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15. Apr. 2021

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Fototransduktion einfach erklärt: Ablauf, Dunkelheit und Auge

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Dax

@daxstudies

Fototransduktion im Auge: Ein komplexer Prozess des Sehens

Die Fototransduktion... Mehr anzeigen

Neurobiologie Sehen: Visuelles System Fototransduktion Fototransduktion im Dunkeln 1 Nat-Einstrom in das Außenglied der Stäbchen entsprechen

Rückkehr zum Ruhepotenzial

Die Rückkehr zum Ruhepotential ist ein essentieller Prozess in der Fototransduktion, der es den Photorezeptorzellen ermöglicht, auf neue Lichtreize zu reagieren. Dieser Vorgang umfasst mehrere Schritte, die die Zelle in ihren Ausgangszustand zurückversetzen.

Der Ablauf der Rückkehr zum Ruhepotenzial lässt sich wie folgt beschreiben:

  1. Rhodopsin-Inaktivierung: Das aktive Rhodopsin wird enzymatisch inaktiviert und zerfällt in seine Bestandteile.

Vocabulary: Rhodopsin ist ein lichtempfindliches Protein in den Stäbchen der Netzhaut, das aus dem Protein Opsin und dem Chromophor Retinal besteht.

  1. Retinal-Regeneration: Das all-trans-Retinal wird von Transportproteinen ins Pigmentepithel gebracht, wo es unter ATP-Verbrauch wieder zu 11-cis-Retinal umgewandelt wird.
  2. Transducin-Inaktivierung: Eine integrierte GTPase inaktiviert Transducin, indem sie GTP zu GDP spaltet. Dadurch löst sich Transducin von der Phosphodiesterase.

Definition: GTPase ist ein Enzym, das die Hydrolyse von GTP zu GDP katalysiert und damit eine wichtige Rolle in der Signaltransduktion spielt.

  1. Transducin-Reassemblierung: Transducin lagert sich mit den abgetrennten Untereinheiten wieder zusammen. In diesem Zustand kann die Phosphodiesterase PDEPDE kein cGMP mehr abbauen.
  2. cGMP-Anstieg: Die Konzentration von cGMP in der Zelle steigt wieder an.
  3. Kanalöffnung: Durch die Bindung von cGMP werden die Natriumkanäle wieder geöffnet.
  4. Depolarisation: Der Natriumeinstrom führt zu einer Depolarisation der Zelle, wodurch das Ruhepotenzial wiederhergestellt wird.

Highlight: Die Rückkehr zum Ruhepotential ist ein präzise regulierter Prozess, der die Empfindlichkeit der Photorezeptoren für neue Lichtreize gewährleistet.

Dieser Zyklus der Fototransduktion und der Rückkehr zum Ruhepotenzial ermöglicht es dem visuellen System, kontinuierlich auf Lichtreize zu reagieren und so eine ununterbrochene visuelle Wahrnehmung zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit und Effizienz dieses Prozesses tragen wesentlich zur Leistungsfähigkeit unseres Sehsystems bei.

Example: Man kann sich die Rückkehr zum Ruhepotenzial wie das Zurücksetzen einer Kamera vorstellen. Nach jeder Aufnahme LichtreizLichtreiz muss die Kamera PhotorezeptorzellePhotorezeptorzelle wieder in ihren Ausgangszustand gebracht werden, um ein neues Bild aufnehmen zu können.

Die Signaltransduktion im Auge ist somit ein komplexes Zusammenspiel verschiedener molekularer Mechanismen, die es uns ermöglichen, unsere visuelle Umgebung präzise und kontinuierlich wahrzunehmen.

Neurobiologie Sehen: Visuelles System Fototransduktion Fototransduktion im Dunkeln 1 Nat-Einstrom in das Außenglied der Stäbchen entsprechen

Fototransduktion im Dunkeln

Die Fototransduktion im Dunkeln ist ein komplexer Prozess, der die Grundlage für die Lichtwahrnehmung im Auge bildet. In diesem Zustand fließt ein konstanter Ionenstrom, der als Dunkelstrom bekannt ist.

