Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 1 PDF

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386 ideal
Gute quali Rudi
Für biologie dikka...

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Nervenzelle und Nervensystem II

Der Aufbau einer Nervenzelle: Beschriften Sie die folgende Abbildung!

Sek.II Arbeitsblatt 1

Dendrit

Zellkörper Endknöpfchen Axonhügel

Zellkern Axon

Schwannsche Zelle

© GIDA 2007

Ranvierscher Schnürring

Synapse

Nervenzelle und Nervensystem II

Der Feinbau einer Synapse: Beschriften Sie die folgende Abbildung!

Sek.II Arbeitsblatt 2a

Ca2+-Kanal

Transmitter

Vesikel präsynaptische Membran synaptischer Spalt

postsynaptische Membran

Na+-Kanal

© GIDA 2007

Nervenzelle und Nervensystem II

Die Funktion einer Synapse: Erläutern Sie die Vorgänge bei einlaufenden Aktionspotenzialen!

Sek.II Arbeitsblatt 2b

Erläuterung: Die an der präsynaptischen Membran ankommenden A k ti ons potenzi al e v er anl as s en das Ö f f nen der Calcium-Kanäle; eindringende Ca2+-Ionen veranlassen die Vesikel, mit der präsynaptischen Membran zu verschmelzen. Dadurch werden Transmitter in den synaptischen Spalt entlassen und diffundieren u. a. zur postsynaptischen Membran. Dort binden sie sich an geschlossenen Na+-Kanäle, die dadurch ihre Struktur verändern und sich öffnen. Durch die einströmenden Na+-Ionen verändert sich das Membranpotenzial; es e n ts te h t e i n p o s ts y n a p ti s c h e s P o te n zi a l , h i e r : Depolarisierung.

© GIDA 2007

Aktionspotenziale

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 3

Synapsengifte: Die folgende Tabelle beschreibt die Wirkungsweise verschiedener Synapsengifte. Geben Sie jeweils an, ob dies zu einem Krampf (Überregung) oder zu einer Lähmung führt, und begründen Sie Ihre Überlegungen!

Wirkungsweise

Krampf oder Lähmung?

A

Die synaptischen Bläschen verschmelzen nicht mit der Membran.

Lähmung; wird kein Transmitter ausgeschüttet, verändert sich das Ruhepotenzial der postsynaptischen Zelle nicht.

B

Alle synaptischen Bläschen verschmelzen schlagartig mit der Membran.

Krampf; durch das Überangebot von Transmitter bleiben zu viele Kanäle zu lange geöffnet.

C

Der Transmitter wird zerstört.

Lähmung; Information gelangt nicht an die postsynaptische Membran.

D

Die Transmitterbindungsstelle wird verändert.

Lähmung; ohne Bindung öffnen sich die Kanäle nicht.

E

Das Transmitter-abbauende Enzym wird zerstört.

Krampf; Transmitter hält die Kanäle dauerhaft geöffnet, daher übermäßiges Einströmen von Na+.

F

Die Transmitterbruchstücke können die präsynaptische Membran nicht durchdringen.

Lähmung; Vesikel bleiben "leer".

G

Der Schwellenwert am Axon der postsynaptischen Zelle wird abgesenkt.

Krampf; eine geringere Zahl eingeströmter Na+-Ionen führt bereits zur Ausbildung von Aktionspotenzialen.

H

Die Zahl der Natriumionen im synaptischen Spalt wird verringert.

Lähmung; auch bei geöffneten Kanälen strömen nicht genügend Na+ -Ionen ein.

© GIDA 2007

Nervenzelle und Nervensystem II

Das Ruhepotenzial: Beschriften Sie die folgende Abbildung!

Sek.II Arbeitsblatt 4a

Extrazellularraum Natrium-Ion K+-Kanal

Zellmembran

Na+-Kanal

Zytoplasma

Kalium-Ion

K+-Na+-Pumpe © GIDA 2007

Nervenzelle und Nervensystem II

Das Ruhepotenzial: Erklären Sie das Zustandekommen des Ruhepotenzials!

