App öffnen

Fächer

682

22. Jan. 2026

2 Seiten

Neurobiologie: Das Ruhepotential und das Aktionspotential einfach erklärt

user profile picture

Amelie

@ameliertk

Das Ruhepotential ist ein grundlegender Mechanismus in Nervenzellen, der durch... Mehr anzeigen

# Das Ruhepotential

1. Zwei treibende Kräfte des Ruhepotentials
-Chemischer Gradient d.h. das Konzentrationsgefälle
-Elektrischer Gradient/

Die Natrium-Kalium-Ionenpumpe und ihre Bedeutung

Die Natrium-Kalium-Ionenpumpe spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials in der Axonmembran. Diese Pumpe, ein Membranprotein, transportiert aktiv drei Natriumionen nach außen und im Gegenzug zwei Kaliumionen nach innen. Dieser Vorgang erfolgt gegen das Konzentrationsgefälle und verbraucht ATP, weshalb er als aktiver Transport bezeichnet wird.

Highlight: Die Natrium-Kalium-Pumpe ist essentiell für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials.

Das Ruhemembranpotential, das elektrische Potential der nicht erregten Nervenzelle, entsteht durch die Ladungsdifferenz zwischen Außen- und Innenseite der Zellmembran des Axons. Diese Differenz beträgt etwa -70 mV, wobei das Innere der Nervenzelle negativ geladen ist.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das Ruhepotential an einer nicht erregten Nervenzelle gemessen wird. Die Ionenverteilung von Kalium, Natrium, Chlorid und organischen Anionen spielt dabei eine zentrale Rolle. Kaliumionen befinden sich vermehrt im Zellinneren, während Natriumionen in der extrazellulären Flüssigkeit überwiegen. Die Zellmembran ist für organische Anionen undurchlässig, sodass diese nur im Zellinneren vorkommen.

Example: Kaliumionen diffundieren aufgrund des hohen Konzentrationsgefälles nach außen, während Natriumionen aufgrund des elektrischen Gradienten langsam nach innen strömen.

Ohne die Aktivität der Natrium-Kalium-Ionenpumpen würde der Leckstrom an Natriumionen das Zellinnere des Axons mit der Zeit positiver machen, was zum Zusammenbruch des Membranpotentials führen würde. Die Pumpen wirken diesem Prozess entgegen, indem sie unter ATP-Verbrauch je drei Natriumionen nach außen und zwei Kaliumionen nach innen transportieren.

Vocabulary: ATP (Adenosintriphosphat) ist der Energielieferant für zelluläre Prozesse.

Durch diese Ladungstrennung baut sich an der Membran eine Spannung auf, die das Ruhemembranpotential von -70 mV im Inneren der Zelle bzw. des Axons aufrechterhält.

Definition: Das Ruhemembranpotential ist das elektrische Potential einer ruhenden Nervenzelle, das durch die Aktivität der Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten wird.

# Das Ruhepotential

1. Zwei treibende Kräfte des Ruhepotentials
-Chemischer Gradient d.h. das Konzentrationsgefälle
-Elektrischer Gradient/

Das Ruhepotential und seine treibenden Kräfte

Das Ruhepotential in Nervenzellen wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt: den chemischen Gradienten (Konzentrationsgefälle) und den elektrischen Gradienten (Spannung). Diese Faktoren beeinflussen die Verteilung verschiedener Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle.

Die Ionenverteilung spielt eine entscheidende Rolle. Außerhalb der Zelle finden sich wenige Kaliumionen, viele Natriumionen und Chloridionen, aber keine organischen Anionen. Im Zellinneren hingegen gibt es viele Kaliumionen, wenige Natrium- und Chloridionen sowie organische Anionen.

Die Membran des Axons weist eine selektive Durchlässigkeit auf:

  • Kaliumionen können leicht durch zahlreiche Kalium-Ionenkanäle diffundieren.
  • Natriumionen passieren die Membran nur schlecht, was zu einem geringen Leckstrom führt.
  • Chloridionen sind mäßig durchlässig.
  • Organische Anionen können die Membran nicht passieren.

Highlight: Die selektive Membrandurchlässigkeit ist entscheidend für die Entstehung des Ruhepotentials.

Das Ruhepotential entsteht, wenn Kaliumionen aufgrund des Konzentrationsgefälles nach außen diffundieren. Dieser Prozess setzt sich fort, bis der negative Ladungsüberschuss durch organische Anionen weitere Kaliumionen am Verlassen der Zelle hindert. Gleichzeitig diffundieren Natriumionen langsam ins Zellinnere, was als Leckstrom bezeichnet wird.

Vocabulary: Leckstrom bezeichnet das unerwünschte Passieren von Ionen durch die Membran.

Ein Problem entsteht dadurch, dass jedes eingedrungene Natriumion eine positive Ladung ins Axon transportiert, wodurch ein weiteres Kaliumion die Zelle verlassen kann. Ohne Gegenmaßnahmen würde dies langfristig zum Zusammenbruch des Ruhepotentials führen.

Definition: Das Ruhepotential ist die elektrische Spannung zwischen Innen- und Außenseite der Zellmembran im nicht erregten Zustand, die etwa -70 mV beträgt.



