Biologie 2
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Flashcards
In welchem Bereich liegt das Ruhepotenzial einer tierischen Zelle, Menschen?
- tierische Zelle: -40 bis -90 mv.
- Mensch: -70mv
Was ist mit Diffusionskräften gemeint?
- Wenn Teilchen (Ionen) frei beweglich sind (in flüssigem oder Gas-Zustand) herrscht eine Tendenz zum Konzentrationsausgleich.
Was ist mit Brownsche Molekularbewegung gemeint?
- Die kleinsten Teilchen der Stoffe besitzen alle eine Eigenbewegung. Diese ist bedingt durch die kinetische Energie (Bewegungsenergie), welche die Teilchen besitzen = brownsche Molekularbewegung.
Wasser und Zucker in einem Gefäss. Membran ist nur für Zucker durchlässig (semipermeabel). Was passiert?
Es kommt zum osmotischen Druck auf die Wasserteilchen.
- Damit Verhältnisse möglichst ähnlich werden, muss die Zucker Lösung mit Wasser verdünnt werden.
- Wasser strömt ein und hebt den Wasserspiegel entgegen der Schwerkraft bis Gewicht des Wassers dem osmotischen Druck entspricht.
Was ist ein Ion?
Teilchen mit elektrischer Ladung.
In welche beiden Sorten kann man ein Ion grob unterteilen?
- Kationen: positiv
- Anionen: negativ
Wie sieht es mit der Ionenkonzentration im Zellinnern / Zelläussern aus?
- Ionen im Zellinnern liegen in anderer Konzentration vor, als im Zelläusseren! Es herrscht eine Potenzialdifferenz, Membranpotenzial (Zelle elektrisch polarisiert)
- neg. Ladungen in Neuron > neg. Ladungen in Extrazellulärraum
Wie sieht das Axon im Ruhezustand aus?
Es ist negativ geladen (-70mv)
Welcher Zusammenhang gibt es zwischen der Grösse eines Neurons und deren Permeabilität?
Je kleiner ein Ion, desto grösser ist seine durchlässigkeit.
Wann können Ionen die Zellmembran passieren?
- nur dann, wenn überbrückende Membranproteine es zulassen!
Membranpermeabilität Kalium (K+):
- hoch permeabel
Membranpermeabilität: Chlorionen (Cl-)
- mässig permeabel
Membranpotenzial: Natrium (Na+)?
- niedrig permeabel
Membranpermeabilität Protein Anionen (A-)?
- impermeabel
Membranpermeabilität Protein Anionen (A-)?
- impermeabel
Auf was beruht das Ruhepotenzial v.a.?
Auf der unterschiedlichen Verteilung von Natrium-, Kalium-, Chlor-, und Proteinionen.
Was befindet sich im Intrazellulärraum?
- Kalium (K+), Proteinionen (A-)
Was befindet sch im Extrazellulärraum?
- Natrium (Na+), Chlorionen (Cl-)
Was versteht man unter einem chemischen Potenzial?
- = die in einem Konzentrationsgradienten gespeicherte Energie
Was versteht man unter einem elektrischen Potenzial?
- = die in einem Ladungsgefälle gespeicherte Energie
Wann herrscht ein elektrochemisches Gleichgewicht? (auch elektrochemisches Kalium-Gleichgewicht)
- Wenn das chemische Potenzial der Kalium-Ionen und das elektrische Potenzial der Membran gleich gross sind!
- = abnehmendes chemisches Potenzial, zunehmendes elektrisches Potenzial
Warum kommt es nicht mit der Zeit zu einem Ladungsausgleich?
- Plasmamembran ist nicht für alle Ionen gleich durchlässig
- Lipid-Doppelschicht ist für Ionen grundsätzlich schwer überwindbar, da sich geladene Teilchen zwar gut in Wasser aber schlecht in Fett lösen können.
Welche Teilchen können die Zellmembran gut passieren?
kleine ungeladene Moleküle
- Wasser, Sauerstoff, Kohlendioxid, Ethylalkohol, Medikamente
Welche beiden Kräfte wirken auf Ionen?