Sek.II Arbeitsblatt 4b

Erklärung: Viele K+-Ionen innen, viele Na+-Ionen außen; K+ können durch Membran, Na+ nur durch Kanäle, die aber geschlossen sind. Geringer Überschuss an positiver Ladung außen -> Membranpotenzial -60 mV, das Konzentrations- und Ladungsgefälle wird durch die Na+- K+-Pumpe aufrechterhalten.

© GIDA 2007

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 5

Die Entstehung eines Aktionspotenzials: Ordnen Sie die Abbildungen in der richtigen zeitlichen Reihenfolge, benennen Sie die Abbildungen und erklären Sie jeweils kurz die ablaufenden Vorgänge!

+

Die Na+-K+-Pumpe stellt den

Na+-Ionen außen;

gradienten wieder her.

geringer Überschuss an positiver

Wiederherstellung des Ruhepotenzials

+

1 Nun öffnen sich spannungs-

3

Viele K+-Ionen innen, viele

ursprünglichen Konzentrations-

4

+

© GIDA 2007

Ruhepotenzial

-

Membranpotenzial –60 mV

Spannungsgesteuerte Na+-Kanäle

gesteuerte K+-Kanäle, damit

öffnen sich schlagartig,

strömen K+-Ionen nach außen,

massenhafter Einstrom von

dies führt zu einer überschießenden

Hyperpolarisation

Ladung außen ->

Repolarisation;-> Membranpotenzial – 80 mV

+ 2

Na+-Ionen bewirkt Ladungsumkehr

Depolarisation

-> Membranpotenzial +30 mV

Die Membranpotenziale:

Nervenzelle und Nervensystem II

Tragen Sie in jedes Koordinatensystem den typischen Verlauf des angegebenen Potenzial-Typs ein!

Sek.II Arbeitsblatt 6

Ruhepotenzial

Spannung in mV +80

+80

+60

+60

+40

+40

+20

+20 0

0 -20

5

10

15

Zeit in ms

-20

-40

-40

-60

-60

-80

-80

Spannung in mV

EPSP (exitatorisches postsynaptisches Potenzial)

Spannung in mV

+80

+80

+60

+60

+40

+40

+20

+20

5

10

15

Zeit in ms

-20

-40

-40

-60

-60

-80

-80

© GIDA 2007

5

10

15

Zeit in ms

IPSP (inhibitorisches postsynaptisches Potenzial)

0

0 -20

Aktionspotenzial

Spannung in mV

5

10

15

Zeit in ms

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 7

1: Großhirn - bewusste Wahrnehmung der Umwelt, denken und handeln

2: Zwischenhirn

1.

- Entstehung von Gefühlen

3: Mittelhirn - Schaltstelle zwischen Sinnes-

2. 3.

organen und Muskulatur

4: Verlängertes Rückenmark - Schaltzentrale für Reflexe

5: Kleinhirn - Feinabstimmung von Körperbewegungen

© GIDA 2007

5. 4.

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 8

Das Gedächtnis: Beschriften sie die vorliegende Abbildung, geben Sie dabei auch die Verweilzeiten an und erläutern Sie die Wirkungsweise des Gedächtnisses!

Wirkungsweise: Informationen

Vergessen Kurzzeitgedächtnis (Minuten)

Üben Langzeitgedächtnis (Tage)

Langzeitgedächtnis (Jahre)

© GIDA 2007

Erinnern

Informationen von allen Sinnesorganen gelangen ins Kurzzeitgedächtnis. Sie verweilen dort für Sekunden bis Minuten und werden durch neu ankommende Informationen gelöscht = vergessen, wenn sie nicht als wesentlich herausgefiltert und in den mittelfristigen Speicher weitergegeben werden. Durch häufiges Wiederaufrufen (= erinnern, üben) gelangen die Informationen schließlich in den langfristigen Speicher, wo sie u. U. lebenslang aufbewahrt werden.

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 9

Strecker

Reiz-Reaktions-Ketten: Die folgende Abbildung zeigt - über die Darstellung im Film hinausgehend - alle am Kniesehnenreflex beteiligten Reiz-Reaktionsketten. 1. Ergänzen Sie die fehlenden Beschriftungen! 2. Erläutern Sie die dargestellten Zusammenhänge!

Muskelspindel

sensorisches Neuron

Rückenmark

Erläuterung: Muskelspindel registriert verstärkte Dehnung; Info über sensorischen Nerv ins Rückenmark und als Erregung über motorischen Nerv zu Unterschenkelstrecker; Folge: Strecker wird angespannt. Gleichzeitig über hemmendes Interneuron Befehl an motorischen Nerv zu Unterschenkelbeuger, sich nicht weiter anzuspannen, um Dehnung zuzulassen.

Beuger

© GIDA 2007

motorische Neurone

Interneuron mit hemmender Synapse

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 10

Das vegetative Nervensystem: Kennzeichnen Sie die Wirkungsweise von Sympathicus und Parasympathicus! Verwenden Sie dabei + für Anregung und für Hemmung!

–

Sympathicus

+ -

Parasympaticus Pupillen

Speichelproduktion

+

Atmung

-

+ Herzschlagfrequenz

+

-

Magen u. Bauchspeicheldrüse

-

+ Glukosefreisetzung in der Leber

+ +

Nebenniere (Adrenalin)

Blase

-

-

+

© GIDA 2007

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 11

Verschaltungsmöglichkeiten von Nervenzellen: Gegeben sind die folgenden Reizsituationen. Die Höhe des Schwellenwerts ist jeweils eingezeichnet. Tragen Sie in die Koordinatensysteme jeweils die Änderungen des Membranpotenzials am Axonhügel ein und erläutern Sie ihre Überlegungen!

Zeitliche Summation:

Spannung

Schwellenwert der AP-Bildung

Zeit

Erst nach dem 3. AP wird der Schwellenwert überschritten, also werden erst die letzten beiden weitergegeben.

Räumliche Summation:

Spannung

Schwellenwert der AP-Bildung

Zeit

Erst nach dem 2. AP wird der Schwellenwert überschritten, also ein AP.

© GIDA 2007

Nervenzelle und Nervensystem II

Verschaltungsmöglichkeiten von Nervenzellen: Gegeben ist die folgende Reizsituation. Die Höhe des Schwellenwerts ist eingezeichnet. Tragen Sie die Änderungen des Membranpotenzials am Axonhügel in das Koordinatensystem ein und erläutern Sie ihre Überlegungen!

Sek.II Arbeitsblatt 12

Verrechnung: Spannung

A

Schwellenwert der AP-Bildung

B

C

© GIDA 2007

inhibitorische Synapse

Zeit

Das AP der inhibitorischen Synapse löscht das mittlere AP von Zelle A aus. Schwellenwert liegt so tief, dass alle übrigen APs ausgelöst werden.

Nervenzelle und Nervensystem II Sek.II Arbeitsblatt 13

Informationsweiterleitung und Verrechnung: Die Axone 1 und 2 übermitteln zur gleichen Zeit Aktionspotenziale. 2 ist ein hemmendes Interneuron. Ordnen Sie den angegebenen Messstellen (MS1 – MS5) die dargestellten Membranpotenziale (A – E) zu und begründen Sie Ihre Zuordnungen!

MS1

1

MS3 MS5

MS2

2

MS3

Spannung

Spannung

A

Spannung

B

C

Zeit

Zeit

Spannung

Spannung

E

D

Zeit

Zeit

MS1 = E zeitlich zuerst, APs, weil am Axon gemessen, hohe Frequenz, weil am Schluss noch Information weitergeleitet wird

MS2 = B zeitlich zuerst, APs, weil am Axon gemessen, geringere Frequenz, wird von E „abgezogen“

MS3 = A zeitlich später, stärkeres EPSP an postsynaptischer Membran

MS4 = D zeitlich später, schwächeres IPSP an postsynaptischer Membran

Zeit...