Wir dachten schon, du fragst nie...

Was ist das Ruhepotential und wie entsteht es?

Das Ruhepotential ist das elektrische Potential einer nicht erregten Nervenzelle, das etwa -70 mV beträgt, wobei das Zellinnere negativ geladen ist. Es entsteht durch die unterschiedliche Verteilung von Ionen beiderseits der Zellmembran, besonders durch die Ionenverteilung von Kalium und Natrium. Durch die selektive Durchlässigkeit der Membran und die Arbeit der Natrium-Kalium-Pumpe wird diese Ladungsdifferenz aufrechterhalten, was für die Funktionsfähigkeit der Nervenzelle essentiell ist.

Wie funktioniert die Natrium-Kalium-Pumpe bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials?

Die Natrium-Kalium-Pumpe transportiert aktiv drei Natrium-Ionen nach außen und zwei Kalium-Ionen nach innen – entgegen dem jeweiligen Konzentrationsgefälle. Dieser Prozess verbraucht ATP als Energiequelle und verhindert, dass das Ruhemembranpotential zusammenbricht. Ohne diese Pumpe würden die durch Leckströme einströmenden Natrium-Ionen das Zellinnere positiver machen und mehr Kalium-Ionen könnten die Zelle verlassen, was zu einem Konzentrationsausgleich führen würde.

Was ist der Unterschied zwischen chemischem und elektrischem Gradienten beim Ruhepotential?

Der chemische Gradient beschreibt das Konzentrationsgefälle der verschiedenen Ionen - beispielsweise die hohe Kalium-Konzentration im Zellinneren gegenüber dem Außenraum. Der elektrische Gradient hingegen bezieht sich auf die Spannungsdifferenz an der Membran, die durch die ungleiche Ladungsverteilung entsteht. Beide Gradienten wirken zusammen als treibende Kräfte: Kalium-Ionen diffundieren aufgrund des Konzentrationsgefälles nach außen, während der elektrische Gradient Natrium-Ionen nach innen zieht.

Wann würde das Ruhepotential zusammenbrechen und welche Folgen hätte das?

Das Ruhepotential würde zusammenbrechen, wenn die Natrium-Kalium-Pumpe blockiert wird oder nicht ausreichend ATP zur Verfügung steht. Ohne die aktive Gegenbewegung zum Leckstrom würde sich die Ionenverteilung allmählich ausgleichen, sodass die charakteristische Ladungsdifferenz von -70 mV nicht mehr aufrechterhalten werden könnte. Dies hätte gravierende Folgen für die Nervenzelle, da sie dann nicht mehr in der Lage wäre, Aktionspotentiale zu generieren und weiterzuleiten, was die Signalübertragung im Nervensystem unmöglich machen würde.

Weitere Quellen

  1. Biologie heute SII von Dirk Kroker, Cornelsen Verlag 2020, Lehrbuch, Umfassende Erklärungen zum Ruhepotential, Aktionspotential und der Natrium-Kalium-Pumpe mit anschaulichen Abbildungen - Link

  2. Neurobiologie: Vom Molekül zur Kognition von Randolf Menzel, Spektrum Akademischer Verlag 2017, Fachbuch, Detaillierte Erklärungen zu elektrischen und chemischen Gradienten sowie zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials - Link

  3. Biologie Oberstufe: Neurobiologie und Verhaltensbiologie von Annette Birkholz, Klett Verlag 2019, Lehrbuch, Klare Zusammenfassung zur Ionenverteilung beim Ruhepotential und zum Gleichgewichtspotential von Natrium und Kalium - Link

  4. Neurophysiologie kompakt von Joachim Deitmer, Wissenschaftliche Buchgesellschaft 2018, Studienbuch, Tiefgehende Erklärungen zum Ruhemembranpotential, zur Natrium-Kalium-Pumpe und zum Konzentrationsgefälle in der Neurobiologie

Weiter erforschen

  1. Baue ein einfaches Modell der Zellmembran mit Papier oder Karton, zeichne die Ionenkanäle und Natrium-Kalium-Pumpen ein und stelle mit verschiedenfarbigen Perlen oder Klebepunkten die Ionenverteilung dar. Fotografiere dein Modell und erkläre, wie das Ruhepotential von -70mV zustande kommt.

  2. Recherchiere, welche Auswirkungen eine Blockade der Natrium-Kalium-Pumpe durch bestimmte Gifte hat und erstelle eine kurze Präsentation darüber, wie sich das auf das Ruhepotential und die Erregungsleitung bei Nervenzellen auswirkt.

Beliebtester Inhalt: Bioelektrizität

Beliebtester Inhalt in Biologie

Beliebtester Inhalt

Findest du nicht, was du suchst? Entdecke andere Fächer.

Schüler lieben uns — und du auch.

4.9/5

App Store

4.8/5

Google Play

Die App ist sehr einfach zu bedienen und gut gestaltet. Ich habe bisher alles gefunden, wonach ich gesucht habe, und konnte viel aus den Präsentationen lernen! Ich werde die App definitiv für ein Schulprojekt nutzen! Und natürlich hilft sie auch sehr als Inspiration.

