ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Biologie
Diffusion & Osmose
Biologie · Klasse 7–9 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: E.1 Struktur und Funktion von Zellen
Alles, was man braucht, um Diffusion und Osmose zu erklären und die typischen Kartoffel- und Würfelaufgaben zu rechnen.
Worum es geht
Teilchen bewegen sich ständig von selbst. Deshalb verteilen sie sich mit der Zeit gleichmäßig: vom Ort hoher zum Ort niedriger Konzentration. Das ist Diffusion, und sie kostet die Zelle keine Energie. Osmose ist ein Sonderfall: Wasser diffundiert durch eine selektiv permeable Membran, die Wasser durchlässt, gelöste Teilchen wie Salz oder Zucker aber nicht. Diffusion ist nur über kurze Strecken schnell. Deshalb sind Zellen klein: Ein kleiner Körper hat im Verhältnis zu seinem Volumen eine große Oberfläche.
Die Begriffe
| Begriff | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| hypotonisch | Außenlösung weniger konzentriert als der Zellsaft — Zelle nimmt Wasser auf | Kartoffel in destilliertem Wasser wird schwerer und fester |
| hypertonisch | Außenlösung konzentrierter — Zelle gibt Wasser ab | Pflanzenzelle in Salzlösung: Plasmolyse |
| isotonisch | gleich konzentriert — kein Wasserstrom in eine Richtung | 0,9-prozentige Kochsalzlösung für Infusionen |
| Verhältnis A/V | Oberfläche geteilt durch Volumen; beim Würfel A/V = 6/a | Würfel mit a = 2 cm: 24 cm² : 8 cm³ = 3 1/cm |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Ein Kartoffelstück wiegt 5,0 g. Nach einer Stunde in 20-prozentiger Zuckerlösung wiegt es 4,6 g. Berechne die prozentuale Massenänderung.
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Differenz | 4,6 g − 5,0 g = −0,4 g | Endwert minus Anfangswert: das Vorzeichen zeigt die Richtung |
| 2 · Auf den Anfang beziehen | −0,4 g : 5,0 g = −0,08 | Stücke sind verschieden groß; nur der Anteil ist vergleichbar |
| 3 · In Prozent | −0,08 · 100 = −8,0 % | Prozent heißt „von hundert“ |
| 4 · Deuten | Masse sinkt: Wasser hat die Zellen verlassen | die Zuckerlösung ist hypertonisch, Osmose zieht Wasser hinaus |
Der typische Fehler
„Bei der Osmose fließt Wasser von der konzentrierten zur verdünnten Lösung.“ Das fühlt sich richtig an, weil die Diffusionsregel „von hoch nach niedrig“ lautet. Die Regel gilt aber für das Wasser selbst. In der verdünnten Lösung ist viel Wasser, in der konzentrierten wenig. Also wandert Wasser von der verdünnten zur konzentrierten Seite. Salz und Zucker bleiben, wo sie sind, weil die Membran sie nicht durchlässt.
So prüfst du dein Ergebnis
Vorzeichen gegen die Lösung prüfen. In hypertonischer Lösung (Salz, viel Zucker) muss die Masse sinken, das Ergebnis ist negativ. In destilliertem Wasser muss sie steigen. Passt das Vorzeichen nicht zur Lösung, ist Anfangs- und Endwert vertauscht. Bei A/V gilt: Der kleinere Würfel hat immer das größere Verhältnis.