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Messung am Tintenfischaxon
AFB I–IIDie ersten Messungen des Ruhepotenzials gelangen in den 1930er- und 1940er-Jahren an den Riesenaxonen von Tintenfischen. Diese Axone haben einen Durchmesser von bis zu 1 mm, sodass man Elektroden einführen und den Zellinhalt analysieren kann. M1 zeigt die Ionenkonzentrationen, M2 eine Messung beim Einstechen einer Mikroelektrode.
M1Ionenkonzentrationen am Riesenaxon des Tintenfischs (gerundete Literaturwerte)
| Ion | innen in mmol/L | außen in mmol/L |
|---|---|---|
| K⁺ | 400 | 20 |
| Na⁺ | 50 | 440 |
| Cl⁻ | 52 | 560 |
| organische Anionen A⁻ | 385 | — |
M2Messung beim Einstechen einer Mikroelektrode
- Beschreiben Sie die Messanordnung, die zu M2 führt, und den Verlauf der Messkurve.
- Erläutern Sie mithilfe von M1 die Entstehung des Ruhepotenzials am Tintenfischaxon.
- Berechnen Sie für K⁺, Na⁺ und Cl⁻ jeweils das Verhältnis der Konzentration außen zu innen und ermitteln Sie, bei welchem Ion Konzentrations- und Ladungsgefälle in dieselbe Richtung weisen.
- Ein Schüler behauptet: „Im Ruhezustand fließen keine Ionen über die Membran — sonst wäre es ja kein Ruhezustand.“ Beurteilen Sie diese Aussage.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Wo stecken die beiden Elektroden vor und nach t = 4 ms?
Hinweis zu Aufgabe b)
Gehen Sie von den offenen Kanälen aus und betrachten Sie beide Gefälle für K⁺.
Hinweis zu Aufgabe c)
Innen ist gegenüber außen negativ: Welche Ionen werden von der negativen Innenseite angezogen, welche abgestoßen?
Hinweis zu Aufgabe d)
Unterscheiden Sie zwischen „keine Nettoänderung“ und „kein Fluss“.Beurteilen: Zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen.