VL7-9 Elektrodiffusion Flashcards
Hier sehen sie die Nernst-Planck Gleichung:
I_S= −z_S⋅F⋅ [u_s⋅c_S⋅(dΨ_S/dx) + D⋅(dc_S/dx)]
Was ist D? (1 P)
2022/1
D = Diffusionskoeffizient
Hier sehen sie die Nernst-Planck Gleichung:
I_S= −z_S⋅F⋅ [u_s⋅c_S⋅(dΨ_S/dx) + D⋅(dc_S/dx)]
Es gibt zwei Ausdrücke, welche durch Gradienten bestimmt werden. Welche Gradienten sind das? (2P)
2022/1
2021/2
2019/3
dc/dx = chemisches Gradient
dΨ/dx elektrisches potential
Hier sehen sie die Nernst-Planck Gleichung:
I_S= −z_S⋅F⋅ [u_s⋅c_S⋅(dΨ_S/dx) + D⋅(dc_S/dx)]
Warum ist ein Minus vorangestellt? Was ist die Bedeutung für die Bewegung der Ionen? (1 P)
2022/1
2021/2
2019/3
A positive flux is obtained with a negative electric field
The positively chraged ions flow in the direction of the
Hier sehen sie die Nernst-Planck Gleichung:
I_S= −z_S⋅F⋅ [u_s⋅c_S⋅(dΨ_S/dx) + D⋅(dc_S/dx)]
Unter welchen Bedingungen ist diese Gleichung gültig? (1P)
dc/dx = [(zF⋅c_s)/RT] ⋅ dψ/dx
Bemerkung: u_s = D_s[zF/RT]
2022/1
2021/2
_________________________
Unter welcher Bedingung ist folgende Gleichung gültig:
dc/dx=- zFcs/RT cd) dψ/dx?
2019/3
_____________________
bei I → bei I s=0
(s. Plested Skript S. 11)
Hier sehen sie die Nernst-Planck Gleichung:
I_S= −z_S⋅F⋅ [u_s⋅c_S⋅(dΨ_S/dx) + D⋅(dc_S/dx)]
u_s für Kalium ist 50% größer als für Natrium. Welches Ion bewegt sich langsamer/schneller? (1 P)
2022/1
2019/3
Sie sehen hier eine berühmte Gleichung:
https://images.app.goo.gl/G48a3ujhuQEMv89C7
E_rev = (RT/F)⋅ln⋅(P_K[K]o + P_Na[Na]o + P_Cl⋅[Cl]i) / (P_K[K]i + P_Na[Na]i + P_Cl⋅[Cl]o)
- wie heißt diese Gleichung? (1 P)
2022/2
2021/3
Goldman-Hodgkin-Katz (GHK) Spannungsgleichung
Sie sehen hier eine berühmte Gleichung:
https://images.app.goo.gl/G48a3ujhuQEMv89C7
E_rev = (RT/F)⋅ln⋅(P_K[K]o + P_Na[Na]o + P_Cl⋅[Cl]i) / (P_K[K]i + P_Na[Na]i + P_Cl⋅[Cl]o)
- Welcher Wert hat Nettostrom unter diesen Bedingungen? (1 P)
2022/2
2021/3
Der Nettostrom hat unter Gleichgewichtsbedingungen einen Wert von 0 (k)
0 A (p)
Sie sehen hier eine berühmte Gleichung:
https://images.app.goo.gl/G48a3ujhuQEMv89C7
E_rev = (RT/F)⋅ln⋅(P_K[K]o + P_Na[Na]o + P_Cl⋅[Cl]i) / (P_K[K]i + P_Na[Na]i + P_Cl⋅[Cl]o)
- Wenn es keine Kalium- und Chloridleitfähigkeit/Strom gibt, bekommen wir eine viel einfachere Gleichung nur für Natrium. Wie heißt diese? (1 P)
2022/2
2021/3
Nernst-Gleichung (k, p)
Sie sehen hier eine berühmte Gleichung:
https://images.app.goo.gl/G48a3ujhuQEMv89C7
E_rev = (RT/F)⋅ln⋅(P_K[K]o + P_Na[Na]o + P_Cl⋅[Cl]i) / (P_K[K]i + P_Na[Na]i + P_Cl⋅[Cl]o)
- Wir messen das Ruhepotential einer Zelle. Es gibt keinen Natrium Strom (Leitfähigkeit = 0) und das Potential (E_rev) beträgt –78 mV.
