Aktionspotential: im hinblick auf die Klausur

bio94 · Anmeldungsdatum: 28.02.2011 Beiträge: 9

Hallo,
ich schreibe Freitag eine Klausur zum dem großen Thema Neurobiologie.
Ich war eine Zeit lange nicht in der schule infolge einer Sportverletzung. Freitag schreiben wir Klausur und bei Biolehrerin hat mir Arbeitsblätter gegeben, die ich im Hinblick auf die Klausur lösen soll. Problem:
Ich habe mich mit dem Thema noch nicht auseinander setzen können, da ich mitten in der Klausurzeit bin(die Termin sind dieses Jahr sehr früh) ich schreibe bereits am Mittwoch eine wichtige Klausur und schaffe es nicht noch so viel für Bio zu machen. Ihr könnt das sicherlich nachvollziehen!! Deshalb hoffe ich, das ich hier eure Unterstützung und Hilfe bekomme:

Hier die Aufgabenstellung:

Skizzieren und beschreiben sie möglichst kleinschrittig die Membranzustände des Axons während des Verlaufs des Aktionspotentials anhand der Bildschirmanzeige des Oszilloskops.

Ich habe die passende Grafik die ich von meiner lehrerin bekommen habe unten eingefügt.

vielen vielen Dank für eure Hilfe

Karon · Organisator Anmeldungsdatum: 06.11.2004 Beiträge: 2344 Wohnort: Hessen

Und was möchtest du jetzt von uns? Dass wir dir die Aufgabe lösen?

Dann muss ich dich leider enttäuschen. Das wird so nix. Wir geben gerne Hilfestellungen, damit du die Aufgabe verstehst/selbst lösen kannst, aber fertige Lösungen präsentieren wir hier nicht. Wie solltest du sonst auch die anstehende Bio-Klausur lösen? Da ist ja auch keiner da, der dir die Lösung ins Ohr flüstert. Zwinkern

Also: Bitte schreibe zunächst einmal auf, was du dir zu der Aufgabe schon selbst überlegt hast und dann helfen wir dir auf die Sprünge und bringen dich soweit, dass du selbst auf die Lösung kommst.

bio94 · Anmeldungsdatum: 28.02.2011 Beiträge: 9

1 Phase:
Membran ist noch im Ruhezustand also Ruhepotential.
-Na+ Kanäle sind geschlossen und K+ Kanäle sind ständige geöffnet so müssten eigentlich einige K-Ionen nach außen diffundieren --> ruhepotential.
dann gibt es ja noch diese Spannungsgesteuerten Kanäle also Kalium Kanäle, diese smüssten geschlossen sein.

2.Phase:
Das ist die Deploralisierung der Membran --> infolge des einstorms von Natrium Ionen in das Zellplasma
Hier (glaub ich) kommt der Schwllenwert ins Spiel. Dieser muss erst überschritten werden damit ein Aktionspotential ausgelöst wird.
Ohne diesen Schwellenwert, wäre die Zelle nur damit beschäftigt, Aktionspotentiale zu bilden. hier sind vor allem die spannungsgesteuerten Natrium.Kanäle am werk. Bei der Überschreitung des Schwellenwerts würd eine sogenannte Rückkopplung freigesetzt das ist so eine Art dominoeffekt denke ich, die eine immer stärkere Depolarisierung der Membran bewirkt.

3. Phase:
Ist die Repolarisierung: Die ausströmenden Kalium-Ionen verursachen die Repolarisierung(Durch die einströmenden Natrium Ionen, ziehen die Anionen das Kalium nicht mehr so stark an und das Kalium kann austreten) also wird die Repolarisierung durch das Öffnen der spannungsgesteuerten Kalium Kanäle eingeleitet. Es strömen Kalium Ionen nach außen und das Membranpotential nimmt wieder ab.

Phase 4.
Am Ende dieser Phase schließen sich diese Kanäle(was aber einige Zeit dauert) jedoch sind die Sickerkanäle weiter geöffnet so strömen Kalium Ionen weiter nach außen.Der Wert des Ruhepotenzials wird dadurch ziemlich unterschritten. Die Membran des Axons befindet sich also in einem Zustand der Hyperpolarisierung. Man bezeichnet diese Phase oft auch als Nachpotenzial.

Was ist mit dem Bild rechts gemeint?

Wenn ihr meint das irgendwo was fehlt bitte phase nenen und hinzufügen!

Ich hab aber noch eine frage bezüglich dem Aktionspotenzial:

wieso spricht man eigentlich bei der Depolarisation, die ja wie oben genannt zum Aktionpotential führt von einem selbstverstärkendem Vorgang oder halt positive Rückkopplung???

