Biologie

Prüfung BKFH

Prüfung BKFH


C. G.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über biologische Grundlagen, insbesondere auf zellulärer Ebene. Sie behandeln Themen wie den Aufbau und die Funktion von Zellen, Chromosomen, Genen und DNA, sowie die Rolle von Enzymen und Aminosäuren. Die Karteikarten decken auch die Struktur und Funktion des Blutes, die Mechanismen der Genaktivierung und die Bedeutung von Hormonen ab. Sie sind besonders nützlich für Studierende und Fachleute, die ihr Verständnis der biologischen Prozesse vertiefen möchten, insbesondere in den Bereichen Zellbiologie, Genetik und Physiologie.
Flashcards
313
Students
4
Language
German
Category
Biology
Level
Other
Created / Updated
30.04.2021 / 01.04.2022

Flashcards

Aufbau des Nervensystems 

  • ZNS
- Gehirn -Rückenmark  
  • peripheres Nervensystem 
- afferente Nerven -efferente Nerven 

Reiz-Reaktions-Modell

Schema 

Beispiel 

Frau Schmidt fordert einen Schüler, dazu auf seine Hand zuheben. Der Schüler nimmt die Schallwellen(Reiz) mit seinen Ohren aus, die Sinneszellen in seinem Ohr wandeln siese in elektrische Impulse um, diese werden von den sensorischen Nerven an das Gehirn weitergeleitet und von dort über Nerven an die Muskel, des Arms überliefert. Der Schüler hebt die Hand.

Nervenzellen 

2 Zelltypen 

Neuronen: Erzeugen und leiten Aktionspotentiale

Gliazellen: Stützen und versorgen Neuronen ( Ernährung der Nervenzelle)

 

sensorische Nerven 

Wandeln Reize in Aktionspotentiale um 

afferente Neuronen 

leiten sensorische Informationen an  das Zentrale Nervensystem

Interneuronen 

vernetzen Afferente und Efferente Neuronen 

efferente Neuronen 

leiten Kommandos an Effektoren z.B. Muskeln und Drüsen weiter 

Nervennetz

bei sehr einfach gebauten Tiere z.B. Nesseltiere 

Ganglion

Ansammlung von Neuronen 

Gehirn

Integrationszentrum komplexer Tiere 

Rückenmark 

Verläuft im wirbelkanal der Wirbeltiere 

Beschrifte die Abbildung, und nenne die Funktionen von 1 - 7 

1) Dendriten -> empfangen Informationen von angrenzenden Neuronen und leiten die Erregung zum Zellkörper 

2) Zellkörper ( Soma) -> Stoffwechselzentrum der Nervenzelle -> enthält Zellkern und Zellorganellen 

3) Zellkern 

4.1)Axon -> Löst Aktionspotential aus 

4.2) Axonhügel -> leitet die Erregung vom Zellkörper weg 

5) Schwann´sche Zellen -> bilden eine Isolierschicht um Axon Einschnürrungen 

6) Raviersche Schnürringe -> freiliegende Axonmembran, Aktionspotential "springen" von Ring zu Ring 

7) synaptisches Endknöpfchen -> weiterleitung der Erregung zur nachgeschalteten Nerven -> bilden Synapsen um Informationen an andere Neuronen weiterzuleiten 

7.1) Synapse -> Kontaktstelle zwischen Neuronen 

8) nachgeschaltete Nervenzelle 

Ruhepotential 

negativer Zustand einer unerregten Nervenzelle 

Ionenverteilung an einer ruhenden Nervenzelle 

Intrazellulär: Hohe Konzentration von K+ und A-

Extrazellulär: Hohe Konzentration von Na+ und Cl- 

Potential an einer ruhenden Nervenzelle

ca. -70 mV 

Gleichgewichtspotential ist ...

... die Spannung, bei der bei der gegebennen Ionenkonzentration ein Gleichgewicht zwischen Konzentrationsgradienten und elektrischem Gradienten besteht. In diesem Fall wäre der ionenausstrom und Einstrom gleich.

Aufrechterhaltung des Ruhepotentials

  • die semipermeable Membran ist eigentlich für alle geladenen Teilchen undurchlässig 
  • eine selektive permeabilität ergibt sich aus verschiedenen Membranproteinen 

 a) nich spannungsabhänige Kaliumkanäle 

  • Kaliumkanäle sind ständig geöffnet, entsprechend des enormen Konzentrationsgefälles von innen nach außen 
  • intrazellulärer Raum wird immer negativer 

-> im Ruhezustand herrscht ein Kräftegleichgewicht. Ein- und Außstrom von Kalium halten sich in waage 

b) Protein-Anionen 

  • können aufgrund ihrer größe nicht durch, die Membran diffundieren 

c) Natrium-Leckströme 

  • Natrum-Kanäle sind während des Ruhepotentials geschlossen. Der Einstrom von Natrium-Ionen ist von geringer Intensität.

