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Neurobiologie - Biolgie Abitur Zusammenfassung

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Lage im Körper
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Funktion/
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* Funktion

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Art des Nervensystems Lage im Körper Bau/ Sinneszellen 4. Thema Neurobiologie Funktion/ Bsp. Für Leistungsfähigkeit Nervensystem * Funktion: Aufnahme äußerer und innerer Reize * Ablauf: 1. Sinnenszelle/ SO 2. Verarbeitung als elektrische Impulse 3. Weiterleitung an Erfolgsorgan 4. Auslösen von Reaktion = Reiz-Reaktion-Kette * Steuerung der Tätigkeit der inneren Organe in Zusammenhang mit dem Hormonsystem - Reiz * Einwirkung auf die Zelle durch Veränderungen im Energiehaushalt (Stoffwechselaktivierung) * Adäquater Reiz (=ein der Sinneszelle entsprechender Reiz) * Reizarten: 1) optisch Licht 2) akustisch Reflexe * direkte Reaktion auf ein Reiz, angeboren * beeinflussbar durch Lernvorgänge sensible Nervenbahn Rezeptoren unbedingter Reiz Körperkraft usw Nervennetz Rückenmark Reflexbogen Nervenzellen über den gesamten Körper verteilt; Nervenzellen mit Vorsätzen; keine Sinnesorgane 3) mechanisch 4) thermisch Arten von Nervensystemen Vorkommen bei... Holtieren, z. B. von Quallen z. B. Ringelwürmer; Insekten und Polypen über gesamten Körper verteilt; Kopf und Brustteil äußere Körperwand Primitivstes NS; Informationen über Beuteberührungen einzelner Fangarme weiterzuleiten und so die Bewegung aller Tentakeln zu koordinieren N Muskelgruppen Ausführung der Ubung usw. Strickleiternervensystem Zentralnervensystem Erfolg zwei bauchseitig gelegene Hauptnervenstränge mit Querverbindung in jedem Segment besitzen; ausgeprägten Ganglienknoten (= Nervenknoten) bei Insekten; Oberschlund,- und Unterschlund hoch entwickelte Koordinationsleistungen (z. B. Flugfähigkeit, differenziertes Verhalten) z. B. Wirbeltieren (mit Mensch) Konzentration: Gehirn & Rückenmark; über gesamten Körper verteilt Hauptnervenstrang: Rückenmark Ansammlung von Nervenzellen im Kopf; Unterteilung: Vorderhirn, Zwischenhirn, Mittelhirn, Nachhirn, Großhirn: Gedächtnis, Denken, Bewusstsein, alle Lernvorgänge Kleinhirn: Bewegungs(- koordinierung) Vorderhirn: urspgl. Riechhirn Bau und Funktion der Nervenzelle (Neuron) Einteilung der Nervenzelle Markhaltig - Markscheide aus Schwann'scher Zelle vorhanden . Wirbeltiere Dendriten Mitochondrier Golgi Apparat Zellkörper (Soma) Besandteil Dendriten ULT Zellkörper Axon Ranvier'sche r Schnürring Endknöpfch en -Zellplasma -Zellkern Axon Marklos ER - Markscheide zur Isolation fehlt - Wirbellose -Zellmembran Ranvier'scher Schnürring 31 Abgrenzung zur Tierzelle: Dendriten - Axon (Verzweigung) Schwann'sche Zelle Ranvier'scher Schnürring - Endknöpfchen Schwann'sc he Zelle Markscheide Axonver- Endknöpfchen (=Synapsen- zweigunngen bestandteil) Aufgabe Gilazelle: -Bildet Zellgewebe im Nervensystem des Gehirns - Stützgewebe, Ernährung und Informations weiterleitung Funktion Aufnahme und Sammlung ankommender Signale und Ableitung elektrischer Erregungen (Aktionspotentiale am Axonhügel) Erhaltung der Lebensfunktion der Zelle (Stoffwechsel, Proteinsynthese) Weiterleitung der Erregungen vom...

