Utersuchungen am isolierten Darm

Linaa · Gast

Meine Frage:
Hallo smile

ich habe im Biologieunterricht eine Hausaufgabe aufbekommen und komme einfach nicht weiter. Es geht um die Methode des "isolierten Darmsacks".

Die Aufgabe lautet:
1. Werten Sie die in der Abbildung dargestellten Untersuchungsergebnisse aus
2. Stellen Sie begründete Vermutungen für den Versuchsverlauf unter Sauerstoffumspülung bei 15 °C und 65 °C auf.

Material/Quelle:
Um Transportprozesse durch die Darmwand zu untersuchen, verwenden Wissenschaftler die Methode des ?isolierten Darmsacks?. Dazu werden kurze Darmabschnitte (z. B. von Schlachttieren) umgestülpt, mit Glucoselösung gefüllt und zugebunden. Diese ?Wurst? wird in eine Glucoselösung gleicher Konzentrationen gebracht, in der die Zellen einige Stunden überleben. So können Versuche zu Transportvorgängen gemacht werden.

In einem ersten Versuch wird der gefüllte Darm mit Sauerstoffbläschen umspült und nach einer Stunde werden Konzentrationsänderungen von Glucose gemessen.

In einem zweiten Versuch erfolgt ein Umspülen des Darms mit Stickstoffbläschen.

Des Weiteren gibt es eine Abbildung(Diagramm) welche die Veränderung der Glucosekonzentration unter verschiedenen Versuchsbedingungen zeigt:

Es ist zu sehen das bei dem 1. Versuch der Messwert der Glucosekonzentration im Inneren des umgestülpten Darms nun über 600 mg/100 ml und somit doppelt so viel wie die Ausgangkonzentation (350 mg/100 ml) beträgt.

Der Messwert der Glucosekonzentration im Versuchsgefäß (Zottenseite) ist im Gegensatz dazu um 250 mg/100 ml auf 100 mg/100 ml gesunken

Bei dem 2. Versuch ist der Messwert der Glucosekonzentration im Inneren des umgestülpten Darms von den ursprünglichen 350 mg/100 ml auf ca. 325 mg/100 ml gesunken.

Der Messwert der Glucosekonzentration im Versuchsgefäß (Zottenseite) weist dieselbe Veränderug auf (Senkung von 350 auf ca. 325 mg/ 100 ml)

Meine Ideen:
ich habe nun bei 1. das alles beschrieben was ich der Abbildung entnehmen konnte, aber ausgewertet/erklärt habe ich es nicht da ich nicht weiß warum sich die konzentration ändert... und bei Aufg. 2 habe ich noch weniger Ahnung..
BITTE BITTE BITTE BITTE BITTE HELFT MIR!?!?!?!?!?!?!?! ich bin toooootal verzweifelt!!!
Danke schon mal im voraus falls jmd etwas weiß smile

Linaa · Gast

und die versuche wurden bei deiner temperatur von 37°C durchgeführt

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Weshalb wurde denn der Versuch gemacht. Eigentlich hast du das schon geschrieben, aber scheinbar den Überblick verloren.

Linaa · Gast

ja ich bin etwas durcheinander^^
also der versuch wurde gemacht um die Transportprozesse durch die Darmwand zu untersuchen smile

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Was wurde nun also transportiert?

Was weißt du bereits über Transportvorgänge an Membranen?

Linaa · Gast

neja also ich würde sagen die Glucose wird transportiert (durch den Darm)

eigentlich fast nix..im Unterricht haben wir bis jetzt nur Biomembran allg. besprochen und zu den tranportvorgängen ein AB über Diffusion durch lipidschicht, Division durch Tunnelprotein, Carrier vermittelte Diffusion und aktiver Transport. Und dann nochmal was zu den transportmechanismen also nochmal diffusion und osmose und passiver und aktiver transport...aber den zsmhang zu Membran oder Darm schnall ich einfach net sry

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Linaa · Gast

ich verstehe dass wahrscheinlich osmose und Diffusion bei diesem Versuch eine rolle spielen und weiß auch was beides bedeutet. Auch was aktiver und passiver Transport ist, ist mir klar. aber wie ich das erklären soll und was genau jezzt wichtig ist dazu fehlen mir einfacb die richtigen Worte. Und ich weiß auch nicht woher ich wissen soll wie das Experiment unter anderen temp.beding. ausgeht..