 d) Chlorid-Kanäle

  • nach innen gerichtetes Konzentrationsgefälle
  • durch das Hindurchdiffundieren, durch die Chlorid-Kanäle verstärkt sich die negative Ladung im Zellinneren 

e) Natrium-Kalium-Pumpe 

selektive Permeabilität 

Kanalproteine sind aufgrund ihre eigene Ladung und ihres Porendurchmessers jeweils nur für bestimmte Ionen durchlässig 

Natrium-Kalium-Pumpe

  • sorgt für die Aufrechterhaltung, des Ruhepotentials
  • entgegen des Konzentrationsgefälles
  • Pumpe transpotiert 2 Kalium-Ionen von außen nach innen und 3 Natrium-Ionen von innen nach außen 
  • aktiver Transport unter verbrauch von ATP; 20% des gesamten Energieverbrauchs 

Messanordnung 

Die Außenelektrode befindet sich in der Nährlösung. Die Innenelektrode wird ins Axon eingestochen. Beide Elektroden werden über einen Stromkreis mit einem Voltmeter miteinander verbunden.

Erkläre das Aktionspotential 

1) Die schwellenspannung von -50mV  

  • einige wenige spannungsgesteuerte Natrium-Kanäle öffnen sich 
  • dies verschiebt das Membranpotential immer schneller ins positive 
2) Schwellenwert -50mV wird überschritten 
  • wird der Schwellenwert von -50mV überschritten, wird ein AP (=Aktionspotential) ausgelöst 
  • nähert sich das Membranpotential dem Wert +30mV werden die Natriumkanäle geschlossen und werden für einen gewissen Zeitraum inaktiviert 
  • -> AP läuft so in nur eine Richtung 
=> Membranpotential wurden nun umpolarisiert innen ist nun + und außen -   3) Kaliumkanäle öffnen sich 
  • nun öffnen sich die spannungsgesteuerten Kalium-Kanäle -> Kalium-ionen strömen nach außen 
  • dadurch wird das Zellinnere negativer und das Zelläußere positiver 
=> Repolarisations-Phase 4) Kalium-Kanäle schließen sich 
  • Kalium-Kanäle schließen sich verzögert wieder 
  • dadurch gelangen weitere Kaliumionen in den Extrazellulärenraum wodurch eine Hyperpolarisation entsteht
-> eine kurze Zeit ist das innere noch negativer als beim Ruhepotential  5) Refraktärzeit 
  • die deaktivierten Natriumkanäle werden reaktiviert, bleiben jedoch geschlossen, dass sie keine neuen Reize empfangen können 
=> am Ende wird das Ruhepotential von  -70mV wieder erreicht   6) Natrium-Kalium-Pumpe setzt ein 
  • befördert unter ATP verbrauch 2 Kalium-Ionen nach innen und 3 Natrium-Ionen nach außen (pro Pumpe)  um das Gleichgewicht wieder herzustellen 
 7) Gleichgewicht ist hergestellt 
  • jetzt kann am Neuron ein neues AP ausgelöst werden 
  • ein AP dauert wenige Millisekunden -> mehrere hundert AP in 1 Sekunde 
  • Das APist der zentrale Vorgang einer Erregungsbildung 
 

Elektronische Erregungsweiterleitung 

-> unterschwellige Reizung 

-> passive Form 

 

An der Reizstelle liegt an der Innenmembran eine stärkere positive Ladung vor als in der Umgebung. Es bildet sich ein elektrisches Feld in beide Richtungen entlang des Axon aus. Das heißt, es kommt auch in der Umgebung zu einer Depolarisation. Die Zellmembran ist ein relativ schlechter Isolator, dadurch nehmen Feldstärke und damit Depolarisation mit zunehmender Entferung rasch ab.

-> reicht nur wenige hunderstel Millimeter 

Kontinuierliche Erregungsweiterleitung 

Wird am Axon ein AP ausgelöst, wird dieser über weite Strecken ohne abzuschwächen weitergeleitet. Wird der Schwellenwert an einer Stelle überschritten, bildet sich ein elektrisches Feld aus, das stark genug ist um benachbarte spannungsgesteuerte Na+-Kanäle zu öffnen. Die daraus resultierende Depolarisation löst dort ein neues AP aus, welches bei den benachbarten Na+-Kanäle zu deren Öffnung führt.

-> AP wird nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip ausgelöst und schwächt so nicht ab.

Saltatorische Erregungsweiterleitung 

-> myelisierte Axone 

Erfolgt an einem Schnürring ein AP, strömen Natriumionen ein. Aufgrund der elektrischen Isloierung durch die Hüllzellen ist der elektrische Widerstand durch die Membran höher (=Membranwiderstand). Dadurch schwächt sich das elektrische Feld weniger schnell ab und es können noch nach einer Entfernung 2000µm AP´s ausgelöst werden. EIn AP an einem Schnürring wirkt, dass sich kurz danach am nächsten Schnürring die Natriumkanäle öffnen und das dort ein AP abläuft.

