STOFUITWISSELING TUSSEN CELLEN EN HUN OMGEVING

Presentatie over: "STOFUITWISSELING TUSSEN CELLEN EN HUN OMGEVING"— Transcript van de presentatie:

1 STOFUITWISSELING TUSSEN CELLEN EN HUN OMGEVING
Thema 3 STOFUITWISSELING TUSSEN CELLEN EN HUN OMGEVING DEEL 1 De cel: basiseenheid van leven

2 1 Biomembranen Functie van biomembranen p.68 Transport van stoffen
in en uit de cel tussen cytoplasma en celorganellen Herkennen van stoffen sommige membraanproteïnen hebben een receptorfunctie bv. insulinereceptor

3 Gasuitwisseling door de huid Pantoffeldiertjes met kloppende vacuole
Transport van stoffen door een biomembraan 2 2.1 Transport van stoffen in en uit cellen Stofuitwisseling tussen cel en omgeving is noodzakelijk voor: opname van energierijke stoffen en bouwstoffen. afgave van afvalstoffen. Gasuitwisseling door de huid Pantoffeldiertjes met kloppende vacuole

4 Bij stofuitwisseling treden 2 problemen op:
Volgens concentratiegradiënt bewegen: is van hoge naar lage concentratie bewegen. Maar: heel wat stoffen moeten tegen de concentratiegradiënt in getransporteerd worden. Membranen zijn semi-permeabel of halfdoorlatend: laten kleine moleculen zoals water en gassen (O2, CO2) door, maar is ondoorlatend voor veel andere moleculen en ionen. het celmembraan is halfdoorlatend.

5 2. door blaasjestransport (grotere deeltjes)
Verschillende transportmethoden: Passief transport Actief transport Met de concentratiegradiënt mee: van hoge naar lage concentratie. Tegen de concentratiegradiënt in: van lage naar hoge concentratie. Geen energie nodig, geen verbruik van ATP. Energie nodig, verbruik van ATP. 1. doorheen de fosfolipidelaag osmose diffusie 2. via speciale transporteiwitten geleide diffusie 1. doorheen speciale transporteiwitten 2. door blaasjestransport (grotere deeltjes)

6 Diffusie van verf in water
2.2 Passief transport 2.2.1 Diffusie (p. 70) Wat is diffusie? Diffusie is een fysisch proces waarbij: opgeloste stoffen zich verplaatsen in een vloeistof of gas volgens de concentratiegradiënt (van hoge naar lage conc.) Diffusie van verf in water

7 Diffusie kan gebeuren via een permeabel membraan
Diffusie is passief transport. Diffusie door permeabel membraan Diffusie van ionen volgens ladingsverschil

8 Factoren die de diffusiesnelheid beïnvloeden
Temperatuur: hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de diffusie (zie labo osmose en diffusie) Grootte van de opgeloste deeltjes Viscositeit van de vloeistof waarin de deeltjes zich bevinden Verschil in concentratie Ladingsverschil van de opgeloste deeltjes Grootte van het diffusieoppervlak

9 Gasuitwisseling t.h.v. longblaasje
Voorbeelden van diffusie bij organismen Gasuitwisseling ter hoogte van de longblaasjes O2 van longblaasjes naar bloedvaten CO2 en H2O van bloedvaten naar longblaasjes Gasuitwisseling t.h.v. longblaasje

10 Gasuitwisseling t.h.v. placenta
Gasuitwisseling in de placenta (bij zoogdieren) O2 van bloed moeder naar bloed foetus CO2 van bloed van foetus naar bloed van moeder Gasuitwisseling t.h.v. placenta

11 2.2.2 Osmose (p.72) Wat is osmose? Osmose is verplaatsing van water:
doorheen semipermeabel membraan van lage naar hoge concentratie opgeloste stof Osmotisch evenwicht: verplaatsing van water in beide richtingen is gelijk. Osmose is passief transport

12 Osmose door een semipermeabel membraan

13

14 Osmotische waarde van een oplossing
Hypertonisch Een oplossing is hypertonisch ten opzichte van een andere oplossing als ze een grotere concentratie heeft aan opgeloste stoffen. Hypotonisch Een oplossing is hypotonisch ten opzichte van een andere oplossing als ze een lagere concentratie heeft aan opgeloste stoffen. Isotonisch Een oplossing is isotonisch ten opzichte van een andere oplossing als ze een gelijke concentratie heeft aan opgeloste stoffen.

15 Osmotische eigenschappen van een cel
Het celmembraan is een semipermeabel membraan. Als de celomgeving hypertonisch is zal de cel water afscheiden door osmose. Als de celomgeving hypotonisch is zal de cel water opnemen door osmose. Als de celomgeving isotonisch is zal de cel evenveel water opnemen als afgeven (osmotisch evenwicht).