Highlight: Der Dunkelstrom ist ein wesentliches Merkmal der Fototransduktion im Dunkeln.

Der Ablauf lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

  1. Natrium-Einstrom: In das Außenglied der Stäbchen strömen Natriumionen ein, getrieben durch das Konzentrationsgefälle. Die Kationen-Kanäle werden durch cGMP-Moleküle offen gehalten.
  2. Depolarisation: Durch den Ioneneinstrom depolarisiert die Zelle, was einen elektrischen Gradienten erzeugt.
  3. Kalium-Ausstrom: Als Folge der Depolarisation strömen Kaliumionen verstärkt aus der Zelle in den extrazellulären Raum.
  4. Ionenpumpen-Aktivität: Natrium-Kalium-Ionenpumpen verhindern einen Konzentrationsausgleich, indem sie unter ATP-Verbrauch Ionen gegen den chemischen Gradienten transportieren.

Vocabulary: cGMP steht für zyklisches Guanosinmonophosphat, ein wichtiger Second Messenger in der Zelle.

  1. Dunkelstrom: Durch diese Prozesse entsteht ein konstanter Ionenstrom, der als Dunkelstrom bezeichnet wird.
  2. Glutamat-Ausschüttung: An der synaptischen Endigung wird kontinuierlich der Neurotransmitter Glutamat freigesetzt.
  3. Bipolarzellen-Hyperpolarisation: Die postsynaptischen Bipolarzellen werden durch das freigesetzte Glutamat hyperpolarisiert, was eine Erregungsweiterleitung verhindert.

Definition: Hyperpolarisation bezeichnet einen Zustand, bei dem das Membranpotential negativer wird als das Ruhepotential.

Fototransduktion bei Belichtung

Die Fototransduktion bei Belichtung ist ein faszinierender Prozess, der die Umwandlung von Lichtreizen in elektrische Signale ermöglicht. Dieser Vorgang ist entscheidend für unsere visuelle Wahrnehmung.

Der Ablauf der Fototransduktion bei Belichtung umfasst folgende Schritte:

  1. Retinal-Umwandlung: Durch die Absorption eines Lichtquants wird 11-cis-Retinal in all-trans-Retinal umgewandelt.
  2. Rhodopsin-Aktivierung: Das angeregte Rhodopsin wird in seine aktive Form umgewandelt und kann nun das G-Protein Transducin binden.

Vocabulary: Rhodopsin ist das lichtempfindliche Pigment in den Stäbchen der Netzhaut.

  1. Transducin-Anregung: Durch die Bindung an Rhodopsin wird Transducin aktiviert. Dabei wird GDP gegen GTP ausgetauscht und eine Untereinheit abgespalten.
  2. Phosphodiesterase-Aktivierung: Das aktivierte Transducin aktiviert seinerseits das Enzym Phosphodiesterase.
  3. cGMP-Abbau: Die Phosphodiesterase baut den Second Messenger cGMP zu GMP ab.

Example: Der Abbau von cGMP ist vergleichbar mit dem Öffnen eines Damms, das den Ionenfluss stoppt.

  1. Kanalschließung: Durch den Abbau von cGMP werden die Natriumkanäle geschlossen.
  2. Hyperpolarisation: Die Schließung der Kanäle führt zur Hyperpolarisation der Zellmembran und zur Entstehung eines Rezeptorpotentials.
  3. Signalausbreitung: Das Rezeptorpotential breitet sich in der Zelle aus.
  4. Glutamat-Reduktion: An der synaptischen Endigung wird weniger Glutamat ausgeschüttet.
  5. Bipolarzellen-Erregung: Die postsynaptischen Bipolarzellen werden erregt und schütten ihrerseits Neurotransmitter aus.
  6. Ganglienzellen-Depolarisation: Die postsynaptischen Ganglienzellen werden depolarisiert.
  7. Aktionspotentiale: In den Ganglienzellen entstehen Aktionspotentiale, die das Signal weiterleiten.

