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Nervenzellen und Informationssysteme, Zusammenfassungen von Biologie

Biologie

Es ist eine Zusammenfassung über die Themen die in der 4. Klausur behandelt werden, also Informationssysteme und Nervenzellen (Membranpotenzial, Aktionspotenzial etc.)

Art: Zusammenfassungen

2022/2023

Hochgeladen am 17.09.2023

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Larice Blust Biologie 05.05.23
J1 4. Klausur 2. Halbjahr
Informationssysteme:
Nervensystem = Informationssystem Hormonsystem = Informationssystem
Erfassen der Information in Sinnesorganen bzw. Sinneszellen
+ Weitergabe d. Informationen über elektrische & chemische Signale
Reiz-Reaktions-Schema:
Reiz Sinnesorgan Sinneszelle Nerv Gehirn Wahrnehmung (= Verarbeitung im
Gehirn) Reaktion Nerv Muskelzelle Bewegung in der Hand
Adäquat = Reiz muss adäquat sein, um vom Sinn wahrgenommen zu werden
Aufgaben Rinderfelder (sind im Gehirn; es gibt 52 Rinderfelder):
- Verarbeitung im Gehirn in untersch. Arbeitsfeldern
- Jedes Rinderfeld hat eine andere Aufgabe
Sinnesorgane des Menschen:
- Sinn = Fähigkeit einen Reiz aufzunehmen;
obenötigt je nach Reiz das entsprechende Sinnesorgan mit entsprechende
Sinneszellen
- Sinneszelle = spezialisierter Rezeptor innerhalb eines Sinnesorgans
oNimmt Reize auf und wandelt Erregung um
- Adäquater Reiz= Wenn Reiz zur Sinneszelle passt, aufgenommen & umgewandelt
werden kann
Sinneszellen:
- Auge: Stäbchen + Zapfen
- Haut: „Schnecken“ + „längliche Zellen“
o reagieren auf Druck, Berührung, Temperatur
- Zunge: Poren reagieren auf Geschmäcker I
Sinneszellen sind Signalwandler
- Reize führen in Sinneszellen zur Bildung von Erregungen
- selektiv; reagieren nur auf adäquate Reize; lösen Erregungen aus
- Erregungen werden über Nerven von den Sinneszellen zum Gehirn geleitet
- Reiz-Erregungs-Transformation = Umwandlung der Reizenergie in elektrische Energie
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Nur auf Docsity: Lade Nervenzellen und Informationssysteme und mehr Zusammenfassungen als PDF für Biologie herunter!

J1 4. Klausur 2. Halbjahr

Informationssysteme:

Nervensystem = Informationssystem Hormonsystem = Informationssystem Erfassen der Information in Sinnesorganen bzw. Sinneszellen

  • Weitergabe d. Informationen über elektrische & chemische Signale Reiz-Reaktions-Schema: Reiz  Sinnesorgan  Sinneszelle  Nerv  Gehirn  Wahrnehmung (= Verarbeitung im Gehirn) Reaktion  Nerv  Muskelzelle  Bewegung in der Hand Adäquat = Reiz muss adäquat sein, um vom Sinn wahrgenommen zu werden Aufgaben Rinderfelder (sind im Gehirn; es gibt 52 Rinderfelder):
  • Verarbeitung im Gehirn in untersch. Arbeitsfeldern
  • Jedes Rinderfeld hat eine andere Aufgabe Sinnesorgane des Menschen:
  • Sinn = Fähigkeit einen Reiz aufzunehmen; o benötigt je nach Reiz das entsprechende Sinnesorgan mit entsprechende Sinneszellen
  • Sinneszelle = spezialisierter Rezeptor innerhalb eines Sinnesorgans o Nimmt Reize auf und wandelt Erregung um
  • Adäquater Reiz= Wenn Reiz zur Sinneszelle passt, aufgenommen & umgewandelt werden kann

Sinneszellen:

  • Auge: Stäbchen + Zapfen
  • Haut: „Schnecken“ + „längliche Zellen“ o  reagieren auf Druck, Berührung, Temperatur
  • Zunge: Poren  reagieren auf Geschmäcker I  Sinneszellen sind Signalwandler
  • Reize führen in Sinneszellen zur Bildung von Erregungen
  • selektiv; reagieren nur auf adäquate Reize; lösen Erregungen aus
  • Erregungen werden über Nerven von den Sinneszellen zum Gehirn geleitet
  • Reiz-Erregungs-Transformation = Umwandlung der Reizenergie in elektrische Energie

J1 4. Klausur 2. Halbjahr

  • Gehirn kann von Sinneszellen produzierte Erregungen verarbeiten + speichern + Informationen daraus gewinnen & mit bereits gespeicherten Informationen vergleichen Zentralnervensystem = Gehirn + Rückenmark:
  • nimmt Signale auf und verarbeitet diese
  • löst Erregungen für das weitere Veralten aus (Situationsbedingt) Nervenzellen = unterschiedliches Aussehen  je nach Ort + Funktion Informationsübertragung: Nervenzelle = elektrische Übertragung Synapse = chemische Übertragung  siehe AB

Nervenzellen

Nervensystem = Neuronen + Giazellen Giazellen:

  • geben Nervenzellen Halt
  • liefern Nährstoffe
  • sorgen für elektr. Isolierung Nervenzellen:
  • spezialisiert auf die Aufnahme und Weiterleitung von elektr. Erregungen Struktur Nervenzelle
  • großen Zellkörper (Soma): o Zellkern o Mitochondrien (große Anzahl)
  • damit ausreichend Energie für elektr. Vorgänge am Axon bereitgestellt wird o  heißt Kraftwerke der Zelle o + weitere Organellen
  • lange Fortsätze:
  1. verzweigte Dendriten:
  • baumartig verzweigte Fortsätze des Zellkörpers

