VL 11 Mebranpotential

Question 1

Was passiert wenn es einen Konzentrationsunterschied gibt, aber alle Teilchen die Membran gleich gut passieren können? was wenn nicht für alle gleichdurchlässig?

Answer 1

1. Die Teilchen diffundieren entlang des Konzentrationsgefälles Chemisches Potenzial am Ende: dynamisches Gleichgewicht
2. permeable Ionen diffundieren so lang entlang Konzentrationsgefälles bis: elektrisches Potenzial = chemisches Potenzia:
   - >dynamisches Gleichgewichtl

Question 2

Gleichgewicht zwischen chemischem und elektrischem Potenzial für Kalium?

Answer 2

• chemisches Potential-> treibt K⁺-Fluss entlang dem Konzentrationsgradienten
• elektrisches Potential hemmt den Fluss entlang Kz.-Gradient

chemisches Potential=-elektrisches Potential

Question 3

Woraus setzt sich die Nernstgleichung zusammen?

Wofür kann sie benutzt werden?

Answer 3

-maximale chemische Nutzarbeit eines Systems der maximalen elektrischen Nutzarbeit gleichgesetzt

und nach der Potenzialdiferenz aufgelöst

-erlaubt das Potential für ein frei durch die Membran diffundierbares Ion im Gleichgewicht zu bestimmen

Question 4

Woher kommt bei der Nernst-Gleichung der Unterschied zwischen berechnetem und gemessenem Potential?

Answer 4

• Zellmembran nicht ganz dicht-> es gibt auch permeabilitäten für andere Ionen-> z.B. Na+
• >Leckströme

Question 5

Wie ergibt sich der Permeabilitätskoeffizient aus dem ersten fickschen Gesetz?

Answer 5

Question 6

Was gibt einem die Goldmann-Gleichung? Wofür gilt sie?

Answer 6

• liefert eine Abhängigkeit der Membranspannung bei Permeabilitäten für mehrere Ionen
• vom Konzentrationsunterschied zwischen innen und außen des entsprechenden Ions
• dem Permeabilitätskoeffizienten des betreffenden Ions
• der Ladung des entsprechenden Ions

Gilt für stationäre (nicht) Gleichgewichtszustände

Question 7

Elektrisches Feld der Membran?

Answer 7

• E=U/d
• >d. h. bei ca. 70 mV Potentialdifferenz ergibt sich eine Feldstärke von ca. 105 V/cm

Question 8

Wie viele Ladungsträger braucht man für eine pot. Differenz von ca. -70 mV ? Was sagt das aus über die am Membranpotential beteiligten Ionen?

Answer 8

-𝑄 = 𝐶 ∙ U

c=Membrankapazität

Question 9

Weshalb ist die Na+/K+-Pumpe notwendig?

Answer 9

• aufgrund Leckströme würde das Ruhemembranpotential schnell abgebaut werden und es käme zum Zeltod
• >Aufrechterhaltung Ionenkonzentrationsverhältnisse an Zellmembran

Question 10

Unterschied Gleichgewischtspotential und Nettonullstrompotential?

Answer 10

Gleichgewichtspotential:

-Membran nur für genau eine Ionensorte durchlässig - Summe der Ionenströme über die Membran ist bei diesem elektrischen Potenzial Null (Netto-Nullstrompotential), das elektrische Potenzial steht im Gleichgewicht mit dem chemischen Potenzial und bleibt daher unverändert->keine Energiezufuhr von außen zur Aufrechterhaltung des Systems notwendig

Nettonullstrompotential:

An einer Membran, die gleichzeitig für mehrere Ionensorten durchlässig ist, gibt es ein Netto-Nullstrompotenzial, bei dem sich die Ungleichgewichte von elektrischem Potenzial und chemischen Potenzialen einzelner Ionensorten nur durch Energiezufuhr von außen (Na+ / K+ Pumpe) kompensieren lassen.

->Membranpotential Zellen

Question 11

Warum ist das Ruhepotential von beduetung?

Answer 11

• Informationsübertragung:
• versetzt die Zelle in die Lage erregtoder gehemmt zu werden

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