Stefan S

iOS-Nutzer

Diese App ist wirklich super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen [...]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat so viele Möglichkeiten zur Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde sie jedem empfehlen.

Samantha Klich

Android-Nutzerin

Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.

Anna

iOS-Nutzerin

Beste App der Welt! Keine Worte, weil sie einfach zu gut ist

Thomas R

iOS-Nutzer

Einfach genial. Lässt mich 10x besser lernen, diese App ist eine glatte 10/10. Ich empfehle sie jedem. Ich kann Lernzettel anschauen und suchen. Ich kann sie im Fachordner speichern. Ich kann sie jederzeit wiederholen, wenn ich zurückkomme. Wenn du diese App noch nicht ausprobiert hast, verpasst du wirklich was.

Basil

Android-Nutzer

Diese App hat mich so viel selbstbewusster in meiner Klausurvorbereitung gemacht, nicht nur durch die Stärkung meines Selbstvertrauens durch die Features, die es dir ermöglichen, dich mit anderen zu vernetzen und dich weniger allein zu fühlen, sondern auch durch die Art, wie die App selbst darauf ausgerichtet ist, dass du dich besser fühlst. Sie ist einfach zu bedienen, macht Spaß und hilft jedem, der in irgendeiner Weise Schwierigkeiten hat.

David K

iOS-Nutzer

Die App ist einfach super! Ich muss nur das Thema in die Suche eingeben und bekomme sofort eine Antwort. Ich muss nicht mehr 10 YouTube-Videos schauen, um etwas zu verstehen, und spare dadurch richtig viel Zeit. Sehr empfehlenswert!

Sudenaz Ocak

Android-Nutzerin

In der Schule war ich echt schlecht in Mathe, aber dank der App bin ich jetzt besser geworden. Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android-Nutzerin

sehr zuverlässige App, um deine Ideen in Mathe, Englisch und anderen verwandten Themen zu verbessern. bitte nutze diese App, wenn du in bestimmten Bereichen Schwierigkeiten hast, diese App ist dafür der Schlüssel. wünschte, ich hätte früher eine Bewertung geschrieben. und sie ist auch kostenlos, also mach dir darüber keine Sorgen.

Rohan U

Android-Nutzer

Ich weiß, dass viele Apps gefälschte Accounts nutzen, um ihre Bewertungen zu pushen, aber diese App verdient das alles. Ursprünglich hatte ich eine 4 in meinen Englisch-Klausuren und dieses Mal habe ich eine 2 bekommen. Ich wusste erst drei Tage vor der Klausur von dieser App und sie hat mir SEHR geholfen. Bitte vertrau mir wirklich und nutze sie, denn ich bin sicher, dass auch du Fortschritte sehen wirst.

Xander S

iOS-Nutzer

DIE QUIZZE UND KARTEIKARTEN SIND SO NÜTZLICH UND ICH LIEBE Knowunity KI. ES IST AUCH BUCHSTÄBLICH WIE CHATGPT ABER SCHLAUER!! HAT MIR AUCH BEI MEINEN MASCARA-PROBLEMEN GEHOLFEN!! SOWIE BEI MEINEN ECHTEN FÄCHERN! NATÜRLICH 😍😁😲🤑💗✨🎀😮

Elisha

iOS-Nutzer

Diese App ist echt der Hammer. Ich finde Lernen so langweilig, aber diese App macht es so einfach, alles zu organisieren und dann kannst du die kostenlose KI bitten, dich abzufragen, so gut, und du kannst einfach deine eigenen Sachen hochladen. sehr empfehlenswert als jemand, der gerade Probeklausuren schreibt

Paul T

iOS-Nutzer

Die App ist sehr einfach zu bedienen und gut gestaltet. Ich habe bisher alles gefunden, wonach ich gesucht habe, und konnte viel aus den Präsentationen lernen! Ich werde die App definitiv für ein Schulprojekt nutzen! Und natürlich hilft sie auch sehr als Inspiration.

Stefan S

iOS-Nutzer

Diese App ist wirklich super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen [...]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat so viele Möglichkeiten zur Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde sie jedem empfehlen.

Samantha Klich

Android-Nutzerin

Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.

Anna

iOS-Nutzerin

Beste App der Welt! Keine Worte, weil sie einfach zu gut ist

Thomas R

iOS-Nutzer

Einfach genial. Lässt mich 10x besser lernen, diese App ist eine glatte 10/10. Ich empfehle sie jedem. Ich kann Lernzettel anschauen und suchen. Ich kann sie im Fachordner speichern. Ich kann sie jederzeit wiederholen, wenn ich zurückkomme. Wenn du diese App noch nicht ausprobiert hast, verpasst du wirklich was.

Basil

Android-Nutzer

Diese App hat mich so viel selbstbewusster in meiner Klausurvorbereitung gemacht, nicht nur durch die Stärkung meines Selbstvertrauens durch die Features, die es dir ermöglichen, dich mit anderen zu vernetzen und dich weniger allein zu fühlen, sondern auch durch die Art, wie die App selbst darauf ausgerichtet ist, dass du dich besser fühlst. Sie ist einfach zu bedienen, macht Spaß und hilft jedem, der in irgendeiner Weise Schwierigkeiten hat.