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Zellkörper aus Markscheide Isolation des Neuriten/ Axons zur Beschleunigung der Erregungsleitung Unterbrechung der Markscheide, die für die Beschleunigung/ Geschwindigkeit der Informationsweiterleitung wichtig sind Bilden mit Folgezelle eine Synapse (Verbindungsstelle), die der Weitergabe/ Übertragung von Erregungen Elektrochemische Vorgänge an Neuronen Das Ruhepotential: Vorraussetzungen: * semiperable Membran mit lonenkanälen * Ungleiche lonenverteilung (führt zu Kalium-Ionen-Diffusion) * Elektrisches Feld durch Eiweiß Anionen Merkmale: * Ruhespannung zwischen Zellinnerem und äußerer Umgebung * Membranladung: - innen: negativ - außen: positiv entspricht im wesentlichen einem Kalium-Ionen-Diffusionspotential * Spannungswert: -80 mV * Membran- Umgebung - Außen Na (CI ladung Außenmedium extrazelluäre Seite K* Kanal Zellplasma cytoplasmatische Seite ATP (Cr 000000 Die lonenpumpen: * Aufrechterhaltung der ungleichen lonenverteilung * Arbeit unter ATP-Verbrauch (aktiver Transport) * Transport von 3 Natrium-Ionen aus der Zelle und zwei Kalium-Ionen in die Zelle Na+ Na+ K+ Nat Nat 00 * Membranladung: ADP/P Na+ K+ Nat Nat KN₁ (Na+) CI positive u. negative Zichen sich an Zellinneren Na+ - innen: positiv - außen: negativ * entspricht im Wesentlichen einem K+ K+ K+ K+ Protein/ Eiweiponion bleiben im Innera No+ Kanal K* K+ Das Aktionspotential: * Auslösung nach Reizeinwirkung (adäquater Reiz, Schwellenwert, Alles-oder-Nichts-Regel), Veränderung der Öffnungsweite der spannungsgesteuerten Membrankanäle * Spannung zwischen Zellinneren und äußere Umgebung nach Reizeinwirkung: U = +30 mV Natrium-Ionen-Diffusionspotential * Abbau des Aktionspotentials durch K+ Ausströmt in Umgebung (Einstrom von Na+, Ausstrom von K+) DAS AKTIONSPOTENTIAL (AP) 30 0 -40 -60 -70 Spannung [mv] Schwelle Ruhepotenzial geschlossener Na"-Kanal, (aktivierbar) uffener K-Kanal 1. Das Ruhepotenzial entsteht vor allem durch ständig geöffnete (spannungsunabhän- gigel K*-Kanäle 2. Depolari- sation Umpolung geschlossener K'-Kanal offener Na-Kanal fener Na - Ka * 2. Die Öffnung einiger spannungsabhängiger Na-Kanäle führt zur Depolarisation des Neu- rans bis zum Schwellen- wert. 3. Das Aktionspotenzial ist eine kurzzeitige, schnelle Änderung des Membranpotenzials, bei der der Spannungswert vom negativen Ruhepotenzial bis in den positiven Bereich (Depolarisation) gehen kann. Re- polarisation 。 KRRI C*** Cint Markhaltige Axone Bezeichnung: * saltatorische (sprunghafte) Erregungsleitung von Schnürring zu Schnürring Ca2+ - Ionen Kanäle Snaptischer Spalt Das Membranpotenzial zu einem bestimmten Zeitpunkt ist von der Art und Anzahl geöffneter lonenkanäle abhängig. TATO Ruhepotential Hyperpolarisation Oberschwellige Depo- larisation verursacht die Offnung zusätzlicher spannungsabhängiger Na'-Kanäle und einen raschen Anstieg des Aktionspotenzials. Erregungsleitung an der Nervenzelle: D geschlossene Na'-Kanäle, (inaktiviert) offener K-Kanal ATP 4. Die spannungsabhän Bigen Na'-Kanäle sind während der Refraktär- zeit inaktiviert. Die Öff- nung von K-Kanälen führt kurzfristig zur Hyperpolarisation. Marklose Axone Merkmale: schnelle Ausbreitung * höhere Leistungs- geschwindigkeit Geringerer Verbrauch an Stoffwechselenergie für lonenpumpen Übertragung von Erregungen - Synapse: 1) Funktionseinheit aus Endknöpfchen, synaptischem Spalt und Membran der Empfängerzelle 2) AP als elektrische Erregung am Endknöpfchen 3) Chemische Signale durch Ausschüttung von Neurotransmittern/ Botenstoffen in synaptischen Spalt 4) AP als elektrische Erregung an Membran (Empfänger) Bezeichnung: * kontinuierliche Erregungsleitung; über das gesamte Aton durch lonenströme Merkmale: Na+ - Ionenkanäle Leistungsgeschwindigkeit abhängig vom Axon- durchmesser (Zunahme bei dickeren Axonen) langsamere Leitung und höherer Energieverbrauch Axon 5. Alle spannungsab- hängigen Na- und K*- lonenkanale sind ge- schlossen. Das Ruhe. potenzial stellt sich wieder ein. Mito- chondrien Membran des Endknöpfchens (=prästynaptischer) Membran Zeit [ms] XXI Vesikel (Bläschen) mit Neuro- transmitter (Acetylcholin-Ach) Membran der Empfängerzelle (-postsynaptische Membran) Funktionsweise von Synapsen: 1) AP kommt im Endknöpfchen an 2) Öffnung von Calcium-Ionenkanälen und Einstrom Calcium-Ionen 3) Freisetzung von Neurotransmittern aus synaptischen Bläschen/ Vesikeln 4) Diffusion der Transmitter in synaptischen Spalt Bindung der Transmitter an Rezeptoren der Membran der Empfängerzelle 5) 6) Öffnung von Natrium-Ionenkanälen in Membran der Empfängerzelle 7) Einstrom von Natrium-Ionen und Erzeugung eines ESPS (erregende Synapsen = Glutamat) 8) Enzyme spalten die Transmitter 9) Resorption der Transmitterspaltprodukte ins synaptische Bläschen (-Speicherung in Vesikel) Vergleichspunkt Voraussetzungen (G) Tätigkeit der lonenpumpen (G) Ursache (G) Membranbau- voraussetzungen (G) Membranladung Innen Außen (U) Spannungswert (U) Konkrete lonenströme (U) Eigenschaften der lonenkanäle (U) Vorliegen an NZ (U) Refraktärphase (U) Abschnitte (U) RP erforderlich, um ungleiche lonenströme entlang des Membranproteine- negativ positiv ca. -80 mV ungleiche lonenverteilung Ausstrom von Kalium-Ionen im Ruhezustand nicht vorhanden Keine Abschnitte/ Phasen vorhanden AP lonenverteilung zu gewährleisten Informationsverarbeitung an Synapsen: lonenkonzentrationsgefälles Kanalproteine- lonenkanal als Hintergrundkanäle sind die Kalium- Spannungsabhängige Natrium- und lonenkanäle ständig geöffnet Kalium- lonenkanäle öffnen sich nur kurzzeitig positiv negativ ca. + 20 mV Einstrom von Natrium- lonen nach Reizeinwirkung vorhanden, umfasst alle Abschnitte des AP - räumliche Summation: mehrere Axone gleichzeitig, die AP liefern - Zeitliche Summation: ein Axon mit hoher Anzahl von AP in kurzer Zeit 4, Depolarisation, Umpolung; Repolarisation, Hyperpolarisation Schlussfolgerung: (z.B.) Das RP ist die Voraussetzung zur Auslösung eines AP. Das AP stellt die elektrische Erregung an einer NZ nach Reizeinwirkung da. Die Ladungen der Axonmembran kehren sich um, was durch entgegengesetzte lonenströme ausgelöst wird. RP und AP können nur an einer intakten NZ entstehen, an der eine ungleiche lonenverteilung zwischen Innen- und Außenraum vorliegt. Impulse werden in Form von AP an die Erfolgsorgane geleitet und ermöglichen damit die Reaktion auf einen einwirkenden Reiz.

