Aufgabe Vorschlag B - Aufgabe 6 · Abitur Hessen Biologie GK 2022

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

Aufgabenstellung

Material 5: Das Gift der Schwarzen Witwe

Es gibt nur wenige Spinnen, die dem Menschen gefährlich werden können. Die bekanntesten giftigen Spinnen sind die „Schwarzen Witwen“, von denen es mehrere Arten gibt. Die Europäische Schwarze Witwe ( Latrodectus tredecimguttatus) kommt in trockenen Gebieten im Süden Europas und Asiens vor. Sie baut in Bodennähe unregelmäßige Netze. Bleibt ein Beutetier, z. B. ein Käfer oder eine Heuschrecke, an einem der klebrigen Fangfäden hängen, wird es zunächst eingesponnen, ehe die Spinne es mit einem Giftbiss lähmt und anschließend verzehrt.

Menschen werden nur gebissen, wenn die Spinne in ihrem Unterschlupf gestört oder angegriffen wird. Nach 20 Minuten bis 2 Stunden können verschiedene Symptome, u. a. krampfartige Bauchschmerzen, starke Muskelschmerzen und Muskelkrämpfe, auftreten. Nur sehr selten führt ein Spinnenbiss zum Tod.

Das Giftgemisch der Schwarzen Witwe enthält neben Enzymen zur Verdauung des Beutetiers verschiedene neurotoxisch wirkende Proteine. Für die Wirkung auf Neuronen von Wirbeltieren ist das Protein α\alpha-Latrotoxin verantwortlich. Es wirkt an der präsynaptischen Endigung von Neuronen in sensorischen und motorischen Nervenfasern sowie im Zentralnervensystem. Jeweils vier α\alpha-Latrotoxin-Moleküle lagern sich zusammen in die Zellmembran ein und bilden einen dauerhaft geöffneten Calcium-Ionenkanal.

6 Stellen Sie die Wirkung von α\alpha-Latrotoxin an erregenden Synapsen dar und erklären Sie die beschriebenen Symptome nach einem Biss einer Schwarzen Witwe. (Material 5) [8 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag B - Aufgabe 6 · Abitur Hessen Biologie GK 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Wirkung von alpha-Latrotoxin an erregenden Synapsen

Lösung: Die α\alpha-Latrotoxin-Moleküle bilden zusätzliche, dauerhaft geöffnete Calcium-Ionenkanäle in der präsynaptischen Membran. Der dadurch auch ohne ankommendes Aktionspotenzial ausgelöste Calcium-Ioneneinstrom führt zur Transmitterausschüttung und zur Bildung von EPSPs an der Postsynapse.

Erklärung der beschriebenen Symptome nach einem Biss einer Schwarzen Witwe

Lösung: Die dadurch ausgelösten und weitergeleiteten Aktionspotenziale lösen Schmerzen (bei sensorischen Neuronen) bzw. Krämpfe (bei motorischen Neuronen) aus.

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