David K

iOS-Nutzer

Die App ist einfach super! Ich muss nur das Thema in die Suche eingeben und bekomme sofort eine Antwort. Ich muss nicht mehr 10 YouTube-Videos schauen, um etwas zu verstehen, und spare dadurch richtig viel Zeit. Sehr empfehlenswert!

Sudenaz Ocak

Android-Nutzerin

In der Schule war ich echt schlecht in Mathe, aber dank der App bin ich jetzt besser geworden. Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android-Nutzerin

sehr zuverlässige App, um deine Ideen in Mathe, Englisch und anderen verwandten Themen zu verbessern. bitte nutze diese App, wenn du in bestimmten Bereichen Schwierigkeiten hast, diese App ist dafür der Schlüssel. wünschte, ich hätte früher eine Bewertung geschrieben. und sie ist auch kostenlos, also mach dir darüber keine Sorgen.

Rohan U

Android-Nutzer

Ich weiß, dass viele Apps gefälschte Accounts nutzen, um ihre Bewertungen zu pushen, aber diese App verdient das alles. Ursprünglich hatte ich eine 4 in meinen Englisch-Klausuren und dieses Mal habe ich eine 2 bekommen. Ich wusste erst drei Tage vor der Klausur von dieser App und sie hat mir SEHR geholfen. Bitte vertrau mir wirklich und nutze sie, denn ich bin sicher, dass auch du Fortschritte sehen wirst.

Xander S

iOS-Nutzer

DIE QUIZZE UND KARTEIKARTEN SIND SO NÜTZLICH UND ICH LIEBE Knowunity KI. ES IST AUCH BUCHSTÄBLICH WIE CHATGPT ABER SCHLAUER!! HAT MIR AUCH BEI MEINEN MASCARA-PROBLEMEN GEHOLFEN!! SOWIE BEI MEINEN ECHTEN FÄCHERN! NATÜRLICH 😍😁😲🤑💗✨🎀😮

Elisha

iOS-Nutzer

Diese App ist echt der Hammer. Ich finde Lernen so langweilig, aber diese App macht es so einfach, alles zu organisieren und dann kannst du die kostenlose KI bitten, dich abzufragen, so gut, und du kannst einfach deine eigenen Sachen hochladen. sehr empfehlenswert als jemand, der gerade Probeklausuren schreibt

Paul T

iOS-Nutzer

Wir dachten schon, du fragst nie...

Was ist der Knowunity KI-Begleiter?

Unser KI-Begleiter ist ein speziell für Schüler entwickeltes KI-Tool, das mehr als nur Antworten bietet. Basierend auf Millionen von Knowunity-Inhalten liefert er relevante Informationen, personalisierte Lernpläne, Quizze und Inhalte direkt im Chat und passt sich deinem individuellen Lernweg an.

Wo kann ich die Knowunity-App herunterladen?

Du kannst die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.

Ist Knowunity wirklich kostenlos?

Genau! Genieße kostenlosen Zugang zu Lerninhalten, vernetze dich mit anderen Schülern und hol dir sofortige Hilfe – alles direkt auf deinem Handy.

 

Biologie

682

22. Jan. 2026

2 Seiten

Neurobiologie: Das Ruhepotential und das Aktionspotential einfach erklärt

user profile picture

Amelie

@ameliertk

Das Ruhepotential ist ein grundlegender Mechanismus in Nervenzellen, der durch Ionenverteilung und Membranpermeabilität entsteht und -70 mV beträgt.

  • Ruhepotential wird durch chemische und elektrische Gradienten bestimmt
  • Selektive Membrandurchlässigkeit und Ionenkonzentrationen sind entscheidend
  • Natrium-Kalium-Pumpe erhält das Ruhepotential aktiv aufrecht
  • Komplexes Zusammenspiel... Mehr anzeigen

# Das Ruhepotential

1. Zwei treibende Kräfte des Ruhepotentials
-Chemischer Gradient d.h. das Konzentrationsgefälle
-Elektrischer Gradient/

Melde dich an, um den Inhalt zu sehenKostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Schließ dich Millionen Schülern an

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und Datenschutzerklärung

Die Natrium-Kalium-Ionenpumpe und ihre Bedeutung

Die Natrium-Kalium-Ionenpumpe spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials in der Axonmembran. Diese Pumpe, ein Membranprotein, transportiert aktiv drei Natriumionen nach außen und im Gegenzug zwei Kaliumionen nach innen. Dieser Vorgang erfolgt gegen das Konzentrationsgefälle und verbraucht ATP, weshalb er als aktiver Transport bezeichnet wird.

Highlight: Die Natrium-Kalium-Pumpe ist essentiell für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials.

Das Ruhemembranpotential, das elektrische Potential der nicht erregten Nervenzelle, entsteht durch die Ladungsdifferenz zwischen Außen- und Innenseite der Zellmembran des Axons. Diese Differenz beträgt etwa -70 mV, wobei das Innere der Nervenzelle negativ geladen ist.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das Ruhepotential an einer nicht erregten Nervenzelle gemessen wird. Die Ionenverteilung von Kalium, Natrium, Chlorid und organischen Anionen spielt dabei eine zentrale Rolle. Kaliumionen befinden sich vermehrt im Zellinneren, während Natriumionen in der extrazellulären Flüssigkeit überwiegen. Die Zellmembran ist für organische Anionen undurchlässig, sodass diese nur im Zellinneren vorkommen.