- Potenzialgefälle (Potenzialgradient)
- Konzentrationsgefälle (Konzentrationsgradient)
Welche beiden Transport-Moleküle (die grosse und geladene Teilchen durch die Membran transportieren) gibt es?
- Carrier-Moleküle
- Ionenkanäle
Carrier-Moleküle und Transport?
- Transport durch Veränderung der elektrischen Verhältnisse und Änderung der Proteingestalt.
Welcher Nachteil haben Carrier-Moleküle gegenüber Ionenkanälen?
- langsamer. Ionenkanäle sind viel schneller
Wie viele Ionenkanäle gibt es?
- über 100 unterschiedliche, ionenspezifische Typen
Ist die Zahl der Ionenkanäle immer gleich gross?
Nein! Zahl ist inkonstant:
- Proteinsynthese führt in Stunden zu grösserer Anzahl Ionenkanäle
- Ionenkanäle können auch abgebaut werden
Was für einen Vorteil hat diese inkonstante Anzahl der Ionenkanäle?
wichtig für Lernen und Erinnern (v.a. Prozedural)
In welchen Zuständen können sich Ionenkanäle befinden, von was ist dies abhängig?
offen oder zu. ist abh. von Umgebungsbedingungen:
- chemische Substanzen in Umgebung
- Elektrisches Potenzial in Umgebung
Von was hängt die Membrandurchlässigkeit für Ionen nun ab?
- Anzahl Ionenkanäle
- Zustand der Kanäle
Was ist das besondere an den Kalium-Ionen?
- = die schnellsten!
- Kalium-Ionen werden sehr rasch durch die Ionenkanäle transportiert:
- 10 Mio. Ionen / Sekunde
Was sind spannungsgesteuerte Na+-Ionenkanäle?
- sehr grosse Membranproteine
- durch Einfluss von elektrischen Feldern in der Umgebung ändern sie ihre Gestalt und Lage im Raum.
- Grosser Ionenstrom: Während 1ms gehen ca. 5000-6000 Natrium-Ionen in die Zelle.
Ionenkanäle sind selektiv:
- ob Ion durchgelassen wird, hängt von Ionenladung ab
- Am Eingang des Kanalproteins befindet sich eine schwache entgegengesetzte Ladung (z.B. negativ, damit positiv geladene Ionen sich in Umgebung aufhalten)
- Filter im innern des Kanals: nur passendes Ion führt zu einer Formveränderung des Kanalproteins.
Welche Einflüsse auf den Zustand der Ionenkanäle gibt es?
- Anlagerung von Substanzen (kann Durchlässigkeit erhöhen/blockieren)
- Spannungsabhängigkeit (spannungsabhängige Permeabilität)
- physikalische Energie (Licht, Wärme, Dehnung)
- Medikamente (z.B. Lokalanästhetika blockieren Transportmechanismus durch Ionenkanäle: Stoffe lagern sich in Natriumkanal so in innern des Kanals an, dass Natrium-Ionen nicht durchtreten können. (z.B auch Kokain).
Was sind Ionenkanalerkrankungen?
- seltene Erbkrankheiten
- charakterisiert durch episodisch auftretende Funktionsstörungen der Muskulatur oder des Nervensystems.
- Obwohl die Funktionsstörung immer vorhanden bleibt, haben Patienten symptomfreie Intervalle
Nenne ein Beispiel für eine Ionenkanalerkrankung:
- Myotonia congenita (Myotonie = vererbte Störung der Muskelfunktion)
- Leitsymptom: eine als Steifheit empfundene Kontraktionsneigung und Erschlaffungsstörung des Muskels.
- Symptome sind vom Wetter, Tageszeit, genereller psychischer und physischer Verfassung abhängig.
Wie kommt das Membranpotenzial zustande bzw. seine Änderung?
- durch die unterschiedliche Ionenkonzentration innerhalb und ausserhalb des Neurons.
Veränderung des Membranpotenzials ist Folge von...
... raschen Ionenwanderungen durch Zellmembran
