Gruppenpuzzle Ruhepotential

Questions and Answers

Was beschreibt das Ruhepotential in einer Nervenzelle?

Die Spannungsdifferenz zwischen Innen- und Außenmilieu im Ruhezustand. (correct)

Die elektrische Leitfähigkeit der Nervenfaser.

Die Spannung während der Erregung der Nervenzelle.

Die chemische Zusammensetzung des Zellkerns.

Welcher Faktor spielt eine zentrale Rolle bei der Entstehung des Ruhepotentials?

Kalium-Ionen. (correct)

Natrium-Ionen.

Calcium-Ionen.

Chlorid-Ionen.

Wie wird das Ruhepotential in einer Nervenzelle aufrechterhalten?

Durch die passive Diffusion von Natrium-Ionen.

Durch einen externen Stromfluss.

Durch die Na-K-Pumpe und selektive Permeabilität. (correct)

Mit chemischen Signalen von Nachbarzellen.

Warum benötigt die Aufrechterhaltung eines Ruhepotentials Energie?

Um die Ionenverteilung aktiv zu regulieren. Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Funktion der Na-K-Pumpe?

Sie sorgt für den aktiven Transport von Kalium-Ionen in die Zelle. Signup and view all the answers

In welchem Zustand befindet sich eine Nervenzelle mit einem negativen Ruhepotential?

In einem Ruhezustand ohne Aktivität. Signup and view all the answers

Was beschreibt ein elektrochemischer Gradient?

Ein Ungleichgewicht von elektrischen und chemischen Kräften. Signup and view all the answers

Was passiert mit Teilchen aufgrund des chemischen Gradienten?

Sie diffundieren zur Seite mit niedrigerer Konzentration. Signup and view all the answers

Was bewirkt ein elektrischer Gradient?

Er erzeugt einen Potentialunterschied. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen zu den Nervenzellen ist falsch?

Alle Nervenzellen haben die gleiche Größe. Signup and view all the answers

Was ist der Hauptgrund für die negative Ladung auf der Innenseite der Zellmembran?

Die Aktivität der Na+/K+-Pumpe. Signup and view all the answers

Was passiert bei einer Depolarisierung, wenn das Membranpotenzial von -70 mV auf -40 mV steigt?

Der Ladungsunterschied zwischen Innenseite und Außenseite wird kleiner. Signup and view all the answers

Was geschieht bei einer Hyperpolarisierung?

Der Ladungsunterschied zwischen Innenseite und Außenseite nimmt zu. Signup and view all the answers

Welche Ionen sind in der Extrazellulärflüssigkeit reichlich vorhanden?

Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen. Signup and view all the answers

Wie verhält sich die Konzentration von Natrium-Ionen im Zellinneren im Vergleich zur Außenseite?

Sie ist geringer als außen. Signup and view all the answers

Was ist das Hauptmerkmal der Kalium-Ionen-Konzentration innerhalb der Zelle?

Sie ist im Inneren zwanzig bis vierzigmal größer als außerhalb. Signup and view all the answers

Was passiert mit organischen Anionen in der Nervenzelle?

Sie sind im Zellinneren, können aber nicht nach draußen gelangen. Signup and view all the answers

Welches dieser Ionen hat einen Gradient, der von innen nach außen besteht?

Kalium-Ionen. Signup and view all the answers

Was passiert mit den Natrium-Ionen, wenn die Na+/K+-Pumpe arbeitet?

Die Anzahl der Natrium-Ionen außen steigt. Signup and view all the answers

Warum ist die Na+/K+-Pumpe für Nervenzellen besonders wichtig?

Sie sorgt für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials. Signup and view all the answers

Wie viele Natrium-Ionen werden durch die Na+/K+-Pumpe nach außen gepumpt?

Drei Natrium-Ionen Signup and view all the answers

Was wird durch 'Lücken'/ Lecks in der Zellmembran verursacht?

Ein Einstrom von Natrium-Ionen Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Na+/K+-Pumpe ist korrekt?

Sie pumpt zwei Kalium-Ionen in die Zelle und drei Natrium-Ionen heraus. Signup and view all the answers

Welche Ionen werden von der Na+/K+-Pumpe ins Außenmedium gepumpt?

Drei Natrium-Ionen Signup and view all the answers

Welchen Effekt hat die Natrium-Kalium-Pumpe auf die elektrische Ladung der Zellmembran?