Example: Kaliumionen diffundieren aufgrund des hohen Konzentrationsgefälles nach außen, während Natriumionen aufgrund des elektrischen Gradienten langsam nach innen strömen.

Ohne die Aktivität der Natrium-Kalium-Ionenpumpen würde der Leckstrom an Natriumionen das Zellinnere des Axons mit der Zeit positiver machen, was zum Zusammenbruch des Membranpotentials führen würde. Die Pumpen wirken diesem Prozess entgegen, indem sie unter ATP-Verbrauch je drei Natriumionen nach außen und zwei Kaliumionen nach innen transportieren.

Vocabulary: ATP (Adenosintriphosphat) ist der Energielieferant für zelluläre Prozesse.

Durch diese Ladungstrennung baut sich an der Membran eine Spannung auf, die das Ruhemembranpotential von -70 mV im Inneren der Zelle bzw. des Axons aufrechterhält.

Definition: Das Ruhemembranpotential ist das elektrische Potential einer ruhenden Nervenzelle, das durch die Aktivität der Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten wird.

# Das Ruhepotential

1. Zwei treibende Kräfte des Ruhepotentials
-Chemischer Gradient d.h. das Konzentrationsgefälle
-Elektrischer Gradient/

Melde dich an, um den Inhalt zu sehenKostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Schließ dich Millionen Schülern an

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und Datenschutzerklärung

Das Ruhepotential und seine treibenden Kräfte

Das Ruhepotential in Nervenzellen wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt: den chemischen Gradienten (Konzentrationsgefälle) und den elektrischen Gradienten (Spannung). Diese Faktoren beeinflussen die Verteilung verschiedener Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle.

Die Ionenverteilung spielt eine entscheidende Rolle. Außerhalb der Zelle finden sich wenige Kaliumionen, viele Natriumionen und Chloridionen, aber keine organischen Anionen. Im Zellinneren hingegen gibt es viele Kaliumionen, wenige Natrium- und Chloridionen sowie organische Anionen.

Die Membran des Axons weist eine selektive Durchlässigkeit auf:

  • Kaliumionen können leicht durch zahlreiche Kalium-Ionenkanäle diffundieren.
  • Natriumionen passieren die Membran nur schlecht, was zu einem geringen Leckstrom führt.
  • Chloridionen sind mäßig durchlässig.
  • Organische Anionen können die Membran nicht passieren.

Highlight: Die selektive Membrandurchlässigkeit ist entscheidend für die Entstehung des Ruhepotentials.

Das Ruhepotential entsteht, wenn Kaliumionen aufgrund des Konzentrationsgefälles nach außen diffundieren. Dieser Prozess setzt sich fort, bis der negative Ladungsüberschuss durch organische Anionen weitere Kaliumionen am Verlassen der Zelle hindert. Gleichzeitig diffundieren Natriumionen langsam ins Zellinnere, was als Leckstrom bezeichnet wird.

Vocabulary: Leckstrom bezeichnet das unerwünschte Passieren von Ionen durch die Membran.

Ein Problem entsteht dadurch, dass jedes eingedrungene Natriumion eine positive Ladung ins Axon transportiert, wodurch ein weiteres Kaliumion die Zelle verlassen kann. Ohne Gegenmaßnahmen würde dies langfristig zum Zusammenbruch des Ruhepotentials führen.

Definition: Das Ruhepotential ist die elektrische Spannung zwischen Innen- und Außenseite der Zellmembran im nicht erregten Zustand, die etwa -70 mV beträgt.

Wir dachten schon, du fragst nie...

Was ist das Ruhepotential und wie entsteht es?

Das Ruhepotential ist das elektrische Potential einer nicht erregten Nervenzelle, das etwa -70 mV beträgt, wobei das Zellinnere negativ geladen ist. Es entsteht durch die unterschiedliche Verteilung von Ionen beiderseits der Zellmembran, besonders durch die Ionenverteilung von Kalium und Natrium. Durch die selektive Durchlässigkeit der Membran und die Arbeit der Natrium-Kalium-Pumpe wird diese Ladungsdifferenz aufrechterhalten, was für die Funktionsfähigkeit der Nervenzelle essentiell ist.

Wie funktioniert die Natrium-Kalium-Pumpe bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials?

Die Natrium-Kalium-Pumpe transportiert aktiv drei Natrium-Ionen nach außen und zwei Kalium-Ionen nach innen – entgegen dem jeweiligen Konzentrationsgefälle. Dieser Prozess verbraucht ATP als Energiequelle und verhindert, dass das Ruhemembranpotential zusammenbricht. Ohne diese Pumpe würden die durch Leckströme einströmenden Natrium-Ionen das Zellinnere positiver machen und mehr Kalium-Ionen könnten die Zelle verlassen, was zu einem Konzentrationsausgleich führen würde.

