Das Ruhepotenzial wird durch eine Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, Aufgabe 2?
Hey, könnte mir jemand helfen bei der zweiten Aufgabe? Ich bin nicht gut in Bio und hab Schwierigkeiten, ich würde mich freuen wenn mir jemand helfen könnte
1 Antwort
Hi,
dann schauen wir mal.
Die Natrium-Kaliumpumpe pumpt Natriumionen aus der Zellen und im Gegenzug Kaliumionen in die Zelle. Um die Pumpleistung zu bestimmen, könnte man z.B. den Na+-Ausstrom messen. Was hier gemacht wurde (y-Achse).
Wenn die Temperatur gesenkt wird, bricht die Pumpleistung ein (t1-t2), erholt sich aber wieder nach Temperaturanstieg auf alten Wert wie vorher.
Das bedeutet, dass die Wirkweise der Natrium-Kalium-Pumpe (die man auch "Natrium-Kalium-ATPase" nennt und mit der Endung -ase hat man einen stärkeren Hinweis, dass es sich um ein Enzym handelt) eine ähnliche Temperaturabhängigkeit wie andere Enzyme von biochemischen Reaktionen zeigt und wie sie der Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel) unterliegt. So dass die Pumpe langsamer arbeitet, wenn die Temperatur verringert wird.
Nun sieht man sofort, dass unter der Bedingung b, dem Entfernen von Kalium ebenfalls die Natrium-Kaliumpumpe gehemmt wird. Da ihre Pumpleistung einbricht und sich danach bei Hinzufügen von Kalium wieder erholt (t1-t2).
Allerdings scheint hier ein Fehler in der Aufgabe zu sein. Denn die Natrium-Kalium-Pumpe wird durch Entfernen von extrazellulärem Kalium (K+ außen) inhibiert, nicht durch "K+ innen".
Das erklärt sich dadurch, dass der Pumpvorgang ein Antiport ist. Die Natrium-Kalium-Pumpe wechselt zwischen zwei Zuständen hin und her, die es ermöglichen, Natrium durch die Zellmembran nach außen zu schleusen und im Gegenzug nimmt die Pumpe beim Zurückklappen Kalium mit in die Zelle durch die Membran. So dass nun einleuchtend ist, dass Kalium außen vorhanden sein muss, sonst hat sie nichts zum nach innen pumpen und Leerlauf scheint sie zu bremsen. Daher müsste es "K+ außen" heißen.
Du als Schüler/in kannst das ja nicht wissen, aber du könntest natürlich eine Vermutung aufstellen. Müsste es nicht K+ außen heißen? Weil die Pumpe K+ von außen nach innen pumpt und wenn man ihr kein K+ mehr anbietet, könnte das den Pumpvorgang behindern? Und zwar ebenfalls den nach außen gerichteten für Na+ wie man in Abb. b sieht. Das sollte natürlich Bonuspunkte bringen, weil es bedeutet, dass der Lehrer es nicht gesehen hat. Und besser zu sein als er, bringt eigentlich immer Bonuspunkte.
DNP ist ein Wirkstoff, der die ATP-Synthese in den Mitochondrien hemmt. Unter diesen Bedingungen (c) bricht die Pumpleistung der Natrium-Kalium-Pumpe ebenfalls ein, erholt sich aber wieder, wenn DNP entfernt wird (t1-t2).
ATP ist das "energetische Wechselgeld" (Energielieferant) der Zelle und kommt überall dort zum Einsatz, wo Energie für eine Reaktion oder einen Vorgang benötigt wird. Daraus kann man nun eine Schlussfolgerung ableiten.
Nämlich die, dass der Pumpvorgang ATP-abhängig zu sein scheint. Es ist offenbar ein aktiver Transport, bei dem die Ionen (Natrium, Kalium) gegen ihr Konzentrationsgefälle gepumpt werden und dazu benötigt die Pumpe Energie in Form von ATP.