Linaa · Gast

ich würde sagen dass es ein passiver Transport ist da ka keine Energiezufuhr herrscht oder?

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Hi,

weißt du wofü+r die Zelle Sauerstoff braucht?

LG Firelion

Linaa · Gast

neja also eig denk ich nicht dass der Darm den Sauerstoff braucht. Das Sauerstoff ist einfach nur die Umgebungsbedingung..

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Doch die Zellen im Darm brauen Sauerstoff. sonst würde im Versuch mit dem Stickstoff das gleiche rauskommen.

Linaa · Gast

Achso ja ok, das ergibt Sinn. Danke smile

Linaa · Gast

Braucht die Zelle den Sauerstof einfach nur zum Überleben oder gibt es noch weitere Gründe?

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Wenn es ein passiver Transport wäre, dürfte es keine Aufkonzentration der Glucose geben. Dann dürften es auch nur 350 bzw. 325 mg/ml sein.
=> aktiver Transport

Habt ihr bereits die Zellatmung behandelt? Wahrscheinlich kommt das erst später. Aber ganz allgemein, kannst du sicherlich auch sagen, wofür ein Lebewesen Sauerstoff und Glucose braucht.

Linaa · Gast

oh okay, danke alles klar smile

Also ist es ein aktiver Transport

Sauerstoff ist notwendig, weil wir ohne ihn nicht leben können. Alle lebenden Organismen benötigen Sauerstoff.
Und Glucose ist eine Art Treibstoff für den Köper.

Also nimmt der Darm den Sauerstoff auf, weil die Zellen ihn zum leben brauchen. Und auch die Glucose ist lebensnotwendig.
Und den Stickstoff braucht es nicht, deshalb nimmt es ihn auch nicht auf.

Linaa · Gast

Bei dem 2. Vesuch sind die Glucosekonzentrationen innen und außen ja gleich. Heißt das, dass es sich um ein aktiven Transport handelt?
und was passiert mit dem Stcikstoff? Eig brauchen die Zellen den ja nicht oder?!

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Was braucht denn ein aktiver Transport?

Linaa · Gast

Energiezufuhr...?

Linaa · Gast

also doch kein aktiver Transport

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Erkläre mir bitte einmal kurz, was du unter aktiven und passiven Transport verstehst. Meines Erachtens hast du diese großen Schwierigkeiten, weil du bei den Grundlagen schon extrem unsicher bist.

Linaa · Gast

ich war der Ansicht, dass passiver Transport ohne Energeizufuhr erfolgt. Und aktiver mit Energiezufuhr..

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Und woher bekommt der passive Transport seinen Antrieb?

Linaa · Gast

durch (Carrier) Proteine ?

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Die bauen nur den Tunnel durch die Membran. Hast du schon einmal was von Brownscher Molekularbewegung gehört?

Linaa · Gast

Nein das sagt mir leider überhaupt nichts. Und im Unterricht haben wir das auch noch nicht beschprochen

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

:gruebel:
Irgendwie kann ich das nicht ganz glauben. Denn diese Hausaufgabe kann man nur sinnvoll beantworten, wenn man die Grundlagen der Transportvorgänge schon behandelt hat. Und die Diffusion und Osmose hattest du schließlich auch schon. Eventuell ist es nur bei dir nicht richtig angekommen. Gerade in der Oberstufe muss man alles, was behandelt worden ist, verstanden haben, da die Themen stark aufeinander aufbauen und das vernetzte Arbeiten eine der zentralen Punkte der Oberstufe sind.

Lies dir erst einmal hier im Glossar die Diffusion durch. Danach wäre es ganz sinnvoll, wenn du im Buch noch einmal etwas zu den Transportvorgängen nachliest.

