Aufgabe 1 - Synapse, Hormone und neuronale Plastizität · Abitur NRW Biologie GK · Hornisse-GN 2025

Thema: Synapse, Hormone und neuronale Plastizität · Aus der Prüfung GK · Hornisse-GN (2025)

Aufgabenstellung

Der schmerzhafte Stich einer Hornisse

Hornissenstiche sind sehr schmerzhaft. Die Schmerzwahrnehmung basiert auf einem komplexen neuronalen Vorgang.

Material 1: Wahrnehmung eines Schmerzreizes

In der Haut des Menschen befinden sich Sinneszellen, sogenannte Nozizeptoren, die der Wahrnehmung schmerzhafter Reize dienen. Nozizeptoren nehmen sowohl mechanische als auch chemische Reize auf. In den freien Nervenendigungen der Nozizeptoren löst ein Reiz eine elektrische Erregung aus. Über das Axon der Nozizeptoren wird die Erregung mittels erregender chemischer Synapsen auf die Folgezellen übertragen. Als Neurotransmitter fungiert Glutamat (Abb. 1).

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Stellen Sie die Erregungsübertragung an einer Synapse eines Nozizeptors in einem Fließschema dar (M 1).

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Aufgabenstellung: Aufgabe 1 - Synapse, Hormone und neuronale Plastizität · Abitur NRW Biologie GK · Hornisse-GN 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

1 Stellen Sie die Erregungsübertragung an einer Synapse eines Nozizeptors in einem Fließschema dar (M 1).

Lösung: Aktionspotenzial erreicht synaptisches Endknöpfchen → spannungsabhängige Ca2+\text{Ca}^{2+}-Kanäle in der Membran des synaptischen Endknöpfchens öffnen sich → Ca2+\text{Ca}^{2+}-Ionen-Einstrom ins synaptische Endknöpfchen → synaptische Vesikel mit dem Neurotransmitter Glutamat wandern zur präsynaptischen Membran → Exocytose der synaptischen Vesikel → Freisetzung des Glutamats in den synaptischen Spalt → Diffusion der Glutamatmoleküle durch den synaptischen Spalt und Bindung an passende ligandengesteuerte Ionenkanäle der postsynaptischen Membran → Öffnung der ligandengesteuerten Kationenkanäle in der postsynaptischen Membran → Einstrom von Na+\text{Na}^{+}-Ionen in die postsynaptische Zelle → Depolarisation der postsynaptischen Membran.

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