Was ist der Unterschied zwischen chemischem und elektrischem Gradienten beim Ruhepotential?

Der chemische Gradient beschreibt das Konzentrationsgefälle der verschiedenen Ionen - beispielsweise die hohe Kalium-Konzentration im Zellinneren gegenüber dem Außenraum. Der elektrische Gradient hingegen bezieht sich auf die Spannungsdifferenz an der Membran, die durch die ungleiche Ladungsverteilung entsteht. Beide Gradienten wirken zusammen als treibende Kräfte: Kalium-Ionen diffundieren aufgrund des Konzentrationsgefälles nach außen, während der elektrische Gradient Natrium-Ionen nach innen zieht.

Wann würde das Ruhepotential zusammenbrechen und welche Folgen hätte das?

Das Ruhepotential würde zusammenbrechen, wenn die Natrium-Kalium-Pumpe blockiert wird oder nicht ausreichend ATP zur Verfügung steht. Ohne die aktive Gegenbewegung zum Leckstrom würde sich die Ionenverteilung allmählich ausgleichen, sodass die charakteristische Ladungsdifferenz von -70 mV nicht mehr aufrechterhalten werden könnte. Dies hätte gravierende Folgen für die Nervenzelle, da sie dann nicht mehr in der Lage wäre, Aktionspotentiale zu generieren und weiterzuleiten, was die Signalübertragung im Nervensystem unmöglich machen würde.

Weitere Quellen

  1. Biologie heute SII von Dirk Kroker, Cornelsen Verlag 2020, Lehrbuch, Umfassende Erklärungen zum Ruhepotential, Aktionspotential und der Natrium-Kalium-Pumpe mit anschaulichen Abbildungen - Link

  2. Neurobiologie: Vom Molekül zur Kognition von Randolf Menzel, Spektrum Akademischer Verlag 2017, Fachbuch, Detaillierte Erklärungen zu elektrischen und chemischen Gradienten sowie zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials - Link

  3. Biologie Oberstufe: Neurobiologie und Verhaltensbiologie von Annette Birkholz, Klett Verlag 2019, Lehrbuch, Klare Zusammenfassung zur Ionenverteilung beim Ruhepotential und zum Gleichgewichtspotential von Natrium und Kalium - Link

  4. Neurophysiologie kompakt von Joachim Deitmer, Wissenschaftliche Buchgesellschaft 2018, Studienbuch, Tiefgehende Erklärungen zum Ruhemembranpotential, zur Natrium-Kalium-Pumpe und zum Konzentrationsgefälle in der Neurobiologie

Weiter erforschen

  1. Baue ein einfaches Modell der Zellmembran mit Papier oder Karton, zeichne die Ionenkanäle und Natrium-Kalium-Pumpen ein und stelle mit verschiedenfarbigen Perlen oder Klebepunkten die Ionenverteilung dar. Fotografiere dein Modell und erkläre, wie das Ruhepotential von -70mV zustande kommt.

  2. Recherchiere, welche Auswirkungen eine Blockade der Natrium-Kalium-Pumpe durch bestimmte Gifte hat und erstelle eine kurze Präsentation darüber, wie sich das auf das Ruhepotential und die Erregungsleitung bei Nervenzellen auswirkt.

21

Smart Tools NEU

Verwandle diesen Lernzettel in: ✓ 50+ Übungsfragen ✓ Interaktive Karteikarten ✓ Komplette Probeklausur ✓ Aufsatzgliederungen

Probeklausur
Quiz
Karteikarten
Aufsatz

Ähnlicher Inhalt

Fototransduktion im Auge

Erforschen Sie die Fototransduktion, den Prozess, durch den Licht in elektrische Signale umgewandelt wird. Diese Zusammenfassung behandelt die Rolle von cGMP, Natriumionenkanälen und Rhodopsin in der Netzhaut, sowie die Mechanismen der Dunkel- und Helladaption. Ideal für Studierende der Neurobiologie und Augenheilkunde.

BiologieBiologie
11

Signalübertragung durch Second Messenger

Erforschen Sie die Rolle von Second Messengers in der Signalübertragung innerhalb von Zellen, insbesondere am Beispiel von cAMP und Noradrenalin. Diese Zusammenfassung behandelt die Aktivierung von G-Proteinen, die Umwandlung von ATP in cAMP und die Auswirkungen auf postsynaptische Potenziale. Ideal für Studierende der Neurobiologie.

BiologieBiologie
11

Stäbchen Signaltransduktion

Diese Übersicht erklärt die Signaltransduktion in Stäbchen unter völliger Dunkelheit und bei Licht. Sie beschreibt die Rolle von cGMP, Rhodopsin und die Reaktionskaskade, die zur Hyperpolarisation der Stäbchen führt. Ideal für Studierende der Neurobiologie und der visuellen Prozesse. Typ: Fließschema.

BiologieBiologie
11

Neurobiologie: Synapsen und Aktionspotentiale

Vertiefte Zusammenfassung zur Informationsübertragung an Synapsen, einschließlich der Rolle von Acetylcholin, EPSP, und Aktionspotentialen. Ideal für die Klausurvorbereitung in der Q1 Biologie und das Abitur in NRW. Behandelt wichtige Konzepte wie bioelektrische Prozesse, postsynaptische Potenziale und die Struktur chemischer Synapsen.