Highlight: Die Fototransduktion wandelt einen Lichtreiz in eine Kaskade von biochemischen und elektrischen Ereignissen um, die letztendlich zur Entstehung von Aktionspotentialen führen.



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Google Play

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Sudenaz Ocak

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Fototransduktion im Auge: Ein komplexer Prozess des Sehens

Die Fototransduktionist ein fundamentaler Prozess im visuellen System, der die Umwandlung von Lichtreizen in elektrische Signale ermöglicht. Dieser Vorgang findet in den Stäbchen und Zapfen der Netzhaut statt und umfasst mehrere... Mehr anzeigen

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Rückkehr zum Ruhepotenzial

Die Rückkehr zum Ruhepotential ist ein essentieller Prozess in der Fototransduktion, der es den Photorezeptorzellen ermöglicht, auf neue Lichtreize zu reagieren. Dieser Vorgang umfasst mehrere Schritte, die die Zelle in ihren Ausgangszustand zurückversetzen.

Der Ablauf der Rückkehr zum Ruhepotenzial lässt sich wie folgt beschreiben:

  1. Rhodopsin-Inaktivierung: Das aktive Rhodopsin wird enzymatisch inaktiviert und zerfällt in seine Bestandteile.

Vocabulary: Rhodopsin ist ein lichtempfindliches Protein in den Stäbchen der Netzhaut, das aus dem Protein Opsin und dem Chromophor Retinal besteht.

  1. Retinal-Regeneration: Das all-trans-Retinal wird von Transportproteinen ins Pigmentepithel gebracht, wo es unter ATP-Verbrauch wieder zu 11-cis-Retinal umgewandelt wird.
  2. Transducin-Inaktivierung: Eine integrierte GTPase inaktiviert Transducin, indem sie GTP zu GDP spaltet. Dadurch löst sich Transducin von der Phosphodiesterase.

Definition: GTPase ist ein Enzym, das die Hydrolyse von GTP zu GDP katalysiert und damit eine wichtige Rolle in der Signaltransduktion spielt.

  1. Transducin-Reassemblierung: Transducin lagert sich mit den abgetrennten Untereinheiten wieder zusammen. In diesem Zustand kann die Phosphodiesterase PDEPDE kein cGMP mehr abbauen.
  2. cGMP-Anstieg: Die Konzentration von cGMP in der Zelle steigt wieder an.
  3. Kanalöffnung: Durch die Bindung von cGMP werden die Natriumkanäle wieder geöffnet.
  4. Depolarisation: Der Natriumeinstrom führt zu einer Depolarisation der Zelle, wodurch das Ruhepotenzial wiederhergestellt wird.

Highlight: Die Rückkehr zum Ruhepotential ist ein präzise regulierter Prozess, der die Empfindlichkeit der Photorezeptoren für neue Lichtreize gewährleistet.

Dieser Zyklus der Fototransduktion und der Rückkehr zum Ruhepotenzial ermöglicht es dem visuellen System, kontinuierlich auf Lichtreize zu reagieren und so eine ununterbrochene visuelle Wahrnehmung zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit und Effizienz dieses Prozesses tragen wesentlich zur Leistungsfähigkeit unseres Sehsystems bei.

Example: Man kann sich die Rückkehr zum Ruhepotenzial wie das Zurücksetzen einer Kamera vorstellen. Nach jeder Aufnahme LichtreizLichtreiz muss die Kamera PhotorezeptorzellePhotorezeptorzelle wieder in ihren Ausgangszustand gebracht werden, um ein neues Bild aufnehmen zu können.

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Fototransduktion im Dunkeln

Die Fototransduktion im Dunkeln ist ein komplexer Prozess, der die Grundlage für die Lichtwahrnehmung im Auge bildet. In diesem Zustand fließt ein konstanter Ionenstrom, der als Dunkelstrom bekannt ist.

