Bau der Biomembranen

Biomembranen sind essentielle Strukturen in allen lebenden Zellen. Sie bestehen hauptsächlich aus Lipiden und Proteinen und bilden die Grenze zwischen verschiedenen Zellkompartimenten sowie zwischen der Zelle und ihrer Umgebung. Mehr als die Hälfte der Masse einer Zelle besteht aus Membranen.

Die Hauptbestandteile der Biomembranen sind Phospholipide. Diese Moleküle haben sowohl einen hydrophilen (wasserliebenden) als auch einen hydrophoben (wasserabweisenden) Bereich. In der Membran ordnen sich die Phospholipide in einer Doppelschicht an, wobei die hydrophilen Bereiche nach außen zur wässrigen Umgebung zeigen und die hydrophoben Bereiche nach innen gerichtet sind.

Vocabulary: Hydrophil (wasserliebend), Hydrophob (wasserabweisend)

Auf der Außenseite von tierischen Zellmembranen finden sich zudem Kohlenhydrate, die entweder an Membranproteine oder Phospholipide gebunden sind. Man unterscheidet hier zwischen Glykoproteinen und Glykolipiden.

Highlight: Das Verständnis des Aufbaus von Biomembranen ist grundlegend für viele biologische Prozesse und oft Gegenstand von Biologie-Abitur Aufgaben RLP.

Membranproteine erfüllen verschiedene wichtige Funktionen, darunter den Stofftransport und die Verknüpfung von Zellen. Sie sind entweder peripher (auf der Oberfläche der Membran) oder integral (tief in die Membran eingebettet) angeordnet.

Das Fluid-Mosaik-Modell, entwickelt von Seymour Singer und Garth Nicolson, beschreibt die Struktur der Biomembran als eine flüssige Phospholipid-Doppelschicht, in die verschiedene Proteine eingebettet sind. Dieses Modell ist bis heute die Arbeitsgrundlage für das Verständnis von Zellmembranen und wird häufig in Altklausuren bio Abi thematisiert.

Aufbau und Funktion einer Nervenzelle

Nervenzellen, auch Neuronen genannt, sind die grundlegenden Funktionseinheiten des Nervensystems. Sie haben einen spezialisierten Aufbau, der es ihnen ermöglicht, elektrische Signale zu empfangen, zu verarbeiten und weiterzuleiten. Die Hauptbestandteile einer Nervenzelle sind:

1. Dendriten: Diese baumartigen Verzweigungen empfangen elektrische Signale von anderen Nervenzellen. Wenn Natriumionen in die Postsynapse einströmen, wird diese depolarisiert, was zur Entstehung eines Aktionspotentials führen kann.

2. Soma (Zellkörper): Dies ist das biosynthetische Zentrum der Zelle. Hier findet der Hauptteil des Zellstoffwechsels statt, der auch den Rest der Zelle versorgt.

3. Axonhügel: An dieser Stelle werden die ankommenden Reize verrechnet. Wenn die Summe der Reize einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, entsteht hier ein Aktionspotential.

4. Axon: Dies ist die Nervenfaser, die das elektrische Signal über weite Strecken leitet.

5. Ranvier'sche Schnürringe: Diese Unterbrechungen in der Myelinscheide ermöglichen eine schnellere Weiterleitung des elektrischen Signals.

6. Synapse: Dies ist die Kontaktstelle zwischen zwei Nervenzellen, an der die Signalübertragung stattfindet.

Highlight: Die detaillierte Kenntnis des Aufbaus und der Funktion von Nervenzellen ist oft Gegenstand von Biologie-Abitur 2023 BW Aufgaben.

Vocabulary: Aktionspotential (elektrisches Signal einer Nervenzelle), Myelinscheide (isolierende Hülle um das Axon)

Das Verständnis dieser Strukturen und ihrer Funktionen ist grundlegend für die Erklärung komplexerer neurologischer Prozesse und wird häufig in Mündliche Prüfung Biologie Abitur Beispielaufgaben abgefragt.