BiologieBiologie
12

Neurophysiologie: Aktionspotentiale & Synapsen

Entdecken Sie die Grundlagen der Neurophysiologie mit diesem umfassenden Lernmaterial. Erfahren Sie mehr über die Struktur von Neuronen, Aktionspotentiale, postsynaptische Potenziale, synaptische Integration und die Rolle von Neurotoxinen. Ideal für Biologie-LK-Studierende, die sich auf Neurobiologie konzentrieren. Dieses Dokument bietet eine klare Übersicht über die elektrischen Eigenschaften von Nervenzellen und deren Informationsverarbeitung.

BiologieBiologie
13

Neurobiologie: Signalübertragung

Erforschen Sie die Grundlagen der Neurobiologie, einschließlich der Reizweiterleitung, Ruhe- und Rezeptorpotentiale sowie Aktionspotentiale. Lernen Sie die Rolle von erregenden und hemmenden Synapsen, die Informationsverarbeitung in Nervenzellen und die Auswirkungen von Giften und Drogen auf das Nervensystem. Diese Zusammenfassung bietet einen umfassenden Überblick über die Struktur und Funktion von Nervenzellen, Muskelgewebe und den visuellen Prozess im Auge.

BiologieBiologie
11

Beliebtester Inhalt: Bioelektrizität

Beliebtester Inhalt in Biologie

Beliebtester Inhalt

Findest du nicht, was du suchst? Entdecke andere Fächer.

Schüler lieben uns — und du auch.

4.9/5

App Store

4.8/5

Google Play

Die App ist sehr einfach zu bedienen und gut gestaltet. Ich habe bisher alles gefunden, wonach ich gesucht habe, und konnte viel aus den Präsentationen lernen! Ich werde die App definitiv für ein Schulprojekt nutzen! Und natürlich hilft sie auch sehr als Inspiration.

Stefan S

iOS-Nutzer

Diese App ist wirklich super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen [...]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat so viele Möglichkeiten zur Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde sie jedem empfehlen.

Samantha Klich

Android-Nutzerin

Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.

Anna

iOS-Nutzerin

Beste App der Welt! Keine Worte, weil sie einfach zu gut ist

Thomas R

iOS-Nutzer

Einfach genial. Lässt mich 10x besser lernen, diese App ist eine glatte 10/10. Ich empfehle sie jedem. Ich kann Lernzettel anschauen und suchen. Ich kann sie im Fachordner speichern. Ich kann sie jederzeit wiederholen, wenn ich zurückkomme. Wenn du diese App noch nicht ausprobiert hast, verpasst du wirklich was.

Basil

Android-Nutzer

Diese App hat mich so viel selbstbewusster in meiner Klausurvorbereitung gemacht, nicht nur durch die Stärkung meines Selbstvertrauens durch die Features, die es dir ermöglichen, dich mit anderen zu vernetzen und dich weniger allein zu fühlen, sondern auch durch die Art, wie die App selbst darauf ausgerichtet ist, dass du dich besser fühlst. Sie ist einfach zu bedienen, macht Spaß und hilft jedem, der in irgendeiner Weise Schwierigkeiten hat.

David K

iOS-Nutzer

Die App ist einfach super! Ich muss nur das Thema in die Suche eingeben und bekomme sofort eine Antwort. Ich muss nicht mehr 10 YouTube-Videos schauen, um etwas zu verstehen, und spare dadurch richtig viel Zeit. Sehr empfehlenswert!

Sudenaz Ocak

Android-Nutzerin

In der Schule war ich echt schlecht in Mathe, aber dank der App bin ich jetzt besser geworden. Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android-Nutzerin

sehr zuverlässige App, um deine Ideen in Mathe, Englisch und anderen verwandten Themen zu verbessern. bitte nutze diese App, wenn du in bestimmten Bereichen Schwierigkeiten hast, diese App ist dafür der Schlüssel. wünschte, ich hätte früher eine Bewertung geschrieben. und sie ist auch kostenlos, also mach dir darüber keine Sorgen.

Rohan U

Android-Nutzer

Ich weiß, dass viele Apps gefälschte Accounts nutzen, um ihre Bewertungen zu pushen, aber diese App verdient das alles. Ursprünglich hatte ich eine 4 in meinen Englisch-Klausuren und dieses Mal habe ich eine 2 bekommen. Ich wusste erst drei Tage vor der Klausur von dieser App und sie hat mir SEHR geholfen. Bitte vertrau mir wirklich und nutze sie, denn ich bin sicher, dass auch du Fortschritte sehen wirst.

