Diffusion durch Membranen und Osmose in Zellen

Was sie zeigt

Diffusion ist die Nettobewegung von Teilchen aus einem Bereich höherer in einen Bereich niedrigerer Konzentration. Sie beruht auf zufälliger Teilchenbewegung, braucht keine Energie, läuft bis zu einem dynamischen Gleichgewicht und wird bei höherer Temperatur schneller. Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran hin zur Lösung mit der höheren Konzentration gelöster Stoffe. Ein rotes Blutkörperchen schrumpft in einer hypertonischen Lösung und schwillt in einer hypotonischen an, bis es platzt. Eine Pflanzenzelle zeigt in hypertonischer Lösung Plasmolyse, wird in hypotonischer Lösung aber nur prall, weil ihre Cellulosewand eine weitere Ausdehnung verhindert.

So funktioniert es

Stellen Sie links die Anfangszahl diffundierender Teilchen (links) und die Temperatur ein und beobachten Sie, wie sich die Teilchenzahlen beider Seiten angleichen. Wählen Sie rechts den Zelltyp, legen Sie die Konzentration gelöster Stoffe in der Zelle fest und ändern Sie die Konzentration gelöster Stoffe außen, sodass die Lösung hypertonisch, isotonisch oder hypotonisch wird. Verfolgen Sie Zelle und V/V₀-Kurve, drücken Sie zwischen den Versuchen Zurücksetzen und vergleichen Sie beide Zellen mit Zelltyp wechseln.

Einstellbare Parameter

• Konzentration gelöster Stoffe außen 0–3 %
• Konzentration gelöster Stoffe in der Zelle 0,3–2 %
• Zelltyp Rotes Blutkörperchen (tierische Zelle), Pflanzenzelle (mit Zellwand)
• Anfangszahl diffundierender Teilchen (links) 20–120
• Temperatur 5–60 °C

Fragen zum Erkunden

1. Bei welcher Außenkonzentration bleibt das Volumen eines roten Blutkörperchens konstant, und warum?
2. Warum platzt eine Pflanzenzelle in reinem Wasser nicht, ein rotes Blutkörperchen aber schon?
3. Wie verändert eine höhere Temperatur die Zeit, bis die Diffusion das Gleichgewicht erreicht?