Die passiven Transportvorgänge bauen auf der Diffusion auf. Das ist ihr Antrieb. Bei aktiven Transportvorgängen wird Energie aufgewendet, sodass man Konzentrationsgradienten aufbauen kann. Im Versuch 1 muss es ein aktiver Transportvorgang sein, der Energie bedarf. Energie gewinnen Tiere durch die "Verbrennung von Nährstoffen". ATP sollte dir eigentlich auch schon bekannt sein. Für die "Verbrennung" braucht man Sauerstoff.

Nun erkläre die Ergebnisse im 2. Ansatz.

Linaa · Gast

ok, ich belese mich erst noch einmal. Danke smile

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Schön, dass du dich aktiv bemühst.

Linaa · Gast

Alsooo...

zu 1.:
im 1. Versuch wird der Darm mit Sauerstoffbläschen umspült. Diesen Sauerstoff nehmen die Zellen im Darm auf, da sie ihn zum Leben brauchen. Und auch die Glucose im Versuchsgefäß wird von den Zellen von außen nach innen aufgenommen. Und so findet eine "Aufkonzentration" der Glucose statt. Dies ist ein aktiver Tranzportvorgang, da innen die Konzentration nun höher ist als außen.

im 2. Versuch mit Stickstoff sind die Konz. innen und außen gleich, weil durch entsprechenden mechan./hydrostatischen Druck können Diffusionsunterschiede ausgeglichen werden.

zu 2.:
Versuch bei 65°C:
je höher die Temp. desto schneller bewegen sich die Moleküle in der Flüssigkeit/im Gas --> durch Aufprall Zittern der Teilchen --> Brownsche Molekularbewegung --> gleichmäßige Verteilung der Teilchen im gesamten Lösungsmittel (Glucose) --> Diffusion
Außerdem besagt die RGT Regel, dass chemische Reaktionen bei einer um 10 °C erhöhten Temperatur doppelt bis viermal so schnell ablaufen.

Deshalb vermute ich, dass sich bei 65°C die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt bzw. vervierfacht. Außerdem ist es wegen der Brownschen Molekulärbewegung ein passiver Transportvorgang, d.h. das Konzentrationsgefälle geht von außen nach innen. Und die (Carrier-) Proteine bauen den Tunnel durch die Membran.
Wegen brownschen Molekularbewegung bewegen sich die Teilchen bei dem Versuch mit 15°C langsamer bzw. zittern nicht und prallen nicht aufeineinader --> verteilen sich nicht gleichmäßig in Lösung --> keine Diffusion. Außerdem wird wegen der RGT Regel die Reaktionsgeschwindigkeit langsamer sein.

ist das jetzt größtenteils korrekt? smile

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Linaa · Gast

alles klar smile

danke

Die notwendige Energie für den aktiven Transportvorgang wird über das Molekül ATP bereitgestellt. ?richtig?

Ich dachte evtl. dass das der Diffusionsunterschied der Konzentrazionsunterschied ist...
in meiner Quelle stand: "Durch einen entsprechenden meachnischen o. hydrostatischen Druck kann ein Diffusionsunterschied ausgeglichen werden. Der Druck, der bei einem bestimmten Konzentrationsunterschied hierfür notwendig ist, wird als osmotischer Druck bezeichnet."

Also ist der einzige Unterschied, dass diesmal die Zellen den Stickstoff nicht aufnehmen, sondern er draußen bleibt, weil er nutzlos ist!? Und warum bleibt die Glucoselösung auch außen und warum sinkt letztenendes trotzdem die Glucosekonzentration innen und außen von 350 auf 325? Diese Dinge sind mir immernoch nicht ganz klar, tut mir leid..

Moleküle der Flüssigkeit sind in ständiger Bewegung. Je höher die Temp., desto schneller bewegen sich die Moleküle in der Flüssigkeit/im Gas. Durch Aufprall der Moleküle, zittern sie. Und dieses Geschehen nennt man Brownsche Molekularbewegung. So verursacht die Wärmebewegung bei gelösten Stoffen eine gleichmäßige Verteilung der Teilchen im gesamten Lösungsmittel (Glucose). Das nennt man Diffusion.

Upps, ich meine Prozess/Vorgang. Also die Prozessgeschwindigkeit ändert sich (schneller/langsamer)

Es ist ein passiver Transportvorgang, weil es mit dem Konzentrationsgefälle abläuft (es geht von außen nach innen). Dies ist der Antrieb des passiven Transportvorgangs und die (Carrier-) Proteine bauen dann den Tunnel durch die Membran.