Xander S

iOS-Nutzer

DIE QUIZZE UND KARTEIKARTEN SIND SO NÜTZLICH UND ICH LIEBE Knowunity KI. ES IST AUCH BUCHSTÄBLICH WIE CHATGPT ABER SCHLAUER!! HAT MIR AUCH BEI MEINEN MASCARA-PROBLEMEN GEHOLFEN!! SOWIE BEI MEINEN ECHTEN FÄCHERN! NATÜRLICH 😍😁😲🤑💗✨🎀😮

Elisha

iOS-Nutzer

Diese App ist echt der Hammer. Ich finde Lernen so langweilig, aber diese App macht es so einfach, alles zu organisieren und dann kannst du die kostenlose KI bitten, dich abzufragen, so gut, und du kannst einfach deine eigenen Sachen hochladen. sehr empfehlenswert als jemand, der gerade Probeklausuren schreibt

Paul T

iOS-Nutzer

Die App ist sehr einfach zu bedienen und gut gestaltet. Ich habe bisher alles gefunden, wonach ich gesucht habe, und konnte viel aus den Präsentationen lernen! Ich werde die App definitiv für ein Schulprojekt nutzen! Und natürlich hilft sie auch sehr als Inspiration.

Stefan S

iOS-Nutzer

Diese App ist wirklich super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen [...]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat so viele Möglichkeiten zur Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde sie jedem empfehlen.

Samantha Klich

Android-Nutzerin

Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.

Anna

iOS-Nutzerin

Beste App der Welt! Keine Worte, weil sie einfach zu gut ist

Thomas R

iOS-Nutzer

Einfach genial. Lässt mich 10x besser lernen, diese App ist eine glatte 10/10. Ich empfehle sie jedem. Ich kann Lernzettel anschauen und suchen. Ich kann sie im Fachordner speichern. Ich kann sie jederzeit wiederholen, wenn ich zurückkomme. Wenn du diese App noch nicht ausprobiert hast, verpasst du wirklich was.

Basil

Android-Nutzer

Diese App hat mich so viel selbstbewusster in meiner Klausurvorbereitung gemacht, nicht nur durch die Stärkung meines Selbstvertrauens durch die Features, die es dir ermöglichen, dich mit anderen zu vernetzen und dich weniger allein zu fühlen, sondern auch durch die Art, wie die App selbst darauf ausgerichtet ist, dass du dich besser fühlst. Sie ist einfach zu bedienen, macht Spaß und hilft jedem, der in irgendeiner Weise Schwierigkeiten hat.

David K

iOS-Nutzer

Die App ist einfach super! Ich muss nur das Thema in die Suche eingeben und bekomme sofort eine Antwort. Ich muss nicht mehr 10 YouTube-Videos schauen, um etwas zu verstehen, und spare dadurch richtig viel Zeit. Sehr empfehlenswert!

Sudenaz Ocak

Android-Nutzerin

In der Schule war ich echt schlecht in Mathe, aber dank der App bin ich jetzt besser geworden. Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android-Nutzerin

sehr zuverlässige App, um deine Ideen in Mathe, Englisch und anderen verwandten Themen zu verbessern. bitte nutze diese App, wenn du in bestimmten Bereichen Schwierigkeiten hast, diese App ist dafür der Schlüssel. wünschte, ich hätte früher eine Bewertung geschrieben. und sie ist auch kostenlos, also mach dir darüber keine Sorgen.

Rohan U

Android-Nutzer

Ich weiß, dass viele Apps gefälschte Accounts nutzen, um ihre Bewertungen zu pushen, aber diese App verdient das alles. Ursprünglich hatte ich eine 4 in meinen Englisch-Klausuren und dieses Mal habe ich eine 2 bekommen. Ich wusste erst drei Tage vor der Klausur von dieser App und sie hat mir SEHR geholfen. Bitte vertrau mir wirklich und nutze sie, denn ich bin sicher, dass auch du Fortschritte sehen wirst.

Xander S

iOS-Nutzer

DIE QUIZZE UND KARTEIKARTEN SIND SO NÜTZLICH UND ICH LIEBE Knowunity KI. ES IST AUCH BUCHSTÄBLICH WIE CHATGPT ABER SCHLAUER!! HAT MIR AUCH BEI MEINEN MASCARA-PROBLEMEN GEHOLFEN!! SOWIE BEI MEINEN ECHTEN FÄCHERN! NATÜRLICH 😍😁😲🤑💗✨🎀😮

Elisha

iOS-Nutzer

Diese App ist echt der Hammer. Ich finde Lernen so langweilig, aber diese App macht es so einfach, alles zu organisieren und dann kannst du die kostenlose KI bitten, dich abzufragen, so gut, und du kannst einfach deine eigenen Sachen hochladen. sehr empfehlenswert als jemand, der gerade Probeklausuren schreibt

Paul T

iOS-Nutzer

Wir dachten schon, du fragst nie...

Was ist der Knowunity KI-Begleiter?

Unser KI-Begleiter ist ein speziell für Schüler entwickeltes KI-Tool, das mehr als nur Antworten bietet. Basierend auf Millionen von Knowunity-Inhalten liefert er relevante Informationen, personalisierte Lernpläne, Quizze und Inhalte direkt im Chat und passt sich deinem individuellen Lernweg an.

Wo kann ich die Knowunity-App herunterladen?

Du kannst die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.

Ist Knowunity wirklich kostenlos?

Genau! Genieße kostenlosen Zugang zu Lerninhalten, vernetze dich mit anderen Schülern und hol dir sofortige Hilfe – alles direkt auf deinem Handy.