Biologie - Fragen über Fragen?

1 Antwort

DiegoderAeltere
Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer
Biologie
16.10.2022, 20:11

Das sind eine Menge Fragen, gehen wir sie mal der Reihe nach durch.

1) Warum lernen wir ausgerechnet, das Thema: die Nervenzelle.

Weil die Reizübertragung im Nervensystem ein ganz grundlegendes biologisches Prinzip ist, genauso wie Proteinbiosynthese, Stoffwechsel und Evolution. Für eine Vertiefung darüber hinaus bietet die Schule keinen Raum.

2) Ist die Biomembran der Nervenzelle genauso wie die einer anderen Zelle? (sind diese gleich)

Vom Grundprinzip her ja, aber die Ausstattung mit Kanälen, Rezeptoren und Glykoproteinen unterscheidet sich je nach Zellart. Für die Bildung des Aktionspotentials sind die Ionenkanäle in der Membran der Nervenzelle zentral.

3) Die Biomembran besteht aus Atomen also Molekülen - oder? ist es für das Thema: Nervenzelle wichtig, zu wissen, aus welchen Bestandteilen sie bestehen?

Die absoluten Grundlagen sollte man schon kennen, also dass Zellmembranen aus einer Doppelschicht von Phospholipiden bestehen, in die Proteine eingelagert sind, die u.a. eine Funktion als Kanäle erfüllen. Wasser bildet das Lösungsmittel innerhalb und außerhalb der Zelle, und die Bedeutung der Ionen sollte klar sein.

4) Kann man sich die Verbindungen der Nervenzellen wie eine Art "Stromkabel" vorstellen?

Nur bedingt, weil die Ladungsträger anders als im Kabel quer zur Länge des Axons, durch die Kanäle in der Membran fließen. Die Nervenzelle lässt sich als elektrischer Schaltplan so darstellen:

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSs6UpUssQ6NXQfvp6ebNUq1BvMAGvBx7qydg&usqp=CAU

5) Woher bekommt eine Nervenzelle z.B die Stoffe, die er für die Erregung braucht? Ist sie mit den Venen noch irgendwie verbunden?

Nervengewebe ist natürlich stark durchblutet, weil es einen hohen Bedarf an Sauerstoff und Nährstoffen hat. Die extrazelluläre Flüssigkeit zwischen den Nervenzellen im zentralen Nervensystem ist allerdings von den Kapillaren durch die Blut-Hirn-Schranke getrennt, die von Gliazellen gebildet wird und eine konstante Ionenkonzentration garantieren und das Eindringen von Krankheitserregern und Giftstoffen ins Nervengewebe verhindern soll.

6) Die Ionenkanäle - wie kann ein Forscher erkennen, wie z.B ein Ionenkanal auf und zu geht? Mithilfe eines Mikroskops? Wenn ja, gibt es ein Video / Beweis dafür?

Für Messungen an Nervenzellen braucht man vor allem sehr feine Elektroden. Erst in jüngerer Zeit benutzt man auch Farbstoffe, die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Spannung oder Calciumkonzentration ändern.

7) Hat das Verstehen des Themas, viel mit Logik zu tun? Oder einfaches auswendig lernen?

Verstehen ist immee besser als Auswendiglernen, und nur mit Verständnis lassen sich auch Transferaufgaben lösen.

8) Nehmen wir im Prinzip alle Stoffe über unsere Nahrung auf?`Ist es wichtig, für das Thema: Nervenzelle , über den Stoffwechsel bescheid zu wissen? Oder Verdauung?

Ja, aber zwischen den Themen gibt es auf Schulniveau kaum Berührungspunkte.

9) Was ist der Ruhepotential? Wie lange dauert der Konzentrationsausgleich (in Sek/Min) ?

Das Ruhepotential ist die elektrische Spannung an der Membran der Nervenzelle im nicht erregten Zustand. Aktionspotentiale spielen sich im Bereich von 1-2 Millisekunden ab, bei Herzmuskelzellen auch im Bereich von Zehntelsekunden.

10) Wieso befinden sich ausgerechnet K+ und Cr usw im Innen?

Die Ionen folgen sowohl ihrem Konzentrations- als auch elektrischen Gradienten. Ein Gleichgewicht stellt sich aber nicht ein, weil die Zelle nicht für alle Arten von Ionen gleich durchlässig ist und Ionentransporter Ionen aktiv aus und in die Zelle schleusen.

11) Sind wir elektrisch geladen?

Insgesamt nicht, aber elektrische Potentiale lassen sich an allen Zellmembranen messen, nur spielen sie bei Nervenzellen eine besondere Rolle.

12) Was ist ADP bzw. ATP?

ATP (Adenosintriphosphat) ist ein relativ kleines Molekül mit drei Phosphatgruppen, das ein universeller Energiespeicher in der Zelle ist. Die Energie, die aus dem Abbau von z.B. Zuckern frei wird, wird für die Produktion von ATP verwendet, das sich überall hinbewegen kann, wo Prozesse ablaufen, die Energie brauchen, z.B. der aktive Ionentransport. Durch die Abspaltung einer Phosphatgruppe wird das ATP zu ADP und die gespeicherte Energie wird nutzbar.

13) Hängt es von der Nahrung ab, ob ein Ruhepotenzial oder Aktionspotenzial funktioniert?

Wenn ein Mangel an Ionen oder Vitaminen vorliegt, die im Nervensystem eine Rolle spielen, dann ja.

14) Welche Themen sollte ich lernen - um die Nervenzelle (den Vorgang) zu verstehen?

Grundlagen vom Aufbau der Zelle und über Ionen und Ladungen solltest du draufhaben, dann kannst du verstehen, wie das Ruhepotential zustande kommt und wie sich das Aktionspotential davon unterscheidet.