16 Vergelijking tussen diffusie en osmose

17 Turgor in plantencellen
Planten cellen zijn hypertonisch t.o.v. de omgeving. Ze nemen dus water op in hun vacuole. De vacuole duwt de celinhoud tegen de celwand turgordruk Celwand biedt weerstand aan deze druk: wanddruk Turgordruk = wandruk cel gespannen: turgescent De turgor van de plant zorgt voor de stevigheid van de cel en de plant in zijn geheel.

18 Plant met watertekort → cellen niet turgescent

19 Plant met voldoende water → cellen turgescent

20 Halofyten overleven wel in zoute milieus
Celomgeving van planten moet hypotonisch zijn. Dat is echter niet het geval in zoute milieus: Halofyten overleven wel in zoute milieus slaan zouten op om hypertonisch te blijven Osmoregulatie Zeekraal

21 Plasmolyse en deplasmolyse in plantencellen
Als de celomgeving hypertonisch t.o.v. plantencel Er treedt plasmolyse op: loskomen van celmembraan, krimpen van cytoplasma Verklaring: celmembraan en celwand zijn semipermeabel, door osmose wordt er water uit de cel getrokken Als de celomgeving hypotonisch t.o.v. plantencel Er treedt deplasmolyse op: cytoplasma vergroot terug Verklaring: celmembraan en celwand zijn semipermeabel, door osmose wordt er water in de cel getrokken

22 Cellen van rode ui Gebarsten kers

23 Pantoffeldiertje met kloppende vacuole
Voorbeelden osmose in dierlijke cellen Pantoffeldiertje pantoffeldiertje is hypertonisch t.o.v. het zoetwater door osmose zal er dus water in de cel getrokken worden heeft een kloppende vacuole om het water buiten de cel te brengen Pantoffeldiertje met kloppende vacuole

24 Rode bloedcellen Rode bloedcellen
in gedestilleerd water: rode bloedcellen nemen water op tot ze ontploffen in hoge concentratie: rode bloedcellen geven water af, ze krimpen Rode bloedcellen

25 2.2.3 Geleide diffusie (p. 75) Wat is geleide diffusie?
geleide diffusie is passief transport (geen energie nodig) via gespecialiseerde transportproteïnen: kanalen die welbepaalde moleculen of ionen doorlaten volgens de concentratiegradiënt

26 Geleide diffusie van moleculen
Wateroplosbare moleculen getransporteerd via met water gevulde kanalen Voorbeeld 1: Glucosemoleculen via carriers Bij rode bloedcellen diffunderen glucosemoleculen van bloedplasma naar cytoplasma Carriers voor glucose

27 Voorbeeld 2: Watermoleculen
aquaporines zorgen voor zeer snel watertransport Aquaporines

28 Geleide diffusie van ionen
Ionen kunnen niet door fosfolipiden laag getransporteerd via met water gevulde kanalen Voorbeeld : zenuwimpuls Na+ - ionen en K+ - ionen worden verplaatst via transportproteïnen door geleide diffusie

29 2.3 Actief transport 2.3.1 Pompen (p. 78)
Voorbeeld: Natrium-kaliumpomp K+-concentratie is groter in de cel dan in het extracellulair milieu Na+-concentratie is kleiner in de cel dan in het extracellulair milieu Deze verschillen tussen cel en omgeving worden bekomen door een Na+/K+-pomp Deze pompt telkens 3 Na+-ionen naar buiten en 2 K+-ionen naar binnen Dit is tegen de concentratiegradiënt, dus is er energie (ATP) voor nodig.

30 Mechanisme Na+/K+-pomp

31 2.3.2 Blaasjestransport (p. 80)
Endocytose Opname van stoffen van buiten de cel door instulping celmembraan. Celmembraan omringt de stoffen en vormt zo een endosoom. Twee vormen: Pinocytose: opnemen van vloeibare of opgeloste stoffen, bijvoorbeeld opname van vetdruppels Fagocytose: opnemen van vaste deeltjes, blaasje versmelt met lysosomen en de inhoud wordt verteerd. bijvoorbeeld: macrofagen (witte bloedcellen)

32 Opname vetdruppels door endocytose

33 Macrofagen doen aan fagocytose.

34 Virussen dringen lichaamscellen binnen door endocytose

35 Melkklier is een exocriene klier
Exocytose Exocytose is een mechanisme om stoffen buiten de cel te brengen via blaasjes. Voorbeelden: endocriene en exocriene klieren Melkklier is een exocriene klier

36 Na fagocytose worden de niet-afgebroken resten afgegeven aan het extracellulair milieu door exocytose.