Das ist meine Idee und hoffe jetzt das ihr mich korrigiert und meine restlichen fragen beantwortet

Danke

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

In der Abbildung rechts siehst du die Versuchsanordnung, die zu dem Ergebnis der Kurve links geführt hat.
An einer Stelle des Axons wird ein elektrischer Reiz gesetzt, "daneben" werden die Potentiale extra- zu intrazellulär abgeleitet.

Im Prinzip sieht das, was du geschrieben hast schon ganz gut aus.

zu1.)
Richtig, es gibt auch spannungsgesteuerte Kaliumkanäle, die zur Repolarisation öffnen. Zum Aufrechterhalten des Ruhepotentials haben sowohl spannungsgesteuerte als auch spannungsunabhängige K- Kanäle eine Bedeutung.
Letztere werden während des AP dadurch "inaktiviert", dass eine polare Substanz in die Kanalpore "getrieben" wird und diese "verstopft".
In Ruhe "strömt" eigentlich (abgesehen von wenigen Na- Leckströmen) nur Kalium, damit nähert sich das Ruhepotential dem Gleichgewichtspotential für Kalium an. (Ruhepotential = -70- -90mV; Kaliumgleichgewichtspotential = -90mV).

zu2.)
Auch richtig, die spannungsgesteuerten, schnellen Natriumkanäle werden bei Erreichen des Schwellenpotentials geöffnet und Natrium strömt ein. Das Membranpotential nähert sich nun dem Gleichgewichtspotential für Natrium (ca. +60mV), erreicht aber "nur" Werte zwischen 0 und +40mV (Overshoot).
Die Natriumkanäle werden bei Spannungen von ca. -60mV aktiviert (Schwellenwert), dann kommt es durch zunehmenden Natriumeinstrom und einer Hemmung des Kaliumausstroms zu einer zunehmenden Öffnung weiterer Natriumkanäle im Sinne einer "positven Rückkopplung".
Die Natriumkanäle werden bereits kurz nach dem Öffnen spannungsunabhängig wieder inaktiviert.

zu3.)
Hier spielen (wie in allen Phasen des AP) nicht nur die elektrischen Wechselwirkungen, sondern auch die chemischen eine bedeutende Rolle, weswegen man von "elektrochemischen" Gradienten spricht.
Beispiel Ruhepotential: Die negative intrazelluläre Ladung "zieht" Kalium an, dem Konzentrationsunterschied jedoch zu folgen, "strebt" es auch nach extrazellulär. Wenn diese beiden Kräfte im Gleichgewicht sind, spricht man vom "Gleichgewichtspotential" (Für K = ca. -90mV; für Na = ca. +60mV).
Dieses Phänomen bildet die Grundlage dafür, dass Kalium trotz der intrazellulär negativen Ladung überhaupt nach extrazellulär diffundiert und damit das Membranpotential erniedrigt.
Ansonsten richtig (s.o.)

zu4.)
ich weiss zwar nicht, was du mit "Sickerkanälen" meinst, falls das aber die Kaliumkanäle sein sollen, hast du recht, das hyperpolarisierende Nachpotential entsteht durch Kalziumaktivierte Kaliumkanäle, weil auch Kalziumionen während der Depolarisation einströmen. Erst wenn die Kalziumkonzentration unter 100uM gesunken ist (Kalziumpumpe), schliessen diese wieder.

Der Begriff Depolarisation beschreibt dabei den Verlust der negativen intrazellulären Ladung im Vergleich zu extrazellulär, der Ladungsunterschied wird also aufgehoben bzw. "umgekehrt".

bio94 · Anmeldungsdatum: 28.02.2011 Beiträge: 9

ok also war das ganz gut was ich geschrieben habe ja??

aber warum heißt das selbstverstärkender Vorgang wieso nennt man das so kann mir das mal jemand etwas genauer Erläutern

ist ja ziemlich interessant

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

bio94 · Anmeldungsdatum: 28.02.2011 Beiträge: 9

mehr gibt es dazu nicht zusagen???
dann war das ja einfach zu verstehen

Danke

oder geht da snoch genauer du weißt ich möchte gut vorbereitet sein

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Genauer geht immer Zwinkern

,

aber ich denke, wenn du alles weisst, was in diesem Thread steht, bist du für die Schule (zumindest was die Aussagen über die gezeigte Grafik angeht) bestens gewappnet.
Schau dir aber auch noch das Prinzip der saltatorischen Fortpflanzung des AP an und den Unterschied zwischen depolarisierenden Membranpotentialen und Aktionspotential sowie die Entstehung eines AP am Axonhügel, darauf wurde bei und damals ein Schwerpunkt gelegt.

Wenn du etwas genauer wissen möchtest, müsstest du auch genauer fragen....