Membraanitransport
Rakumembraan otsustab, mis rakku sisse ja välja pääseb. Osa aineid libiseb läbi iseenesest, osa vajab kandevalku ja osa tuleb vastu kontsentratsioonide vahet jõuga üle pumbata — see maksab ATP-d. Vali allpool üks neljast transpordiviisist, muuda tingimusi ja jälgi, kuhu ja kui kiiresti osakesed liiguvad.
1. osaNeli viisi membraani ületada
Vasakul on rakuväline keskkond, paremal raku sisemus, nende vahel on fosfolipiidne kaksikkiht. Iga osake liigub juhuslikult; membraanile jõudes selgub, kas ta pääseb läbi.
kandevalke on piiratud arv — kui kõik on hõivatud, kiiremaks minna ei saa
soojemas liiguvad osakesed kiiremini
eemalda linnuke, et näha, mis juhtub pumbaga ilma energiata
2. osaRakk lahuses
Osmoos ei jää molekulide tasemele — see muudab kogu raku kuju. Liiguta liugurit ja vaata, mis juhtub loomaraku ja taimeraku sees. Erinevuse teeb rakukest: taimerakul on see olemas, loomarakul mitte.
Loomarakk (punane vererakk)
Taimerakk
Neli transpordiviisi kõrvuti
| Transpordiviis | Suund | Kandevalk | Energia | Näide |
|---|---|---|---|---|
| Lihtne difusioon | gradiendi suunas | ei vaja | ei kulu | O₂, CO₂, rasvlahustuvad ained |
| Osmoos | vesi liigub kangema lahuse poole | ei vaja (kiirendavad akvaporiinid) | ei kulu | vesi |
| Soodustatud difusioon | gradiendi suunas | vajab | ei kulu | glükoos, aminohapped, ioonid kanalite kaudu |
| Aktiivne transport | gradiendile vastu | vajab (pump) | kulub ATP | Na⁺–K⁺-pump, prootonpump |
Mida tähele panna
Difusioon ei vaja jõudu
Osakesed liiguvad kogu aeg juhuslikult mõlemas suunas. Kui ühel pool on neid rohkem, satub sealt lihtsalt sagedamini keegi membraanile — nii tekibki netovoog ilma, et keegi midagi lükkaks. Kui kontsentratsioonid ühtlustuvad, liikumine jätkub, aga netovoog jääb nulli.
Vesi liigub sinna, kus on rohkem lahustunud ainet
Osmoosi mootoriks on vaba vee hulk. Seal, kus lahustunud ainet on palju, on vaba vee osakaal väiksem — sealt lahkub vähem veemolekule kui sinna saabub. Tulemuseks on netovoog kangema lahuse poole.
Kandevalkude arv seab lae
Soodustatud difusioonil kasva kontsentratsiooni kuitahes suureks — voog jõuab küllastumiseni, sest kandevalke on piiratud arv ja igaüks jõuab ainult teatud arv osakesi ajaühikus üle viia. Lihtsal difusioonil sellist lage ei ole.
Pump töötab gradiendile vastu
Na⁺–K⁺-pump viib iga ATP kohta 3 Na⁺ välja ja 2 K⁺ sisse — mõlemad sinna, kus neid on juba rohkem. Seetõttu kulub energia. Võta ATP ära ja gradiendid lagunevad ise, sest lekkevool liigub kogu aeg vastassuunas.
Uurimisülesanded
- Sea lihtsal difusioonil mõlemale poole sama kontsentratsioon. Kas osakesed jäävad seisma? Vaata läbiminekute arvu mõlemas suunas ja netovoogu ning selgita erinevust.
- Tõsta lihtsal difusioonil temperatuuri 4 °C-lt 50 °C-ni. Mis juhtub netovooga ja miks?
- Vali soodustatud difusioon. Hoia kandevalke 2 ja tõsta väliskontsentratsiooni järk-järgult maksimumini, pannes netovoo iga kord kirja. Korda sama 14 kandevalguga. Joonista mõlemast graafik ja selgita, miks esimene kõverdub varem.
- Vali aktiivne transport ja lase pumbal gradiendid välja kujundada. Seejärel eemalda ATP. Kui kaua kulub, enne kui Na⁺ ja K⁺ jaotuvad ühtlaselt? Mida see ütleb elusa ja surnud raku kohta?
- Pane 2. osas lahus kõigepealt väga lahjaks, siis väga kangeks. Kirjelda mõlemal juhul, mis juhtub loomarakuga ja mis taimerakuga, ning selgita erinevust rakukesta kaudu.