Sie macht die Innenseite der Membran negativ Signup and view all the answers

Welches Molekül wird benötigt, um die Na+/K+-Pumpe in Gang zu setzen?

ATP Signup and view all the answers

Was passiert mit dem Phosphat in der Na+/K+-Pumpe während des Pumpenmechanismus?

Es bleibt vorrübergehend am Pumpenprotein gebunden Signup and view all the answers

In welchem Schritt wird die Konformation des Pumpenproteins geändert?

Bei der Hydrolyse von ATP Signup and view all the answers

Was passiert nach dem Abspalten des Phosphats vom Pumpenprotein?

Das Protein wird in seine ursprüngliche Form zurückgeklappt Signup and view all the answers

Study Notes

Ruhepotential

Ruhepotential ist der Unterschied im Membranpotential zwischen der Innenseite und Außenseite einer Zelle, typischerweise bei etwa -70 mV.
Das Ruhepotential sorgt dafür, dass die Zelle bereit ist, elektrische Signale zu empfangen oder weiterzuleiten.
Es entsteht durch die ungleiche Verteilung von Ionen, hauptsächlich Natrium (Na+), Kalium (K+), Chlorid (Cl-) und organischen Anionen.

Elektrochemischer Gradient

Ein elektrochemischer Gradient besteht aus einem chemischen Gradient (Konzentrationsgefälle) und einem elektrischen Gradient (Ladungsunterschied).
Teilchen wandern von Bereichen höherer Konzentration zu Bereichen niedrigerer Konzentration (Diffusion) und von positiv zu negativ geladenen Bereichen.

Membranpotentialmessung

Membranpotential wird durch einen Ladungsunterschied zwischen dem Zellinnern (negativ) und dem Außenmedium (positiv) erzeugt.
Zur Messung werden zwei Elektroden verwendet, die in eine Lösung mit einer Nervenzelle eingetaucht werden und an ein Messgerät angeschlossen sind.

Konzentrationsverhältnisse in einer Nervenzelle (Gruppe A)

Extrazellulärflüssigkeit hat hohe Konzentrationen von Natrium- und Chlorid-Ionen im Vergleich zu Innen.
Kalium-Ionen sind im Innern bis zu 20-40 Mal konzentrierter als außen, wodurch ein starker Gradient von innen nach außen entsteht.
Organische Anionen sind innerhalb der Zelle und können nicht durch die Membran gelangen, was zur negativen Ladung beiträgt.

Rolle der Kalium-Ionen (Gruppe B)

Kalium-Ionen diffundieren passiv nach außen, fördern das Ruhepotential und verhindern eine Überladung der Zelle.
Bei Aktionspotentialen strömen Kalium-Ionen nach außen, und die Na+/K+-Pumpe bringt Kalium-Ionen zurück in die Zelle.

Na+/K+-Pumpe (Gruppe C)

Die Na+/K+-Pumpe transportiert drei Natrium-Ionen nach außen und zwei Kalium-Ionen nach innen, was zur Aufrechterhaltung der Konzentrationsgradienten und des Ruhepotentials beiträgt.
Pumpe benötigt ATP zur Energiegewinnung und ist in fast allen Zellen aktiv, jedoch besonders wichtig für Nervenzellen.
sorgt für einen positiven Ladungsüberschuss außen, was die negative Ladung innen verstärkt und zur Bildung des elektrischen Feldes führt.

Wissensvermittlung und Gruppenarbeit

Strukturierte Gruppenarbeit zu den Themen Ruhepotential, elektrochemische Gradienten und Ionenverhältnisse.
Austausch von Wissen und Klärung von Fragen innerhalb der Gruppen zur Förderung von Team- und Organisationsfähigkeiten.

Anstehende Aufgaben

Beschriftung der Ionenverteilung an einer Axonmembran.
Erklärung, warum die Aufrechterhaltung eines Ruhepotentials Energie benötigt.
Präsentation zur Entstehung und Erhaltung des Ruhepotentials durch Visualisierung.

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Description

Dieses Quiz behandelt das Konzept des Ruhepotentials in Nervenzellen. Es untersucht die Funktionsweise des Ruhepotentials, die Rolle der Kalium-Ionen und die Na-K-Pumpe. Gruppenarbeit ist erforderlich, um die verschiedenen Aspekte und Mechanismen zu verstehen.