Lückentext Natrium- Kalium- Pumpe?
Wegen des Konzentrations Gefälles diffundieren Kalium Ionen nach außen. Die Natriumionen sind so groß, dass sie nicht nach außen diffundieren können. Sie üben, da sie negativ geladen sind ein Zug auf die………………..aus. Je mehr Kalium Ionen nach außen diffundieren, desto stärker wird die …………………………. Anziehungskraft von innen. Nach einiger Zeit stellt sich ein Gleichgewicht zwischen …………………………………. und elektrischer Anziehungskraft ein. Die dabei herrschende Spannung ist die Ruhespannung. Die Ruhespannung ist vor allem ein Kalium Gleichgewichtspotenzial, gering verstärkt durch ein Chlorid Gleichgewichtspotenzial. Der passive Natrium Einstrom durch die Ruhemembrankanäle wird durch ein passiven Ausstrom von ……………………………… ausgeglichen. Diese ständigen Ionenleckströme können jedoch nicht ohne Ausgleichmaßnahmen für unbegrenzte Zeit andauern, bei Natrium und Kalium Ionengradienten und damit die ……………………………….. zusammenbrechen würden. Daraus erfolgt die Notwendigkeit an der ………………………,die gegen eine Konzentrationsgefälle arbeiten und daher ATP benötigt.
Ich würde mich sehr freuen wenn ihr mir bei den Lücken helfen könnt.
2 Antworten
Moin,
wo hast du denn diesen Text her? Oder hast du ihn falsch abgeschrieben? Denn darin gibt es nicht nur viele Rechtschreibfehler, sondern es wird auch viel Falsches und Ungenaues beschrieben.
Einerseits sind Kaliumionen an sich größer als Natriumionen (K+: 152 pm gegenüber Na+: 116 pm).
Es ist allerdings so, dass Ionen in wässrigem Milieu von einer Hydrathülle (einer Hüllschicht aus Wassermolekülen) umgeben sind. Und hier kommt's: Die Kaliumionen können diese Hydrathülle komplett abstreifen, wenn sie durch einen Kaliumionenkanal gleiten. Das können die kleineren Natriumionen nicht, so dass sie in Verbindung mit ihrer Hydrathülle am Ende eben doch zu groß sind, um durch den Tunnel zu passen. Aber das liegt nicht an der Größe der Ionen, sondern daran, dass das Kaliumion ohne Hydrathülle kleiner ist als das Natriumion mit Hydrathülle...
Sehr ungenau ist dann auch, dass im Text hin und wieder von „Kalium” oder „Natrium” gesprochen wird (anstelle von „Kaliumionen” bzw. „Natriumionen”). Aber Natrium und Kalium sind Alkalimetalle. Die sind so reaktiv, dass sie heftigst mit Wasser reagieren und dabei übelst starke Laugen (Natronlauge bzw. Kalilauge) hervorbringen.
Daher ist es (chemisch) fahrlässig ungenau, wenn man von Natrium oder Kalium spricht, wenn man in Wirklichkeit Natrium- und Kaliumionen meint!
Noch krasser (falsch) ist die Aussage, dass Kalium- respektive Natriumionen negativ (!!) geladen seien. Das sind sie nicht. Im Gegenteil, sie sind beide jeweils einfach positiv geladen.
Als nächstes ist es so, dass eine Natrium-Kalium-Ionenpumpe unter Energieverbrauch (in Form von ATP) in einem Antiport Natriumionen aus der Zelle hinaus und Kaliumionen in die Zelle hinein befördert. Dabei werden stets zwei Kaliumionen hinein geholt und drei Natriumionen hinaus befördert.
Nicht die vermeintlich negative Ladung von Natriumionen (das ist wie gesagt Quatsch, weil Natriumionen positiv geladen sind) sorgt dafür, dass die hinausdiffundierenden Kaliumionen irgendwann wieder in die Zelle hinein gezogen werden, sondern die zunehmende Verarmung des Zellinnenmilieus an positiver Ladung (und die damit einhergehende relative Steigerung der negativen Ladungsträger im Zellinneren) ist dafür verantwortlich.
Es ist so: Die Natrium-Kalium-Ionenpumpe schleust Natriumionen aus der Zelle hinaus und holt Kaliumionen hinein. Beide Ionen haben die gleiche Ladung, sowohl die Natriumionen als auch die Kaliumionen sind jeweils einfach positiv geladen.
Da die Ionenpumpe nun aber immer drei Ionen hinausbefördert, aber nur zwei hinein holt, hast du schnell draußen mehr positive Ladungsträger als im Zellinneren. Das ergibt ein Ladungsgefälle (draußen mehr Plusladungen, drinnen mehr Minusladungen).
Außerdem sind irgendwann draußen viele Natriumionen (innen nur sehr wenige), während innen viele Kaliumionen sind und draußen nur wenige. Das ergibt wiederum zwei gegenläufige Konzentrationsgefälle (einmal draußen viel Natriumionen, drinnen wenige, das andere Mal drinnen viel Kaliumionen, draußen nur wenige).
Da es in der Membran aber ständig geöffnete Kaliumionenkanäle gibt, die gezielt Kaliumionen (aber keine Natriumionen plus Hydrathülle) durchlassen, wandern Kaliumionen entlang ihres Konzentrationsgefälles aus der Zelle hinaus ins Außenmilieu.
Dadurch verarmt das Innenmilieu noch mehr an positiven Ladungsträgern. Darum ziehen die negativen Ladungsträger im Zellinneren (Chloridionen und Proteine mit negativ geladenen Seitenketten ihrer Aminosäuren) die positiv geladenen Kaliumionen irgendwann auch wieder durch die Kaliumionenkanäle ins Zellinnere hinein.
Und deshalb ergibt sich in der Ruhepotenzialphase ein dynamisches Gleichgewicht der auswandernden Kaliumionen (die aufgrund des Konzentrationsgefälles hinauswandern) und den einwanderndes Kaliumionen (die aufgrund des Ladungsgefälles in die Zelle hinein wandern).
Doch nun zu deinen Lücken.
Dort gehören folgende Begriffe hinein:
- Kaliumionen
- elektr(ostat)ische
- Konzentrationsgradient (?)
Dieser Satz ist eigentlich ziemlich schwachsinnig. Es stellt sich kein Gleichgewicht zwischen dem Gradienten und der Anziehungskraft ein, sondern es stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen dem Auswandern von Kaliumionen aufgrund des Konzentrationsgradienten und dem Einwandern von Kaliumionen wegen der elektrostatischen Anziehung von entgegengesetzt geladenen Ionen ein.
Der letzte Abschnitt des Textes ist dann für mich nahezu völlig unverständlich. Steht das wirklich so da?? Ich zitiere einmal (und korrigiere das gleichzeitig):
»Der passive Natriumeinstrom durch die Ruhemembrankanäle wird durch einen passiven Ausstrom von Kaliumionen ausgeglichen. Diese ständigen Ionenleckströme können jedoch nicht ohne Ausgleichmaßnahmen für unbegrenzte Zeit andauern.
Denn dabei würden sich die Natrium- und Kalium-Ionengradienten ausgleichen und damit die Membranpotenzialdifferenz zusammenbrechen. Daraus erfolgt die Notwendigkeit einer Natrium-Kalium-Ionenpumpe, die gegen die Konzentrationsgefälle arbeiten kann und daher Energie in Form von ATP benötigt.«
Wie gesagt, entweder hast du beim Abschreiben erschreckend viele Fehler gemacht oder der Text ist relativ schwachsinnig (bzw. ungenau bis falsch) formuliert.
LG von der Waterkant
