Reiz und Reaktion
• Reize aus der Umwelt aufnehmen und auf sie zu reagieren
• Reizreaktion bei tierischen Lebewesen haben folgendes Grundschema:
> Reiz (z.b. Licht, Temperatur, Druck, chemischer Stoff) wirkt auf Lebewesen ein
—> kann ein Außen-Reiz (von außen aus der Umwelt) oder Innen-Reiz (durch Zustandsänderung im Inneren des Organismus)
> Reiz wird von speziellen sensorischen Rezeptoren aufgenommen (z.b. moleküle oder Zellorganelle; Sinneszellen)
—> in den Rezeptoren bewirkt der Reiz eine Veränderung der membranpermabilität und damit des Membranpotenzials
——> Potenzialänderung nennt man Erregung, spezieller als Rezeptorpotenzial
> verschiedene Arten von Reizenergie werden dabei alle in dieselbe Form elektrochemischer Energie übersetzt und so für die
Weiterleitung und Weiterverarbeitung des Organismus ,,kompartibel‘‘ gemacht —> (sensorische) Transduktion
> wenn Reizenergie zu gering ist, um direkt eine Erregung zu bewirken, dass kommt es in den Rezeptoren zu einer
Signalverstärkung
> auf Transduktion folgt Transformation: das Rezeptorpotential wird in eine Abfolge von Aktionspotentialen umgewandelt —>
Frequenz der Aktionspotentiake von der Höhe des Rezeptorpotenzials abhängig (Transformation geschieht bei primären
Sinneszellen direkt in der Rezeptorzelle, bei sekundären erst in einer nachgeschalteten Nervenzelle)
> Weiterleitung der Erregung (Transmission)
> Verarbeitung innerhalb des Nervensystems (Integration)
> bei höheren Tieren: im Zuge der Verarbeitung sensorischer Erregung kommt es im Gehirn zur Wahrnehmung (objektive
Reizinformationen werden mit subjektiven Erfahrungen, Persönlichkeitsmerkmalen verknüpft und interpretiert/bewertet)
> aus der Verarbeitung der Erregung kann ein neuronaler Befehl resultieren in Form einer Aktionspotenzialfrequenz über
ableitende Nervenbahnen zu Effektoren geleitet
Reaktion bei Pflanzen
> augenommene Reize
> Reizaufnahme durch spezielle Faktoren (z.b. lichtsensible Pigmente)
> Signalweiterleitung erfolgt, da Pflanzen keine Nervenzellen haben, in der Regel relativ langsam auf chemischem Wege
> Reaktion auf Reize bei Pflanzen in Form von Bewegung (Unterscheidung: Tropismen (Bewegungsrichtung abhngig von
Reizrichtung), Nastien (bewegungsrichtung durch Pfkanzenbau vorgegeben, damit unabhängig von RFeizrichtung), Taxien (von
Reizrichtung unabhängige Ortsveränderung frei beweglicher Pflanzen)
Die Nervenzelle
Bau einer Nervenzelle
• Neurone
—> sind die Informationsübertragenden und informationsverarbeitenden Elemente eines Nervensystems bei Tier und Mensch
• Grundbauplan mit 4 Abschnitten:
1. Soma: eigentlicher Zellkörper; beinhaltet Plasma, Zellkern, Mitochondiren und ein dicht mit Ribosomen besetztes raues
Endoplasmatisches Reticulum
2. Dendriten: meist reich verzweigte Ausläufer des Somas; Funktion: Informationen von anderen Nervenzellen aufnehmen,
unter Umständen vorverarbeiten und an das Soma weiterleiten; durch die Dendriten wird die rezeptive (Erregung
aufnehmende) oberfläche des Somas erheblich vergrößert
3. Axon (Neurit): langer Fortsatz des Somas; Hauptfunktion: Informationsleitung vom SOma bis zum synaptischen
Endknöpfchen; von Axon können Kollaterale (Verzweifungen) abgehen, die sich stark verästeln; kegelförmiger Ursprung des
Axons: Axonhügel (Bildungsstelle des Aktionspotentials); Nervenzellen sind von Gliazellen umgeben: erfüllen Schutz., Stütz-
und Ernährungsfunktion und für die Bildung der Myelinschiede (Markscheide) verantwortlich: besteht aus 80% aus Lipiden
