Die Funktionsweise von Nervenzellen und Synapsen ist grundlegend für das Verständnis des Nervensystems.
Die Nervenzelle (Neuron) besteht aus mehreren wichtigen Strukturen: Dem Zellkörper mit Zellkern, den Dendriten für die Reizaufnahme und dem Axon für die Reizweiterleitung. An den Synapsen findet die Informationsübertragung zwischen Nervenzellen statt. Bei der interneuronalen Synapse erfolgt die Übertragung zwischen zwei Nervenzellen, während bei der neuromuskulären Synapse die Verbindung zur Muskelzelle hergestellt wird. Die Erregungsweiterleitung an der Synapse läuft in mehreren Schritten ab: Zunächst werden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt ausgeschüttet, diese binden an Rezeptoren der nachgeschalteten Zelle und lösen dort eine Reaktion aus. Bei der cholinergen Synapse ist der Botenstoff Acetylcholin beteiligt.
Der Stofftransport über Biomembranen erfolgt durch verschiedene Transportmechanismen. Beim passiven Transport bewegen sich Stoffe ohne Energieaufwand entlang eines Konzentrationsgefälles, während der aktive Transport Energie benötigt und gegen ein Konzentrationsgefälle arbeitet. Wichtige Transportformen sind der Uniport (Transport eines einzelnen Moleküls), Symport (gleichzeitiger Transport zweier Moleküle in dieselbe Richtung) und Antiport (Transport zweier Moleküle in entgegengesetzte Richtungen). Die Transportvorgänge an der Biomembran sind essentiell für die Aufrechterhaltung des Zellstoffwechsels und die Signalübertragung im Nervensystem. Diese komplexen Vorgänge werden oft in Form von Arbeitsblättern und schematischen Darstellungen visualisiert, um das Verständnis zu erleichtern.