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Lö­sungs­vor­schlä­ge

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.


1. Ak­ti­ons­po­ten­ti­al:

 

Wert des Ru­he­po­ten­ti­als (-70 mV)

 

De­po­la­ri­sa­ti­on

Leich­te De­po­la­ri­sa­ti­on

 

 

Er­rei­chen der Schwel­len­span­nung (-55 mV)

 

 

Öff­nen von span­nungs­ge­steu­er­ten Na­tri­umio­nen-Ka­nä­len

 

 

Ein­strom von Na­tri­umio­nen ins Axo­nin­ne­re

 

 

Schnel­le star­ke De­po­la­ri­sa­ti­on (bis +40 mV)

 

 

Schlie­ßen der Na­tri­umio­nen-Ka­nä­le

 

 

Kein wei­te­rer Na­tri­umio­nen­ein­strom

Re­po­la­ri­sa­ti­on           

 

Öff­nen von span­nungs­ge­steu­er­ten Ka­li­umio­nen-Ka­nä­len

 

 

Aus­strom von Ka­li­umio­nen nach außen

 

 

Schnel­le star­ke Re­po­la­ri­sa­ti­on

Hy­per­po­la­ri­sa­ti­on

 

Schlie­ßen der span­nungs­ge­steu­er­ten­Ka­li­umio­nen-Ka­nä­le (bei -90 mV)

 

 

Kein wei­te­rer Ka­li­umio­nen­ein­strom

Ru­he­po­ten­ti­al

 

Er­rei­chen des Ru­he­po­ten­ti­al­werts

 

 

Na­tri­um-Ka­li­um-Pum­pen aktiv

 

 

Io­nen­ver­tei­lung des Ru­he­po­ten­ti­als


2. Nach einem Ak­ti­ons­po­ten­ti­al be­fin­den sich innen mehr Na­tri­umio­nen und außen mehr Ka­li­umio­nen als im Aus­gangs­zu­stand. Na­tri­um-Ka­li­um-Pum­pen in der Axon­mem­bran trans­por­tie­ren Na­tri­umio­nen nach außen und Ka­li­umio­nen nach innen und stel­len damit die ur­sprüng­li­che Io­nen­ver­tei­lung (innen: viel Ka­li­umio­nen, außen: viel Na­tri­umio­nen) wie­der her. Dies läuft unter Auf­wen­dung von En­er­gie in Form von ATP ab.

3. Alles-oder-Nichts-Regel :

Reiz­si­tua­ti­on C: Wird durch eine ge­ring­fü­gi­ge De­po­la­ri­sa­ti­on der Span­nungs­wert so po­si­tiv, dass das Schwel­len­po­ten­ti­al von -55 mV er­reicht wird (über­schwel­li­ger Reiz), so öff­nen die span­nungs­ge­steu­er­ten Na­tri­umio­nen-Ka­nä­le in der Axon­mem­bran in gro­ßer Zahl und es kommt zum Ein­strom von Na­tri­umio­nen in gro­ßem Um­fang. Reiz­si­tua­ti­on A und B: Wird durch eine ge­ring­fü­gi­ge De­po­la­ri­sa­ti­on der Span­nungs­wert zwar po­si­ti­ver, aber das Schwel­len­po­ten­ti­al von -55 mV nicht er­reicht (un­ter­schwel­li­ger Reiz), so öff­nen die span­nungs­ge­steu­er­ten Na­tri­umio­nen-Ka­nä­le in der Axon­mem­bran nicht und es kommt nicht zum mas­sen­haf­ten Ein­strom von Na­tri­umio­nen. Die ge­ring­fü­gi­ge De­po­la­ri­sa­ti­on klingt mit der Zeit ab. Ent­we­der wird also die Schwel­len­span­nung durch De­po­la­ri­sa­ti­on er­reicht bzw. über­schrit­ten und es wird ein ty­pi­sches Ak­ti­ons­po­ten­ti­al (=“Alles“) aus­ge­bil­det oder die Schwel­len­span­nung wird nicht er­reicht und es wird kein Ak­ti­ons­po­ten­ti­al (=“Nichts“) aus­ge­bil­det.

 

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