________ist, also __________.

Wenn die Phospholipide der Membran so angeordnet sind wie in Möglichkeit 3, bedeutet

das, dass Inneres und Äußeres der Zelle __________ sind, also __________.

Wenn die Phospholipide der Membran so angeordnet sind wie in Möglichkeit 4, bedeutet

das, dass Inneres und Äußeres der Zelle __________ sind, also __________.

Benutzen Sie folgende Begriffe: 3 x hydrophob, 3 x hydrophil, 3 x Wasser, 3 x Öl

HYPOTHESE: Zellinneres und -äußeres sind ______________, daher sind die Phospholipide

der Membran angeordnet wie in Möglichkeit____.

HYDROPHIL: _________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

HYDROPHOB: ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Möglichkeit 1 Möglichkeit 2 Möglichkeit 3 Möglichkeit 4

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Arbeitsauftrag 3: Lesen Sie den folgenden Text und beantworten Sie die untenstehenden

Fragen.

Die Entdeckung von Gorter und Grentel

Im Jahr 1927 führten Gorter und Grentel ihren berühmtesten Versuch durch, den sie in 2

Teilversuche teilten. Im ersten Teilversuch zählten sie die rote Blutkörperchen in einer

Blutprobe und kamen zu dem Ergebnis, dass 2mm³ Blut 1,04 x 107 (= 10,4 Millionen) rote

Blutkörperchen enthalten. Die Oberfläche eines roten Blutkörperchens beträgt 145µm².

In einem zweiten Teilversuch brachten Gorter und Grendel die roten Blutkörperchen zum

Platzen, isolierten die Membranlipide und gaben sie auf eine Wasseroberfläche. Die Lipide

breiteten sich auf der Wasseroberfläche kreisförmig aus und bildeten eine Schicht, die nur

aus einer Lage von Lipid-Molekülen bestand, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von

6cm. Wichtig für ihren Versuch war die Tatsache, dass rote Blutkörperchen kaum

Zellorganellen enthalten, die von einer Plasmamembran umgeben sind, so dass nur die

äußere Plasmamembran Phospholipide enthält.

Fragen:

1.) Berechnen Sie die Gesamt-Membranoberfläche (G) aller roten Blutkörperchen aus 2mm³

Blut (in cm²) _________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

2.) Berechnen Sie die Fläche, die die isolierten Lipide auf der Wasseroberfläche einnehmen

(Flächeninhalt (Kreis) = πr²).

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

3.) Vergleichen Sie die Gesamt-Membranoberfläche mit der Fläche, die die isolierten

Phospholipide aus den roten Blutkörperchen auf der Wasseroberfläche ausbilden.

Was fällt ihnen dabei auf? Was können Sie aufgrund dieser Beobachtung in Bezug auf die

Hypothese sagen?_____________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

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Teil 3: Plasmamembranen – 2 Modelle

Sie sehen 2 verschiedene Modelle einer Plasmamembran.

Wofür sehen die einzelnen Elemente? Füllen Sie die Tabelle aus.

Benennen Sie die Unterschiede zwischen den Modellen (Beachten Sie insbesondere die

Beweglichkeit der Phospholipide).

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Im 1. Modell ist die Membran_____________________________

Im 2. Modell ist die Membran _____________________________

Modellteil Originalteil

Styroporkugel

Strohhalm

Styroporkugel + Strohhalm

Modell 1

Modell 2

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Arbeitsauftrag 3: Lesen Sie den folgenden Text und beantworten Sie die untenstehenden

Fragen.

Die Entdeckung von Gorter und Grentel

Im Jahr 1927 führten Gorter und Grentel ihren berühmtesten Versuch durch, den sie in 2

Teilversuche teilten. Im ersten Teilversuch zählten sie die rote Blutkörperchen in einer

Blutprobe und kamen zu dem Ergebnis, dass 2mm³ Blut 1,04 x 107 (= 10,4 Millionen) rote

Blutkörperchen enthalten. Die Oberfläche eines roten Blutkörperchens beträgt 145µm².

In einem zweiten Teilversuch brachten Gorter und Grendel die roten Blutkörperchen zum

Platzen, isolierten die Membranlipide und gaben sie auf eine Wasseroberfläche. Die Lipide

breiteten sich auf der Wasseroberfläche kreisförmig aus und bildeten eine Schicht, die nur

aus einer Lage von Lipid-Molekülen bestand, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von

6cm. Wichtig für ihren Versuch war die Tatsache, dass rote Blutkörperchen kaum

Zellorganellen enthalten, die von einer Plasmamembran umgeben sind, so dass nur die

äußere Plasmamembran Phospholipide enthält.

Fragen:

1.) Berechnen Sie die Gesamt-Membranoberfläche (G) aller roten Blutkörperchen aus 2mm³

Blut (in cm²) 10 400 000 x 145µm² = 203 000 000µm² = 1508mm²______________

________________________________________________________________________

2.) Berechnen Sie die Fläche, die die isolierten Lipide auf der Wasseroberfläche einnehmen

(Flächeninhalt (Kreis) = πr²).

(3cm)² x π= (30mm)² x π= 2827mm²___________________________________________

________________________________________________________________________

3.) Vergleichen Sie die Gesamt-Membranoberfläche mit der Fläche, die die isolierten

Phospholipide aus den roten Blutkörperchen auf der Wasseroberfläche ausbilden.

Was fällt ihnen dabei auf? Was können Sie aufgrund dieser Beobachtung in Bezug auf die

Hypothese sagen?_________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________

localadmin
Das musst Du echt den Leute aus dem Kurs vorher geben, dmait die dann in den Gruppen helfen können!