Das Aktionspotential

Umfangreiche Sammlung von Übungen und Aufgaben zum Aktionspotential für Biologie am Gymnasium und in der Realschule - zum einfachen Herunterladen und Ausdrucken als PDF

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Bei einem Aktionspotential verändert sich das Membranpotential, sodass eine elektrische Erregung weitergeleitet werden kann.

Das Aktionspotential ist elementar wichtig für die Reizübertragung und somit unerlässlich für unser Leben.

Um das Aktionspotential messen zu können, benötigt man zwei Messelektroden:
Messelektrode 1: wird in die Nervenzelle hineingestochen
Messelektrode 2: wird von außen an die Zelle gehalten.

elektrisch gemessener Verlauf eines Aktionspotentials:

1. Ruhepotential bei -70mV
2. Reize werden von den Dendriten der Nervenzellen aufgenommen.
   Wichtig: Die Reize müssen über einem Schwellenwert (hier: mindestens -50mV) liegen, um überhaupt ein Aktionspotential auszulösen!! Hier gilt das „Alles oder Nichts“ Prinzip: wenn der Schwellenwert nicht erreicht wird, gibt es keine Reaktion!
3. Depolarisation: Wenn der Schwellenwert überschritten wird, öffnen sich Na+ Kanäle und von außen strömen Na+ Ionen in die Zelle. Das Zellinnere wird also immer positiver -> es kommt zu einer Umpolung!
4. Repolarisation: Nach einer gewissen Zeit, schließen sich die Na+ Kanäle wieder. K+ Kanäle werden geöffnet und Kalium strömt aus der Zelle hinaus. Dadurch wird das Zellinnere wieder negativer.
5. Hyperpolarisation: K⁺-Kanäle schließen sich. Im Vergleich zu Na⁺-Kanälen sind die K^{+ _} Kanäle jedoch deutlich langsamer. Es dauert etwa 1-2ms bis diese komplett geschlossen sind. In der Zeit sind weitere K+ Ionen nach außen diffundiert und die Spannung sinkt unter das eigentliche Ruhepotential.
   Nachdem die Na⁺ Kanäle sich im Laufe der Repolarisation wieder geschlossen haben, ist ein erneutes Aktionspotential unmittelbar darauf nicht möglich. Diese Zeitspanne nennt man auch Refraktärzeit und dauert ungefähr 2 ms.
6. Abschließend regulieren die Natrium-Kalium-Ionenpumpen die Spannung wieder auf das Ruhepotential -70mV und das Axon ist bereit für das nächste Aktionspotential.