Highlight: Der Dunkelstrom ist ein wesentliches Merkmal der Fototransduktion im Dunkeln.

Der Ablauf lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

  1. Natrium-Einstrom: In das Außenglied der Stäbchen strömen Natriumionen ein, getrieben durch das Konzentrationsgefälle. Die Kationen-Kanäle werden durch cGMP-Moleküle offen gehalten.
  2. Depolarisation: Durch den Ioneneinstrom depolarisiert die Zelle, was einen elektrischen Gradienten erzeugt.
  3. Kalium-Ausstrom: Als Folge der Depolarisation strömen Kaliumionen verstärkt aus der Zelle in den extrazellulären Raum.
  4. Ionenpumpen-Aktivität: Natrium-Kalium-Ionenpumpen verhindern einen Konzentrationsausgleich, indem sie unter ATP-Verbrauch Ionen gegen den chemischen Gradienten transportieren.

Vocabulary: cGMP steht für zyklisches Guanosinmonophosphat, ein wichtiger Second Messenger in der Zelle.

  1. Dunkelstrom: Durch diese Prozesse entsteht ein konstanter Ionenstrom, der als Dunkelstrom bezeichnet wird.
  2. Glutamat-Ausschüttung: An der synaptischen Endigung wird kontinuierlich der Neurotransmitter Glutamat freigesetzt.
  3. Bipolarzellen-Hyperpolarisation: Die postsynaptischen Bipolarzellen werden durch das freigesetzte Glutamat hyperpolarisiert, was eine Erregungsweiterleitung verhindert.

Definition: Hyperpolarisation bezeichnet einen Zustand, bei dem das Membranpotential negativer wird als das Ruhepotential.

Fototransduktion bei Belichtung

Die Fototransduktion bei Belichtung ist ein faszinierender Prozess, der die Umwandlung von Lichtreizen in elektrische Signale ermöglicht. Dieser Vorgang ist entscheidend für unsere visuelle Wahrnehmung.

Der Ablauf der Fototransduktion bei Belichtung umfasst folgende Schritte:

  1. Retinal-Umwandlung: Durch die Absorption eines Lichtquants wird 11-cis-Retinal in all-trans-Retinal umgewandelt.
  2. Rhodopsin-Aktivierung: Das angeregte Rhodopsin wird in seine aktive Form umgewandelt und kann nun das G-Protein Transducin binden.

Vocabulary: Rhodopsin ist das lichtempfindliche Pigment in den Stäbchen der Netzhaut.

  1. Transducin-Anregung: Durch die Bindung an Rhodopsin wird Transducin aktiviert. Dabei wird GDP gegen GTP ausgetauscht und eine Untereinheit abgespalten.
  2. Phosphodiesterase-Aktivierung: Das aktivierte Transducin aktiviert seinerseits das Enzym Phosphodiesterase.
  3. cGMP-Abbau: Die Phosphodiesterase baut den Second Messenger cGMP zu GMP ab.

Example: Der Abbau von cGMP ist vergleichbar mit dem Öffnen eines Damms, das den Ionenfluss stoppt.

  1. Kanalschließung: Durch den Abbau von cGMP werden die Natriumkanäle geschlossen.
  2. Hyperpolarisation: Die Schließung der Kanäle führt zur Hyperpolarisation der Zellmembran und zur Entstehung eines Rezeptorpotentials.
  3. Signalausbreitung: Das Rezeptorpotential breitet sich in der Zelle aus.
  4. Glutamat-Reduktion: An der synaptischen Endigung wird weniger Glutamat ausgeschüttet.
  5. Bipolarzellen-Erregung: Die postsynaptischen Bipolarzellen werden erregt und schütten ihrerseits Neurotransmitter aus.
  6. Ganglienzellen-Depolarisation: Die postsynaptischen Ganglienzellen werden depolarisiert.
  7. Aktionspotentiale: In den Ganglienzellen entstehen Aktionspotentiale, die das Signal weiterleiten.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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