Biomembranen und Kälte
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Arbeitsblatt Überleben im Winter<br />
Netzrecherche: <strong>Biomembranen</strong> <strong>und</strong> <strong>Kälte</strong>resistenz<br />
① Beschrifte die untenstehende Abbildung: (Gegebenenfalls das Biologiebuch zur<br />
Hand nehmen!)<br />
➁ Was macht den strukturellen Unterschied zwischen gesättigten <strong>und</strong> ungesättigten<br />
Fettsäuren aus, <strong>und</strong> wie wirkt dieser sich auf eine Biomembran aus?<br />
➂ Was bedeutet der mittlere Schmelzpunkt der Fettsäuren einer Biomembran für<br />
diese?<br />
➃ Eine Membran enthält folgende Lipide: 30% Ölsäure (Schmelzpunkt 13,4 °C), 50%<br />
γ-Linolensäure (-18 °C) <strong>und</strong> 20% Stearinsäure (69,6 °C).<br />
Bei welcher Temperatur liegt der mittlere Schmelzpunkt der Membran?<br />
Wie würde sich diese Membranausstattung auf die optimale Lebenstemperatur einer<br />
Pflanze auswirken?<br />
➄ Inwiefern können die Zellmembranen einer Pflanze an ihrer <strong>Kälte</strong>empfindlichkeit<br />
oder <strong>Kälte</strong>resistenz beteiligt sein?<br />
© Als Kopiervorlage freigegeben. Projektgruppe Uni&Schule HHU Düsseldorf
Lösung Überleben im Winter<br />
Netzrecherche: Biomembran <strong>und</strong> <strong>Kälte</strong>resistenz<br />
Doppelschicht der<br />
Membranlipide<br />
Kanalprotein<br />
➁ Ungesättigte Fettsäuren besitzen ein bis mehrere Doppelbindungen, gesättigte nur<br />
Einfachbindungen. Eine Doppelbindung verursacht einen Knick in der Molekülkette,<br />
der bewirkt, dass die Membranlipide nicht mehr parallel nebeneinander liegen.<br />
➂ Er bezeichnet die Temperatur, bei dem die Membran in einem Gelzustand vorliegt.<br />
Bei höherer Temperatur ist sie voll funktionsfähig <strong>und</strong> liegt im „flüssigen“ Zustand<br />
vor, bei niedrigerer erhält sie einen größeren Ordnungszustand <strong>und</strong> geht in den<br />
„kristallinen“ Zustand über.<br />
➃ Lösung: (30x13,4)+(50x-18)+(20x69,9)/100 = 8,9<br />
Der mittlere Schmelzpunkt liegt bei 8,9 °C.<br />
Dieser Schmelzpunkt ist relativ niedrig, die Membranen beginnen erst unterhalb<br />
dieser Temperatur in einen geordneteren Zustand überzugehen. Eine Pflanze mit<br />
solchen Membranen wäre für die gemäßigten Breiten geeignet (alle anderen<br />
Frostschutz-Mechanismen außer Betracht gelassen).<br />
➄ Membranen mit einem hohen Prozentsatz an ungesättigten Fettsäuren haben einen<br />
mittleren Schmelzpunkt bei niedrigerer Temperatur. Je niedriger die Temperatur ist,<br />
bei der die Fettsäuren schmelzen, desto besser ist die <strong>Kälte</strong>resistenz der Pflanzen.<br />
(In kristallin vorliegende Membranen können keine Transportvorgänge stattfinden).<br />
© Als Kopiervorlage freigegeben. Projektgruppe Uni&Schule HHU Düsseldorf<br />
Glycoprotein (mit<br />
Zuckerrest)<br />
membrandurchspannendes<br />
Protein<br />
Cholesterinmolekül<br />
peripheres<br />
Membranprotein
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