Aufgabe Vorschlag B - Aufgabe 4 · Abitur Hessen Biologie LK 2022

Aufgabe 4

Deuten Sie die Versuchsergebnisse zum Natrium-Ioneneinstrom in Material 4 und entwickeln Sie eine Hypothese zur molekularen Wirkung von ExTxA im Zusammenhang mit Material 2. (Material 2 und 4) [14 BE]

Material 2: Struktur und Funktion spannungsabhängiger Natrium-Ionenkanäle

Die spannungsabhängigen Natrium-Ionenkanäle aller Neuronen werden von Membranproteinen gebildet, die aus ca. 2000 Aminosäuren bestehen. Das Kanalprotein enthält mehrere Bereiche mit zahlreichen positiv geladenen Aminosäure-Seitenketten und besitzt auf der Membraninnenseite eine charakteristische Struktur, die als IFM-Schleife bezeichnet wird.

Material 4: Wirkung von ExTxA auf spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle

Für die Schmerzleitung verantwortliche sensorische Neuronen von Mäusen wurden isoliert und in einer Nährlösung kultiviert. Mithilfe einer speziellen Untersuchungstechnik wurde an diesen Zellen die Reaktion der Natrium-Ionenkanäle auf eine Potenzialänderung gemessen. Ausgehend von $-80\text{ mV}$ wurde das Membranpotenzial ab dem Zeitpunkt $0$ für den gesamten Messzeitraum auf $-10\text{ mV}$ depolarisiert und der Verlauf des dadurch hervorgerufenen Natrium-Ioneneinstroms registriert.

Die Abbildung zeigt den Zeitverlauf des Natrium-Ioneneinstroms bei einem Neuron in einer Lösung, die ExTxA in einer Konzentration von $50\text{ nmol/l}$ enthielt, sowie bei einem Neuron in einer Lösung ohne ExTxA (Kontrolle).

a)

b)