Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 7 · Abitur Hessen Biologie GK 2022

Thema: Synapse, Hormone und neuronale Plastizität · Aus der Prüfung GK (2022)

Aufgabenstellung

Material 6

Wirkung von Adrenalin an Herzmuskelzellen und Steuerung der Kontraktion des Herzmuskels

Eine prinzipielle Möglichkeit, die Kontraktion zu beeinflussen, besteht durch das im Nebennierenmark gebildete Hormon Adrenalin, das in Stresssituationen oder unter körperlicher Anstrengung ins Blut ausgeschüttet wird. Calcium-Ionen im Zellinneren einer Herzmuskelzelle vermitteln ein Signal zur Aktivierung kontraktiler Strukturen und haben damit Einfluss auf die Kontraktionskraft (= Kraft, mit der sich ein Muskel zusammenzieht) des Herzmuskels. Eine übermäßige Steigerung der Kontraktionskraft kann zum Herzstillstand führen. Der Zusammenhang zwischen Kontraktionskraft und Herzstillstand ist nicht Gegenstand der Aufgabenstellung.

cAMP · cyclisches Adenosinmonophosphat

Proteinkinase · Enzym, das Phosphatgruppen auf Ionenkanäle überträgt

+ · wird aktiviert/positiv verstärkt

7 Erläutern Sie den Einfluss von Adrenalin auf Herzmuskelzellen. (Material 6) [7 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 7 · Abitur Hessen Biologie GK 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

7 Erläutern Sie den Einfluss von Adrenalin auf Herzmuskelzellen. (Material 6)

Lösung: Adrenalin bindet an den Beta-Rezeptor einer Herzmuskelzelle. Dieser Rezeptor aktiviert daraufhin ein G-Protein, welches wiederum das Enzym Adenylatzyklase aktiviert. Dieses Enzym katalysiert daraufhin die Umwandlung von ATP zu cAMP, cAMP aktiviert wiederum Proteinkinase A. Die aktivierte Proteinkinase A phosphoryliert den Calcium-Ionenkanal und bewirkt, dass vermehrt Calcium-Ionen durch den Kanal nach innen strömen. Eine erhöhte intrazelluläre Calcium-Ionenkonzentration hat einen positiven Effekt auf die kontraktilen Strukturen der Herzmuskelzelle.

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