Aufgaben: Der Membrantransport

Unterscheiden Sie zwischen passivem und aktivem Transport durch die Membran. Geben Sie an, welcher von beiden ATP benötigt und in welche Richtung sich die Stoffe jeweils bewegen.

Was ist einfache Diffusion? Nennen Sie zwei Beispiele für Stoffe, die auf diese Weise in Zellen hinein- oder aus ihnen herausgelangen, und erklären Sie, welche gemeinsamen Eigenschaften sie haben.

Erklären Sie, was Endozytose und Exozytose sind, und nennen Sie für jeden dieser Vorgänge ein konkretes biologisches Beispiel.

Glucose gelangt in die meisten Zellen durch erleichterte Diffusion. Erklären Sie, worin dieser Mechanismus besteht, welche Proteine beteiligt sind und wodurch er sich von der einfachen Diffusion unterscheidet.

Betrachten Sie das Schema der Natrium-Kalium-Pumpe. Geben Sie an, welches Ion den Teilchen A und welches den Teilchen B entspricht, erklären Sie, warum dieser Mechanismus als aktiver Transport gilt, und welche Folge der ungleiche Ionenaustausch für die elektrische Ladung der Membran hat.

Ein weißes Blutkörperchen umschließt ein Bakterium, um es zu zerstören. Welche Art der Endozytose führt es durch und wie heißt das entstehende Vesikel? Beschreiben Sie den Vorgang kurz.

In einem hydroponischen Medium wird die Aufnahme von $\text{K}^+$ in den Wurzeln von Gerstenkeimlingen untersucht. Wird der Kultur Dinitrophenol (DNP) zugesetzt, eine Substanz, die die mitochondriale ATP-Synthese entkoppelt, ohne den Verbrauch von $\text{O}_2$ zu hemmen, kommt die Aufnahme von $\text{K}^+$ sofort zum Erliegen und das Ion tritt langsam aus der Wurzel aus, sodass das angereicherte $\text{K}^+$ allmählich verloren geht. Interpretieren Sie diese Daten, indem Sie den an der Aufnahme von $\text{K}^+$ beteiligten Transportmechanismus ableiten, begründen Sie, warum die Blockade der ATP-Bildung zum Abbau des aufgebauten elektrochemischen Gradienten führt, und sagen Sie voraus, was mit der Aufnahme geschähe, wenn man ohne DNP die Temperatur auf $0\ \text{°C}$ senkte.

Ouabain ist ein Wirkstoff, der die $\text{Na}^+/\text{K}^+$-Pumpe hemmt. Sagen Sie voraus, was mittelfristig mit dem Natriumgradienten der Zelle und mit dem gekoppelten Glucosetransport geschieht, der diesen Gradienten im Darm nutzt, und begründen Sie Ihre Antwort.

Ein Patient leidet an einer Form der familiären Hypercholesterinämie, die auf einer Mutation im Gen des LDL-Rezeptors beruht. Der mutierte Rezeptor wird synthetisiert und in die Zellmembran eingebaut, wo er zirkulierendes LDL normal binden kann, aber ihm fehlt der cytosolische Schwanz, der mit Adaptin und Clathrin interagiert. Folglich gelangt Cholesterin nicht in die Zellen und reichert sich im Blut an, obwohl die Pinozytose extrazellulärer gelöster Stoffe intakt bleibt. Begründen Sie, welche Art des Vesikeltransports blockiert ist und warum die Zelle den Liganden nicht aufnehmen kann, und beurteilen Sie begründet, ob eine ausgleichende Steigerung der Pinozytose diesen Mangel wirksam beheben könnte.