-> Die Auflösung des AP´s springt von Schnürring zu Schnürring 

Vergleich saltatorische vs. kontinuierliche Erregungsweiterleitung 

Vergleich

Erläutere die Funktionsweise einer chemischen Synapse anhand der Abbildung 

1) Aktionspotential erreicht präsynaptische Endigung (= Endknöpfchen)

2)Depolarisation der präsynaptischen Membran -> Öffnung der spannungsgesteuerten Calcium-Kanälen 

3) Einfluss der Calciumionen -> löst den Transport, einer bestimmten Anzahl an Vesikel zur präsynaptischen Membran (= Richtung synaptischer Spalt) aus 

4) Durch Exocytose verschmelzen nun die Vesikel mit der präsynaptischen Membran -> Neurotransmitter (Acetylcolin) gelangt so in den synaptischen Spalt 

5) Die Transmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt zur postsynaptischen Membran 

6)Die Transmitter binden an die ligandengesteuerten Natriumkanäle -> Natiumkanäle öffnen sich -> Einstrom von Na+ in das postsynaptische Cytoplasma 

Depolarisation ser postsynaptischen Membran -> es entsteht ein EPSP -> ist das EPSP überschwellig wird ein Aktionspotential ausgelöst und weitergeleitet 

7) Acetylcolinesterase spaltet Acetylcholin in Acetat und Cholin, um eine Dauererregung zu vermeiden 

8) Spaltprodukte werden von der präsynaptischen Membran aufgenommen 

9) Choli-Acetyltransferase synthetisiert aus Acetat und Cholin wieder Acetylcholin -> Acetylcholin wird wieder in Vesikel verpackt 

Was machen Synapsengifte ?

Nervengifte stören den neuronalen Signalübertragungsprozess, in dem sie die Erregungsweiterleitung blockieren/ verstärken.

Wann kommt es zum Krampf?

wenn...

  1. alle synaptischen Vesikel schlagartig mit der Membran verschmelzen -> durch das Überangebot an Transmittern bleiben zuviele Kanäle zulange geöffnet 
  2. das Transmitterabbauende Enzym zerstört wird ->Transmitter hält die Natriumkanäle dauerhaft geöffnet ->  dauer Einstrom von Natrium 
  3.  der Schwellenwert am Axon der postsynaptischen Zelle abgesenkt wird -> eine geringe Zahl eingeströmter Natriumionen führt bereits zur Ausbildung eines Aktionspotentials

Wann kann es zu Lähmungen kommen? 

wenn...

  1. die synaptischen Vesikel NICHT mit der Membran verschmelzen -> wird kein Transmitterausgeschüttet, verändert sich das Ruhepotential der postsynaptischen Zelle nicht 
  2. der Transmitter zerstört wird -> Indormation gelangt nich an die postsynaptische Membran
  3. die Transmitterbindungsstelle verändert wird -> ohne Bindung öfnnen sich die Kanäle nicht 
  4. die Transmitterspaltprodukte die präsynaptische Membran nicht durchdringen können -> Vesikel bleiben leer -> keine Öffnung der Kanäle 
  5. die Anzahl der Natriumionen im synaptischen Spalt verringert wird -> auch bei geöffneten Kanälen strömen nicht genügend Natriumionen ein 

Sympathikus 

(= Stressnerv)

  • Hormon: Adrenalin; Noradrenalin 
  • Herz: Pulsfrequenz steigt 
  • Atmung: Atemfrequenz steigt 
  • Pupille: groß
  • Verdauung: gehemmt 
-> hemmt Drüsensekretion 

Parasympathikus 

(= Erholungsnerv)

  • Hormon: Acetylcholin 
  • Herz: Pulsfrequenz sinkt 
  • Atmung: Atemfrequenz sinkt 
  • Pupille: klein 
  • Verdauung: angeregt 
-> fördert Drüsensekretion 

 

Codierung von Reizen 

  1. Axon -> Frequenzcodierung durch Aktionspotentiale 
  2. Synapse -> Amplitudenmodulation durch Transmitter 
  3. Axonhügel (Soma) -> Amplitudenmodulation durch PSP
 

Wie schützt sich das Nervensystem vor Reizüberflutung? 

Bei der Weiterleitung von Informationen kommt es zur Abschwächung 

Je höher der Reiz,...

... desto höher die Frequenz der Aktionspotentiale 

 

Je länger die Reizdauer,...

...desto länger andauernd ist die abfolge der erzeugten Aktionspotentiale 

schwacher Reiz 

  • wenig AP
  • wenig freigesetzte Transmitter 
  • weniger PSP 

starker Reiz 

  • viele AP´s hintereinander 
  • viele Transmitter 
  • mehrere PSP hintereinander 

Erregende Synapse 

Depolarisation am Folgedendrit u. Weiterleitung des Impulses (=EPSP)

Hemmende Synapse 

Hyperpolarisation am Folgedendrit und schwächt/ verhindert den Impuls (=IPSP)

EPSP

-> Erregendes postsynaptischea Potential 

-> Transmitter besetzten Na+-Kanäle -> Einstrom von Na+-Ionen 

=Depolarisation 

-> Erleichtern das Auslösen eines Aktionspotentials am Axonhügel 

Study