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Aufgabenblock — AFB II
Zehn Aufgaben, in denen Wissen aus mehreren Unterkapiteln zusammenkommt: Befunde erklären, Messwerte auswerten, Codes einordnen. Drei gestufte Tipps helfen beim Ansatz.
A1
Ionen verschieben das Ruhepotenzial
AFB IILeiten Sie für jede Veränderung ab, wie sich das Ruhepotenzial eines Axons (−70 mV) verschiebt.
Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
| Veränderung | negativer | weniger negativ | praktisch unverändert |
|---|---|---|---|
| Die K⁺-Konzentration außen steigt von 5 auf 20 mmol/L. | |||
| In die Membran werden zusätzliche K⁺-Leckkanäle eingebaut. | |||
| Die wenigen offenen Na⁺-Leckkanäle werden blockiert. | |||
| Zusätzliche Na⁺-Leckkanäle öffnen sich. | |||
| Tetrodotoxin blockiert die spannungsgesteuerten Na⁺-Kanäle. |
Mehr K⁺-Leitfähigkeit oder weniger Na⁺-Leckstrom bringen das Potenzial näher an E(K⁺) ≈ −90 mV. Ein kleineres K⁺-Gefälle oder mehr Na⁺-Leckstrom depolarisieren. Die spannungsgesteuerten Na⁺-Kanäle sind in Ruhe geschlossen — ihr Blocker ändert das Ruhepotenzial kaum.
Das Ruhepotenzial liegt zwischen E(K⁺) und E(Na⁺) — näher an dem Ion mit der größeren Durchlässigkeit.
Wird das Konzentrationsgefälle für K⁺ kleiner, strömt weniger K⁺ aus.
negativer: mehr K⁺-Kanäle, Na⁺-Leck blockiert · weniger negativ: K⁺ außen erhöht, mehr Na⁺-Leck · unverändert: TTX.
Lösung anzeigen
Das Ruhepotenzial ist ein Kompromiss: K⁺ zieht es Richtung −90 mV, der kleine Na⁺-Leckstrom Richtung +60 mV. Zusätzliche K⁺-Leckkanäle oder blockierte Na⁺-Leckkanäle verschieben das Gewicht zu K⁺ — das Potenzial wird negativer. Mehr Na⁺-Leck oder ein kleineres K⁺-Gefälle (mehr K⁺ außen) depolarisieren. TTX blockiert nur die spannungsgesteuerten Na⁺-Kanäle, die in Ruhe ohnehin geschlossen sind; das Ruhepotenzial bleibt, nur APs werden unmöglich.
A2
Lidocain beim Zahnarzt
AFB IIMaterial: Betäubung vor dem Bohren
Die Zahnärztin spritzt das Lokalanästhetikum Lidocain in die Nähe des Nervs, der den Zahn versorgt. Lidocain blockiert spannungsgesteuerte Na⁺-Kanäle von Axonen. Nach wenigen Minuten spürt die Patientin am Zahn nichts mehr; nach einigen Stunden kehrt das Gefühl zurück.
Begründen Sie, warum der Zahn nach der Spritze taub ist: Markieren Sie alle zutreffenden Aussagen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Ohne offene spannungsgesteuerte Na⁺-Kanäle keine Depolarisationsphase — der Nerv leitet nicht mehr. Das Ruhepotenzial beruht auf Leckkanälen und bleibt; die Wirkung ist deshalb vollständig umkehrbar, wenn Lidocain abgebaut ist.
Welche Phase des AP hängt von spannungsgesteuerten Na⁺-Kanälen ab?
Lidocain wirkt am Nerv, nicht an der Sinneszelle und nicht an einer Synapse.
Drei Aussagen stimmen: kein AP, Meldung erreicht das Gehirn nicht, Ruhepotenzial bleibt.
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Lidocain blockiert die spannungsgesteuerten Na⁺-Kanäle der Axone. Ein Reiz im Zahn kann Sinneszellen noch erregen, doch im betäubten Nervenabschnitt entsteht kein neues AP: Die Depolarisation durch Ausgleichsströme reicht nicht, weil der lawinenartige Na⁺-Einstrom fehlt. Die Erregung erreicht das Gehirn nicht, der Zahn ist taub. Das Ruhepotenzial hängt von K⁺-Leckkanälen ab und bleibt erhalten; eine Synapse ist nicht beteiligt.
A3
Vier Gedankenexperimente
AFB IIErklären Sie die Folgen der vier Gedankenexperimente, indem Sie jeweils die richtige Karte wählen.
Spielen Sie den Weg Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt Sie weiter.
Jedes Protein hat eine eigene Aufgabe: K⁺-Leckkanäle erzeugen das Ruhepotenzial, das Inaktivierungstor beendet das AP, Ca²⁺-Kanäle koppeln AP und Transmitterfreisetzung, die Acetylcholinesterase beendet die Übertragung.
Fragen Sie bei jedem Protein: Welchen Schritt ermöglicht es — und was fehlt ohne es?
Ohne Inaktivierung schließen die Na⁺-Kanäle nicht rasch; ohne Enzym bleibt der Transmitter im Spalt.
Richtig ist jeweils die Karte, die nur den Ausfall genau dieses Proteins beschreibt.
Lösung anzeigen
Ohne K⁺-Leckkanäle fehlt der K⁺-Ausstrom, der die Innenseite negativ auflädt; ein Ruhepotenzial von −70 mV entstünde nicht. Ohne Inaktivierungstor strömte Na⁺ weiter ein, bis die K⁺-Kanäle gegensteuern — das AP würde verlängert, und die Refraktärzeit durch inaktivierte Kanäle fiele weg. Ohne Ca²⁺-Kanäle kommt das AP zwar an, löst aber keine Exocytose aus. Ohne Acetylcholinesterase bleibt ACh gebunden; die Endplatte bleibt depolarisiert, und einzelne Signale lassen sich nicht mehr trennen.