und zu 20% aus Proteinen und wird von den Gliazellen in mehreren Schichten um das Axon gewickelt; bei manchen
peripheren Nervenzellen übernehmen als SCHWANN‘sche Zellen bezeichente Gliazellen die Myelinisierung; myelisierte
Axone werden aks markhaltige Nervenfasern bezeichnet; Myelinscheide ist in regelmäßigen Abständen ubterbrochen:
Ranvier‘sche Schürringe
4. Synaptisches Endknöpfchen: an der Spitze jeder Axonverästelung; bläschenförmige Verdickung; bildet mit einer
nachgeschalteten Nerven-, Muskel-, Sinnes- oder Drüsenzelle eine kontaktstzelle aus —> Synapse (dort werden
Informationen von einer Nervenzelle auf eine nachgeschaltete Zelle übertragen); eine Synapse zwischen Neuronen und
Skellettmuskelzelle: neuromotorische Synapse oder motorische Endplatten
Ruhepotenzial
• Nervenzellen codieren ihre Informationen für die Weiterleitung über längere Strecken in Form eines binärcodes —> die Null
dieses Codes wird als Ruhepotenzial und die Eins als Aktionspotenzial bezeichnet
Ruhepotenzial - Rahmenbedingungen
• Ionen: elektrisch geladene Teilchen; Ionen mit positiver Ladung: Kationen (Iz.b. Kalium-Ionen (K+) oder Natrium-Ionen (Na+))
Ionen mit negativer Ladung: Anionen (z.B. Cglorid-Ionen (CL-) und Protein-Anionen (A-))
• Spannung/Potenzial: elektrische Spannung entsteht dadurch, dass man unterschiedliche elektrische ladungen unter Einsatz
von Arbeit (Energie) trennt —> haben das Bestreben sich auszugleichen —> Bestreben = elektrische Spannung/elektrisches
Potenzial
• Bau der Nervenzellmembran: die Lipiddoppelschicht der nervenzellmembran ist fpr geladene Teilchen undurchlässig; Ionen
können die Membran nur mithilfe spezieller Ionenkanäle passieren (—> Membranproteine, die ringförmig angeordnet sind; in
der Mitte befindet sich eine pore, durch die Ionen die Membran durchqueren können)
• Reize aus der Umwelt aufnehmen und auf sie zu reagieren
• Reizreaktion bei tierischen Lebewesen haben folgendes Grundschema:
> Reiz (z.b. Licht, Temperatur, Druck, chemischer Stoff) wirkt auf Lebewesen ein
—> kann ein Außen-Reiz (von außen aus der Umwelt) oder Innen-Reiz (durch Zustandsänderung im Inneren des Organismus)
> Reiz wird von speziellen sensorischen Rezeptoren aufgenommen (z.b. moleküle oder Zellorganelle; Sinneszellen)
—> in den Rezeptoren bewirkt der Reiz eine Veränderung der membranpermabilität und damit des Membranpotenzials
——> Potenzialänderung nennt man Erregung, spezieller als Rezeptorpotenzial
> verschiedene Arten von Reizenergie werden dabei alle in dieselbe Form elektrochemischer Energie übersetzt und so für die
Weiterleitung und Weiterverarbeitung des Organismus ,,kompartibel‘‘ gemacht —> (sensorische) Transduktion
> wenn Reizenergie zu gering ist, um direkt eine Erregung zu bewirken, dass kommt es in den Rezeptoren zu einer
Signalverstärkung
> auf Transduktion folgt Transformation: das Rezeptorpotential wird in eine Abfolge von Aktionspotentialen umgewandelt —>
Frequenz der Aktionspotentiake von der Höhe des Rezeptorpotenzials abhängig (Transformation geschieht bei primären
Sinneszellen direkt in der Rezeptorzelle, bei sekundären erst in einer nachgeschalteten Nervenzelle)
> Weiterleitung der Erregung (Transmission)
> Verarbeitung innerhalb des Nervensystems (Integration)
> bei höheren Tieren: im Zuge der Verarbeitung sensorischer Erregung kommt es im Gehirn zur Wahrnehmung (objektive
Reizinformationen werden mit subjektiven Erfahrungen, Persönlichkeitsmerkmalen verknüpft und interpretiert/bewertet)
> aus der Verarbeitung der Erregung kann ein neuronaler Befehl resultieren in Form einer Aktionspotenzialfrequenz über
