Messung des Ruhepotentials einer Nervenzelle - …lanpartei.de/~anubis/Gecko/Faecher/zoologie/WS...
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Messung des Ruhepotentials einer Nervenzelle
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Extrazellulär
intrazellulär
K+ 4mMNa+ 120 mMGegenion:Cl-
K+ 120 mMNa+ 5 mMGegenion:Organische Anionen
Entstehung des Ruhepotentials
K+kanal offenNa+-kanal zuNa+-K+Pumpe
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Elektr.Potentialdifferenz
Konzentrationsgradient
- +
K-kanal offenPlasmamembran
Elektr.Potentialdifferenz
Konzentrationsgradient
- +
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Elektr.Potentialdifferenz
Konzentrationsgradient
- +
Elektr.Potentialdifferenz
Konzentrationsgradient
- +
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Gleichgewichtspotential:
Das elektrische Potential, bei dem kein Nettostrom von Ionen erfolgt.Wichtige Faktoren:1. Ungleichverteilung der Ionen zwischen Zellinnerem und
Extrazellurraum2. Offene Ionenkanäle
Das Ruhepotential entspricht weitgehend dem K+ Gleichgewichtspotential und liegt bei ca. –70 mV.
EK = -70 mVENa = +30mV; +55 mV
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Zeit (ms)
Potential (mV)
Hyper- Depolarisation Aktions- Hyper-Polarisation potentiale polarisation
Reiz
Schwelle
Aktionspotential
Aktionspotential:
Am Schwellenpotentialerfolgt Öffnung vonNa+ kanälen
Na+ strömt in Zelle ein
Umpolung der Membranbis zum Na+ gleichge-wichtspotential (+ 55 mV)
Repolarisation:Schließen der Na-kanäle;Öffnung spannungs-abhängiger K+-kanäle
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+ + + + +- - - - -
außen
innen
Ruhemembranpotential
+ + + + +
- - - - - Aktionspotential
Umgepolte Membrandurch Na+Einstrom
+ + + + +- - - - -
Na+
K+Repolarisation
durch K+ausstrom
Sinneszellen und Sinnesorgane
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SinneszellenVerarbeiten Veränderungen des Energieflußes derUmwelt (Reize).Adäquater Reiz: der Reiz, auf den die Sinneszelle amempfindlichsten reagiert.5 „klassische“ Sinne: Sehen, Hören, Riechen,
Schmecken, FühlenChemorezeptorenMechanorezeptorenPhotorezeptorenThermorezeptoren
ElektrorezeptorenMagnetfeldrezeptoren
Sinneszellen übersetzen die Reizenergie in elektrischeErregung (= Transduktion)
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Photorezeptororgane
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Mechanorezeption: Gehör
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Sekundäre SinneszellenSz ohne Axon. BildetSynapse mit Dendritdes nachgeschaltetenNeurons
Geschmackszellen Haarzellen
Primäre SinneszellenSz besitzt eigenes Axon
Riechzellen Mechanorez.
Riechzellen SäugetierMechanorezeptor Insekt
Geschmackszellen SäugetierHaarzellen Säugetier
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Selektiv sensitiverTransducer
High-gainVerstärker
Rezeptor-zelle
Neurales Signal
ReizeFunktionen derSinneszelle
Reiz-ErregungstransformationStreckrezeptor Flußkrebs – primäre Sinneszelle
Transduktion
Integration
Aktions-Potential-Entstehung
Impulsleitung
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Reiz
Rezeptor-potential
Impuls-folge
Impuls-frequenz
Zeit (ms)
Reiz-Intensität
Membran-potential
Membran-potential
Aktions-Potentalepro sec
Reiz-Erregungs-transformation
Kennlinie
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Menschliches Gehör:
Intensitätsbereichvon 13 Zehnerpotenzen
Entspricht dem Gewichtsverhältnisvon 1 Maus und5 Elefanten
Aufbau von Sinneszellen und Sinnesorganen
1. Chemorezeption
Geruch- und Geschmacksinn
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Chemorezeption I: Riechen
Siebbein
Epithel
Riech-Zelle mitCilien
Riechepithel:Mensch: 2.5 – 5 cm2
Hund: 85 cm2
Fisch
Schaf
Nasenöffnung
äußereNasen-öffnung
Riechepithel
Riechepithel
Innere Nasenöffnung
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Primärprozess Chemotransduktion
cAMP:Second messenger(intrazellulärer Boten-Stoff)
Duftstoff aktiviertRezeptorprotein(Schlüssel-Schloß-Prinzip)
SignalkaskadeBildung cAMP
cAMP beeinflußtÖffnungswahrscheinlich-keit des Ionenkanals
Second messenger (intrazellulärer Botenstoffe)
z.B.:cAMPcGMPCa++
Verstärkungsschritt:
Bindung eines Duftstoffes an Rezeptorproteinkann Enzymkaskade mehrfach auslösen. Bildungvon 1000-2000 Molekülen cAMP.
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Lichtsinnesorgane
Beispiel: Linsenauge
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Licht-einfall
Aufbau der Netzhaut (Retina)
Sehzellen: Stäbchen und Zapfen Schaltneurone:
Bipolare Zellen und GanglienzellenHorizontalzellen und Amakrine Zellen
MetabolischerAbschnitt
LichtempfindlicherAbschnittBildung Rezeptor-potential
Synapsen mitBipolarenZellen
Photorezeptorzellen
Außenglied
Innenglied
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Sehfarbstoff (Rhodopsin):
Proteinanteil: Opsin+Retinal
1. Schritt der Phototransduktion:Lichtaktivierung des Rhodopsins
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MechanorezeptorenBeispiel Innenohr
Hörorgan(Cochlea)
Gleich-gewichtsorgan
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