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Ar­beits­blatt zum Ex­pe­ri­ment von Gor­ter und Gren­del

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.


1925 ent­wi­ckel­ten GOR­TER und GREN­DEL ein Mo­dell einer Bio­mem­bran. Sie un­ter­such­ten Ery­thro­zy­ten des Men­schen. Bio­che­mi­sche Ana­ly­sen hat­ten ge­zeigt, dass die Zell­mem­bran Phos­pho­li­pi­de ent­hielt.

GOR­TER und GREN­DEL iso­lier­ten die Zell­mem­bra­nen der Ery­thro­zy­ten von 2 mm³ Blut und ex­tra­hier­ten die Mem­bran­li­pi­de. 1 mm³ mensch­li­ches Blut ent­hält 5,2 x 10 6 Ery­thro­zy­ten. Die Ober­flä­che eines Ery­thro­zy­ten be­trägt im Durch­schnitt 145 μm². Ery­thro­cy­ten ent­hal­ten nur we­ni­ge Zell­or­ga­nel­len, die um­ge­ben­de Plas­ma­mem­bran ist also nä­he­rungs­wei­se die ein­zi­ge Bio­mem­bran.

Der Phos­pho­li­pi­dex­trakt wurde auf eine Was­ser­ober­flä­che ge­ge­ben, auf der er sich kreis­för­mig aus­brei­te­te. Der Phos­pho­li­pi­dan­teil in die­sem Ex­trakt be­trug 0,007 mm³. Das Lö­sungs­mit­tel ver­duns­te­te und die Phos­pho­li­pi­dschicht blieb zu­rück. Die kreis­för­mig aus­ge­brei­te­te Phos­pho­li­pi­dschicht ent­spricht einem sehr fla­chen Zy­lin­der (V Z = π * r² * h). GOR­TER und GREN­DEL führ­ten den obi­gen Ver­such mehr­fach durch und er­mit­tel­ten einen mitt­le­ren Durch­mes­ser von 6 cm Durch­mes­ser für die Phos­pho­li­pi­dschicht.


Versuch


Auf­ga­ben:

  1. Be­rech­nen Sie die Dicke der Phos­pho­li­pi­dschicht auf der Was­ser­ober­flä­che

  2. Ver­glei­chen Sie die Flä­che der aus­ge­brei­te­ten Phos­pho­li­pi­dschicht mit der Flä­che der ver­wen­de­ten Ery­thro­zy­ten – Zell­mem­bra­nen!

    Wel­che Schluss­fol­ge­run­gen zogen wohl GOR­TER und GREN­DEL aus die­sem Ver­gleich?

  3. Zeich­nen Sie eine mög­li­che An­ord­nung der Li­pid­mo­le­kü­le auf der Was­ser­ober­flä­che ein.

Wasser
Ver­wen­den Sie dabei fol­gen­des Sym­bol für ein Phos­pho­li­pid­mo­le­kül: Molekül

  1. Zeich­nen Sie sche­ma­tisch eine mög­li­che An­ord­nung der Li­pid­mo­le­kü­le in der Zell­mem­bran, die sich aus dem Ex­pe­ri­ment von GOR­TER und GREN­DEL ab­lei­ten lässt.

    Membran

  2. For­mu­lie­ren Sie eine Fra­ge­stel­lung und eine Hy­po­the­se, die Gor­ter und Gren­del vor der Durch­füh­rung des Ex­pe­ri­ments ent­wi­ckelt haben könn­ten.


Lö­sungs­vor­schlag


Ar­beits­blatt zum Ex­pe­ri­ment von Gor­ter und Gren­del: Her­un­ter­la­den [pdf] [117 KB]

Ar­beits­blatt zum Ex­pe­ri­ment von Gor­ter und Gren­del: Her­un­ter­la­den [doc] [76 KB]