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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