Achso, also wird in K gerechnet. Und es gibt keine Veränderung zu dem Versuch mit 37°C!?

Erneut meinte ich Vorgang bzw. Prozess smile

(also das durchdringen vom Darm)

Danke javascript:emoticon(' Grins

')

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Linaa · Gast

Der Text mit dem Difusionsunterschied steht so in unserem Biologie Lehrbuch von der Schule.. ich denke ich werde auch Konzentrationsunterschied schreiben

Ok, also nimmt die Zelle den Stickstoff auf, weil sie gar keine andere Wahl hat, da Biomembranen für ihn leicht durchdringbar sind.
Wie sollte ich es denn evtl. auf den Ansatz übertragen?

ok, das mit den Zittern lass ich weg smile

Oh ja, das mit Glucose und Lösungsmittel war Quatsch, tut mir leid. das ist mir klar.

Also der Sauerstoff, mit dem der Darm umspült wird, wird von den Zellen aufgenommen, da sie diesen zum Überleben brauchen.

Die Konzentrationen ändern sich, da die Zellen auch die außen befindliche Glucose aufnehmen. Diese "Aufkonzentration" der Glucose ist ein aktiver Tansportvorgang, da nun die Konzentration innen höher ist als außen.

Der Stickstoff außen um den Darm kann die Biomembran leicht durchdringen und wird so von den Zellen aufgenommen. Hier findet allerdings keine "Aufkonzentration" der Glucose statt.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

"Sauerstoff wird zum Leben gebraucht", ist sehr allgemein. Wie ich bereits geschrieben habe, wird es für die Verbrennung von Glucose gebraucht. Dadurch gewinnt die Zelle die Energie (ATP) für ihren Stoffwechsel.
Das ATP wird zum Beispiel für den aktiven Transport gebraucht.

Was ist nun die Folge, wenn man den Darm anstatt mit Sauerstoff mit Stickstoff begast?

Linaa · Gast

alles klar smile

wenn die Zelle stickstoff aufnimmt und kein Sauerstoff fehlt die Energie für den Stoffwechsel und so für den aktiven Transport.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Genau.

Die Glucose-Konz. sinkt auf beiden Seiten wahrscheinlich, weil die Zellen trotzdem etwas Glucose aufnehmen und entweder mit dem wenigen vorhanden Sauerstoff umsetzen oder ohne Sauerstoff vergären. Die ATP-Produktion ist allerdings so gering, dass es zu keiner nennenswerten Ausschleusung aus den Zellen kommt.

Linaa · Gast

ok vielen vielen Dank!!!! ich wäre sonst echt nicht darauf gekommen und hab auch noch einiges neu gelernt und hoffentlich auch richtig verstanden smile

und jetzt nochmal zu der 2. Aufg. mit den Temperaturveränderungen..was muss da unbedingt gesagt werden von dem was ich schon oben geschrieben habe bzw was ist noch zu ergänzen?

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Bei einer Hypothese kannst du kaum detailliert genug sein. Es muss auf jeden Fall der Bezug von Temp. und Prozessgeschwindigkeit thematisiert werden und dann ein Bezug zur Transportleistung hergestellt werden.

Wenn du dann noch auf die Teilchenbewegung und den Bezug zur Diffusion eingehst, ist dann top.

Linaa · Gast

Ich habe nun versucht, Vermutungen aufzustellen, was bei Versuch II (Sauerstoffumspülung) bei 15°C und 65°C passieren könnte.

Bei 15°C würde aufgund der RGT-Regel ein langsamerer Transportprozess durch die Membran stattfinden, aber trotzdem findet Diffusion statt.
Bei 65°C würde die Prozessgeschwindikeit steigen, aufgrund der RGT-Regel, aber auch hier findet Diffusion statt wegen der Brownschen Molekularbewegung.

könnte das zutreffen?

Unsere Lehrerin gab noch den Hinweis, dass wir auch genau auf Proteine und Enzyme eingehen sollen..außerdem sagte sie: "Ab 40°C ändert sich was!" Was meint sie damit?