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Cool, mit dem Lernzettel konnte ich mich richtig gut auf meine Klassenarbeit vorbereiten. Danke 👍👍

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Das Ruhepotenzial entsteht vor allem durch ständig geöffnete (spannungsunabhän- gigel K*-Kanäle 2. Depolari- sation Umpolung geschlossener K'-Kanal offener Na-Kanal fener Na - Ka * 2. Die Öffnung einiger spannungsabhängiger Na-Kanäle führt zur Depolarisation des Neu- rans bis zum Schwellen- wert. 3. Das Aktionspotenzial ist eine kurzzeitige, schnelle Änderung des Membranpotenzials, bei der der Spannungswert vom negativen Ruhepotenzial bis in den positiven Bereich (Depolarisation) gehen kann. Re- polarisation 。 KRRI C*** Cint Markhaltige Axone Bezeichnung: * saltatorische (sprunghafte) Erregungsleitung von Schnürring zu Schnürring Ca2+ - Ionen Kanäle Snaptischer Spalt Das Membranpotenzial zu einem bestimmten Zeitpunkt ist von der Art und Anzahl geöffneter lonenkanäle abhängig. TATO Ruhepotential Hyperpolarisation Oberschwellige Depo- larisation verursacht die Offnung zusätzlicher spannungsabhängiger Na'-Kanäle und einen raschen Anstieg des Aktionspotenzials. Erregungsleitung an der Nervenzelle: D geschlossene Na'-Kanäle, (inaktiviert) offener K-Kanal ATP 4. Die spannungsabhän Bigen Na'-Kanäle sind während der Refraktär- zeit inaktiviert. Die Öff- nung von K-Kanälen führt kurzfristig zur Hyperpolarisation. Marklose Axone Merkmale: schnelle Ausbreitung * höhere Leistungs- geschwindigkeit Geringerer Verbrauch an Stoffwechselenergie für lonenpumpen Übertragung von Erregungen - Synapse: 1) Funktionseinheit aus Endknöpfchen, synaptischem Spalt und Membran der Empfängerzelle 2) AP als elektrische Erregung am Endknöpfchen 3) Chemische Signale durch Ausschüttung von Neurotransmittern/ Botenstoffen in synaptischen Spalt 4) AP als elektrische Erregung an Membran (Empfänger) Bezeichnung: * kontinuierliche Erregungsleitung; über das gesamte Aton durch lonenströme Merkmale: Na+ - Ionenkanäle Leistungsgeschwindigkeit abhängig vom Axon- durchmesser (Zunahme bei dickeren Axonen) langsamere Leitung und höherer Energieverbrauch Axon 5. Alle spannungsab- hängigen Na- und K*- lonenkanale sind ge- schlossen. Das Ruhe. potenzial stellt sich wieder ein. Mito- chondrien Membran des Endknöpfchens (=prästynaptischer) Membran Zeit [ms] XXI Vesikel (Bläschen) mit Neuro- transmitter (Acetylcholin-Ach) Membran der Empfängerzelle (-postsynaptische Membran) Funktionsweise von Synapsen: 1) AP kommt im Endknöpfchen an 2) Öffnung von Calcium-Ionenkanälen und Einstrom Calcium-Ionen 3) Freisetzung von Neurotransmittern aus synaptischen Bläschen/ Vesikeln 4) Diffusion der Transmitter in synaptischen Spalt Bindung der Transmitter an Rezeptoren der Membran der Empfängerzelle 5) 6) Öffnung von Natrium-Ionenkanälen in Membran der Empfängerzelle 7) Einstrom von Natrium-Ionen und Erzeugung eines ESPS (erregende Synapsen = Glutamat) 8) Enzyme spalten die Transmitter 9) Resorption der Transmitterspaltprodukte ins synaptische Bläschen (-Speicherung in Vesikel) Vergleichspunkt Voraussetzungen (G) Tätigkeit der lonenpumpen (G) Ursache (G) Membranbau- voraussetzungen (G) Membranladung Innen Außen (U) Spannungswert (U) Konkrete lonenströme (U) Eigenschaften der lonenkanäle (U) Vorliegen an NZ (U) Refraktärphase (U) Abschnitte (U) RP erforderlich, um ungleiche lonenströme entlang des Membranproteine- negativ positiv ca. -80 mV ungleiche lonenverteilung Ausstrom von Kalium-Ionen im Ruhezustand nicht vorhanden Keine Abschnitte/ Phasen vorhanden AP lonenverteilung zu gewährleisten Informationsverarbeitung an Synapsen: lonenkonzentrationsgefälles Kanalproteine- lonenkanal als Hintergrundkanäle sind die Kalium- Spannungsabhängige Natrium- und lonenkanäle ständig geöffnet Kalium- lonenkanäle öffnen sich nur kurzzeitig positiv negativ ca. + 20 mV Einstrom von Natrium- lonen nach Reizeinwirkung vorhanden, umfasst alle Abschnitte des AP - räumliche Summation: mehrere Axone gleichzeitig, die AP liefern - Zeitliche Summation: ein Axon mit hoher Anzahl von AP in kurzer Zeit 4, Depolarisation, Umpolung; Repolarisation, Hyperpolarisation Schlussfolgerung: (z.B.) Das RP ist die Voraussetzung zur Auslösung eines AP. Das AP stellt die elektrische Erregung an einer NZ nach Reizeinwirkung da. Die Ladungen der Axonmembran kehren sich um, was durch entgegengesetzte lonenströme ausgelöst wird. RP und AP können nur an einer intakten NZ entstehen, an der eine ungleiche lonenverteilung zwischen Innen- und Außenraum vorliegt. Impulse werden in Form von AP an die Erfolgsorgane geleitet und ermöglichen damit die Reaktion auf einen einwirkenden Reiz.