J1 4. Klausur 2. Halbjahr o Gesamtheit aller Hüllzellen bilden eine Myelinscheide o stellt einen elektr. Isolator um das Axon dar o Isolierung erzeugt schnellere Erregungsweiterleitung über Axon o Zwischen Hüllzellen ist Myelinscheide in regelmäßigen Abständen unterbrochen o  Unterbrechungen der Myelinscheide = (Ravier’sche) Schnürringe

Modell zum Membranpotenzial:

 es bleibt gleich = spielt sich ein  wechselt sich nur gering etwas  Membranpotenzial = Spannung spielt sich ein Es stellt sich eine konstante Potenzialdifferenz ein, ein Gleichgewichtspotenzial, da immer die gleiche Anzahl an Teilchen vor und zurück geht. So besteht nach einer Zeit immer dieselbe Ladungsüberschuss, d.h. dieselbe Spannung an der Membran.

J1 4. Klausur 2. Halbjahr Erklären sie, dass sich schließlich ein Gleichgewichtspotenzial einspielen wird: Ist das Gleichgewichtspotenzial erreicht, findet kein **Einfluss mehr statt. D.h. für jedes Ion, dass durch die Membran hindurchwandert, geht auch eins wieder hinaus. Das Gleichgewichtspotenzial für ein Ion erreicht, sobald die beiden Triebkräfte für Ionen im Gleichgewicht und entgegengesetzt sind. Der chemische Gradient, also die Ungleichheit der Kalium-Ionen wird sich durch Brownsche Molekularbewegung durch offene K+ - Kanäle ausgleichen; und der elektrische Gradient entsteht zunehmend, da die negativ geladenen Anionen innen zurückbleiben. Chemischen Eigenschaft & elektrische Ladung sind für ein Ion untrennbar verbunden, jedoch weisen die beide Triebkräfte in unterschiedlichen Richtungen, weshalb sich eben ein konstante Potenzialdifferenz, das Gleichgewichtspotenzial einstellt.

Wie kommt es zu einem Gleichgewichtszustand?

Es gibt zwei Triebkräfte, die die Ionen ins Gleichgewicht bringen:

  1. Die Ungleichverteilung der Kalium-Ionen gleicht sich durch die Bewegung der Teilchen aufgrund der brownsche Molekularbewegung im wässrigen Medium aus, indem sie durch die offenen K+^ – Kanälen hindurch gleiten.

J1 4. Klausur 2. Halbjahr Kontinuierliche v.s. saltatorische Erregungsweiterleitung Saltatorische Erregungsweiterleitung: Die isolierte Nervensäge leider das Aktionspotenzial entlang der arabische Schnürring er „sprunghaft“ weiter und beschreibt eine schnelle, springende Erregungsleitung. Die Ursache des Springens ist das magnetische Feld. Brauchen weniger Energie Kontinuierliche Erregungsweiterleitung: Wenn die Lernzettel nicht isoliert sind, also wenn sie keine umhüllte Myelinscheide besitzt, müssen die elektr. Signale kontinuierlich weiterleiten. Dadurch sind sie langsamer und können nur durch einen größeren Axondurchmesser schneller werden. Bei kontinuierliche Erregungsweiterleitung kommt es zur fortlaufende Depolarisierung, da an jeder freien Stelle der Axonmembran eine Depolarisierung stattfinden muss. Übertragung und Erregung an der Synapse: Über die synaptischen Endknöpfchen werden chemische Botenstoffe , die Neurotransmitter , freigesetzt. Neurotransmitter bewirken an den Dendriten der nachfolgenden Nervenzelle eine vorübergehende Öffnung von Ionenkanälen. Durch eine Wanderung der Ionen durch die postsynaptische Membran kommt es zu einer Änderung des Membranpotentials. Dieses Membranpotential ist die Information, die zum Soma weitergeleitet wird. Am Übergang zwischen Soma und Axon befindet sich der Axonhügel. Dort werden Informationen bzw. Signale in ein Aktionspotential umgewandelt, wenn ein gewisser Schwellenwert des Potentials überschritten wurde. Dieses Aktionspotenzial wird entlang der Axone immer weitergeleitet, ohne an Stärke zu verlieren. Ist also der Schwellenwert überschritten, erfolgt eine gleichbleibende Reaktion, die bei einem weiterhin erhöhten Potential nicht stärker ausfallen würde: Man spricht von einem Alles-oder-nichts-Prinzip. Wenn das Aktionspotential die Synapsen erreicht, kommt es zur Ausschüttung der Botenstoffe in den synaptischen Spalt. Die Neurotransmitter heften sich an Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran einer jeweils nachgeschalteten Nerven-, Sinnes- oder Drüsenzelle oder Muskelfaser, wobei Neurotransmitter und Rezeptor zueinander passen wie ein Schlüssel zum Schloss ( Schlüssel-Schloss-Prinzip ). Die Bindung zwischen Botenstoff und Rezeptor löst erneut einen elektrischen Impuls aus, der beim erreichen des Schwellenwertes wieder am Axon entlang wandert und so über die Synapsen von Zelle zu Zelle weitergegeben wird, bis die Zielzellen erreicht sind: Es kommt zu einer Reaktion – wie zum Beispiel einer Kontraktion des Muskels.

J1 4. Klausur 2. Halbjahr