Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen

Die Transporteigenschaften der Wurzelhaar-Biomembran werden – wie die anderen Biomembranen – von transmembranen Proteinen bestimmt. Sie fungieren als Kanäle, Translokatoren oder aktive Pumpen. Zunächst werden Kationen, die fest an der Oberfläche der Bodenpartikel verankert sind, durch Ionenaustausch gelockert und so zum Durchtritt durch die Membran vorbereitet. Diese Funktion übernehmen Protonen, die sich außerhalb der Zellen befinden. Sie verdrängen z. B. vom Bodenpartikel (Bild 2). Die Ionen gelangen in die Bodenlösung. Den Eintritt von Ionen in die Zelle erklärt man mit dem chemiosmotischen Modell. Mit ATP als Energiequelle werden Protonen durch ein Membranprotein, die Protonenpumpe, aus der Wurzelhaarzelle durch die Membran nach außen gebracht. Es entstehen ein Protonenkonzentrationsgradient und ein elektrisches Membranpotenzial. Dadurch werden Kalium-Ionen durch spezielle Transportproteine der Membran ins Zellinnere transportiert.

Dem Konzentrationsgefälle folgend, wandern Protonen durch bestimmte Membranproteine (Carrier) zurück in die Zelle. Auf diesem Wege nehmen sie Anionen, z. B. Nitrat im Cotransport mit. Alle Membranproteine nehmen nur bestimmte Ionen auf. Deshalb wirkt der Durchtritt durch eine Membran (Wurzelhaarzelle, Endodermis) immer selektiv.