Wir nehmen an, dass PK = PCl, [Cl]o = 120 mM, [K]o = 3 mM und [K]i = 85 mM ist und RT/F = 26 mV, was ist dann der Wert von [Cl]i ? (2 P)
2022/2
2021/3
[Cl]_i = e^(-78/26mV) * ([Cl]_o+[K]_i)) - [K]_o
= e^(-78/26mV) * (120mM + 85 mM) - 3mM
= 7,2 mM
(p)
Sie sehen hier eine berühmte Gleichung:
https://images.app.goo.gl/G48a3ujhuQEMv89C7
E_rev = (RT/F)⋅ln⋅(P_K[K]o + P_Na[Na]o + P_Cl⋅[Cl]i) / (P_K[K]i + P_Na[Na]i + P_Cl⋅[Cl]o)
(E_rev) beträgt –78 mV.
Wir nehmen an, dass PK = PCl, [Cl]o = 120 mM, [K]o = 3 mM und [K]i = 85 mM ist und RT/F = 26 mV, Cl_i=0,0072=72mV
- Nehmen Sie einen typischen Wert für die Natriumkonzentrationen (innen und außen) an.
(Hinweis: sehen Sie sich die Kaliumkonzentration an und gehen Sie davon aus, dass eine NaK ATPase vorhanden ist).
Wenn sich die Natriumkanäle öffnen, kann die Zelle dann depolarisieren? Beschreiben Sie den Prozess. (2 P)
2022/2
2021/3
Natrium innen = ca 4 mM
aussen = ca 100 mM
- Ruhepotential kanaele geschlossen
2.
Reiz erreicht Axonhuegel
–> wenn stark genug uberschreitet er schwellenwert
–> oeffnung Na-Kanaele
–> oeffnung weiterer Kanaele
–> Aktionspotential
–> Natriumkanaele schliessen sich wenn Spannungsmaximum erreicht
–> K Kanaele oeffnen sich
–> Repolarisation
–> Ruhepotential
(p)
Ja, wenn die spannungsabhängigen Natriumkanäle öffnen kann die Zelle über den Natriumeinstrom depolarisieren und das Membranpotential steigt bis auf 40mV (es kommt zu einem Aktionspotential), anschließend kommt es durch die leicht verzögerte Öffnung der Kaliumkanäle zu einem Kaliumausstrom, der zu einer Hyperpolarisation ca. 80mV führt, die Na/K-Pumpe stellt dann das Ruhepotential von ca. 70mV wieder her 🡪 Repolarisation.
Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, kann die Zelle an der Membran erneut depolarisiert werden und ein weiteres Aktionspotential kann entstehen
(k)
Wie hoch ist das Membranpotential während eines Aktionspotentials ist am höchsten Punkt? (1 P)
2022/1
2021/3
2021/2
2019/3
40 mV (k)
Welche Ionen werden im Tintenfischaxon genutzt? (1P)
2022/1
2019/3
Das Aktionspotential im Tintenfischaxon wird durch Natrium und Kaliumionen bestimmt (k)
Na fliesst zuerst, dann K
Damit sich Aktionspotenziale schneller ausbreiten, können Axone ummantelt werden. Womit? (1 P)
2022/1
Die Hauptaufgabe des Myelins ist die Ermöglichung saltatorischer Signalweiterleitung 🡪 dann findet immer nur an den ranvierischen Schnürringen ein Aktionspotential statt 🡪 schneller, verbrauchen weniger Energie
Wie schnell (m/s) kann sich ein Aktionspotential entlang eines Axons ausbreiten? (1 P)
2022/2
2021/3
2021/2
150m/s (k)
ca 120 m/s (p)
(in 2021/2 options were O 22 cm/s O 1 m/s O 120 m/s O 10000 m/s )
Warum nutzen höher entwickelte Organismen Aktionspotentiale? Nennen Sie einen anderen denkbaren Weg, um Informationen in einem biologischen System zu senden, und geben Sie an, warum dieses physikalische Prinzip Ionenflüssen unterlegen ist. (3 P)
2022/2
2021/3
Weil das so schnell ist ? (s)
Hoehere Bandbreite & Schnelligkeit (p)
Diffusion waere auch denkbar, ist aber zu langsam, vom Konzentrationsgradienten abhaengig (p)
Ein anderer denkbarer Weg wäre eine chemische Signalweiterleitung (k)