ableitende Nervenbahnen zu Effektoren geleitet
Reaktion bei Pflanzen
> augenommene Reize
> Reizaufnahme durch spezielle Faktoren (z.b. lichtsensible Pigmente)
> Signalweiterleitung erfolgt, da Pflanzen keine Nervenzellen haben, in der Regel relativ langsam auf chemischem Wege
> Reaktion auf Reize bei Pflanzen in Form von Bewegung (Unterscheidung: Tropismen (Bewegungsrichtung abhngig von
Reizrichtung), Nastien (bewegungsrichtung durch Pfkanzenbau vorgegeben, damit unabhängig von RFeizrichtung), Taxien (von
Reizrichtung unabhängige Ortsveränderung frei beweglicher Pflanzen)
Die Nervenzelle
Bau einer Nervenzelle
• Neurone
—> sind die Informationsübertragenden und informationsverarbeitenden Elemente eines Nervensystems bei Tier und Mensch
• Grundbauplan mit 4 Abschnitten:
1. Soma: eigentlicher Zellkörper; beinhaltet Plasma, Zellkern, Mitochondiren und ein dicht mit Ribosomen besetztes raues
Endoplasmatisches Reticulum
2. Dendriten: meist reich verzweigte Ausläufer des Somas; Funktion: Informationen von anderen Nervenzellen aufnehmen,
unter Umständen vorverarbeiten und an das Soma weiterleiten; durch die Dendriten wird die rezeptive (Erregung
aufnehmende) oberfläche des Somas erheblich vergrößert
3. Axon (Neurit): langer Fortsatz des Somas; Hauptfunktion: Informationsleitung vom SOma bis zum synaptischen
Endknöpfchen; von Axon können Kollaterale (Verzweifungen) abgehen, die sich stark verästeln; kegelförmiger Ursprung des
Axons: Axonhügel (Bildungsstelle des Aktionspotentials); Nervenzellen sind von Gliazellen umgeben: erfüllen Schutz., Stütz-
und Ernährungsfunktion und für die Bildung der Myelinschiede (Markscheide) verantwortlich: besteht aus 80% aus Lipiden
und zu 20% aus Proteinen und wird von den Gliazellen in mehreren Schichten um das Axon gewickelt; bei manchen
peripheren Nervenzellen übernehmen als SCHWANN‘sche Zellen bezeichente Gliazellen die Myelinisierung; myelisierte
Axone werden aks markhaltige Nervenfasern bezeichnet; Myelinscheide ist in regelmäßigen Abständen ubterbrochen:
Ranvier‘sche Schürringe
4. Synaptisches Endknöpfchen: an der Spitze jeder Axonverästelung; bläschenförmige Verdickung; bildet mit einer
nachgeschalteten Nerven-, Muskel-, Sinnes- oder Drüsenzelle eine kontaktstzelle aus —> Synapse (dort werden
Informationen von einer Nervenzelle auf eine nachgeschaltete Zelle übertragen); eine Synapse zwischen Neuronen und
Skellettmuskelzelle: neuromotorische Synapse oder motorische Endplatten
Ruhepotenzial
• Nervenzellen codieren ihre Informationen für die Weiterleitung über längere Strecken in Form eines binärcodes —> die Null
dieses Codes wird als Ruhepotenzial und die Eins als Aktionspotenzial bezeichnet
Ruhepotenzial - Rahmenbedingungen
• Ionen: elektrisch geladene Teilchen; Ionen mit positiver Ladung: Kationen (Iz.b. Kalium-Ionen (K+) oder Natrium-Ionen (Na+))
Ionen mit negativer Ladung: Anionen (z.B. Cglorid-Ionen (CL-) und Protein-Anionen (A-))
• Spannung/Potenzial: elektrische Spannung entsteht dadurch, dass man unterschiedliche elektrische ladungen unter Einsatz
von Arbeit (Energie) trennt —> haben das Bestreben sich auszugleichen —> Bestreben = elektrische Spannung/elektrisches
Potenzial
• Bau der Nervenzellmembran: die Lipiddoppelschicht der nervenzellmembran ist fpr geladene Teilchen undurchlässig; Ionen
können die Membran nur mithilfe spezieller Ionenkanäle passieren (—> Membranproteine, die ringförmig angeordnet sind; in
der Mitte befindet sich eine pore, durch die Ionen die Membran durchqueren können)
