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Arbeitsblatt zum Experiment von Gorter und Grendel


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


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