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physik (Fach) / Fragen (Lektion)

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• Wärmeleitung? ist Wärmefluss oder Wärmestrom in einem Feststoff oder ruhenden Fluid infolge eines Temperaturunterschiedes. dient dem Austgausch von Energie durch direkt Kontakt, aber ohne Transport von Materie physikalische Größen: Wärmelaitfähigkeit, Wärmestrom, Wärmewiderstand.
• Konzentration Na und K in der Zelle  die Konzentration von Kalium in der Zelle ist höher als die des Natriums
• Die molare Wärmekapazität einer chemischen Verbindung ist abhängig von? Materieal Phase (fest, flüssig, gasförmig) Temperatur (bei Festkörpern)
• Wieso hat Wasser die höchste molare Wärmekapazität ? polarer Charakter der Wassermoleküle Wasserstoffbrückenbindungen
• 1 Ficksche Diffusiongesetz Diffusion ist abhänging von: Diffusionsstrecke, Differenz zwischen den Partialdrücken, Fläche die für die Diffusion zur Verfügung steht, Diffusionskoeffizient (für z.B. Gas)
• Stoffmenge von 1 Mol 6.1023 Teilchen
• Was gilt für die Temperaturänderung bei großer und kleiner Wärmekapazität? Bei großer Wärmekapazität steigt die Temperatur nur langsam an. Bei geringer Wärmekapazität steigt die Temperatur schnell an.
• Auf welcher Grundlage funktioniert eine IR- Kamera? Sie zeichnet die Intensität der Strahlung im Infrarotbereich auf. Über das Stefan-Boltzmann-Gesetz (W = δ.T4) kann die Intensität in Temperatur umgerechnet werden.
• Membranwiderstand, wie der in Relation zum Elektrolytwiderstand ist? Der Membranwiderstand ist 1-105 Ohm/cm2 und der von der 0,1 M  NaCl (Elektrolytlösung) ist 10-4 Ohm/cm2
• Membranwiderstand der menschlichen Zellmembran? 1-105 Ohm/cm2
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• Fixierte Anionen der Zellen? Bicarbonat HCO3- Phosphat PO43- Phosphat- und Carboxygruppen der organischen Moleküle (Proteine, Nukleinsäure)
• Warum steigt Flüssigkeit in den Kapillaren hoch, welche Kräfte wirken da und wovon hängt der Anstieg nicht ab? Kappillarität findet nur bei benetzenden Flüssigkeiten statt, Kohösionskräfte sind die Grundlage fpr die Kapillarität, die Steighöhe H= 2(μglass - μgrenzfläche)/ρgR hängt umgekehrt porportional vom Radius ab H ∼1/R
• Refraktärzeit der Herzmuskelzelle = 250ms Schutz des Herzens vor einer zu schnellen Folge von Kontraktionen Ruhepause, um das Herz mit Blut zu füllen
• Funktionsweise Na-K-ATPase Dauer : 10ms Bindung von 3 Na+-Ionen Bindung von ATP + Phosphorylierung Konformationsänderung = nach außen gerichteter Na- Transport Dissoziation von Na+ = Bindung 2 K+ P-Freisetzung durch Hydrolyse Konformationsänderung = nach innen gerichteter K- Transport Dissoziation der K+-Ionen
• Ruhepotential einiger Zellen Nervenzellen  -70mV Muskelzelle  -85mV Blutzelle  -6 bis 9mV Planzen, Pilze, Bakterien   -200 mV
• Ranvier´sche Schnürringe = lokalisierte Stromschleifen
• Schwann´sche Zellen = myelinisierte Fäden (Myelinscheiden) dient der Isolation und Abstandsveränderung
• Vergrößerung der Leitungsgeschwindigkeit Isolierung --> Vergrößerung des Transmembranwiderstandes Abstand der Membranseiten --> Verkleinerung der Transmembrankapazität Plattenabstand des Membrankondensators
• Wovon ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des AP abhängig? abhängig vom Membranwiderstand und von der Membrankapazität
• Welche Ansprüche muss das Aktionspotential für die Fortleitung haben? muss schnell sein über lange Strecken übertragen werden verlustfrei übertragen werden
• Vergleich Dendrit- Membran und Metalldraht Dendrit-Membran ist ein 107 x schlechterer leiter als Metalldraht mit gleichem Durchmesser
• Was passiert mit passiven Signalen? werden durch: Widerstand von Cytosol , Kapazität von Membran abgeschwecht und zeitlich verzögert, je weiter sie wandern.
• Leak-Strom über Membran Injektion von Strom in Zylinder ..> Vm ändert sich als Funktion der Zeit und des Abstandes relativ zum Injektionsort δVm(x,t)/ δx = -riii da etw. Strom auch über Membran fließt (im) bleibt ii nicht konstant δii/δx = im
• Was gibt die Raum - und Längenkonstasnte λ an ? gibt an, wieweit sich ein Strom in einer Nervenfaser bewegt und somit das (Aktions-) Potential beeinflussen wird.
• Saltatorische Leitung von Nervensignalen Nervenleitung --> Depolarisation von Axon-Membran im Bereich der Schnürringe, da die Myelinscheide eines Axons isolierend ist (dh. im Bereich der Schwann´schen Zelle wird die Öffnung der Na+ - Kanäle unterbunden. Nervenfasern Schwann´scher Zellen wirken als Signalbeschleuniger, da die Polarisationswolken über die nicht leitenden Schwann´schen Zellen springen müssen. entlang von nicht myelinisierter Nervenfasern Signalgeschwindigkeit von 100 m/s
• Was wird durch Carrier transportiert? Proteine Aminosäuren
• Was wird durch Poren transportiert? K+ Na+ Ca2+
• Was kann durch Membran diffundieren? Gase (O2, CO2,...)
• Carrier Transport über Konformationsänderung des Proteins kleine organische Moleküle und anorganische Ionen werden transportiert bis 103 Ionen pro sec.
• Ionenkanäle Transport über hydrophile Poren nur organische Ionen werden transportiert Proteintransportrate : 107-108 Ionen /sec.
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• Wodurch werden Ionenkanäle selektiv permeabel für bestimmte Ionen? durch unterschiedliche Porendurchmesser und Form des Kanals durch Polarität der Ladungen in der Pore durch Stärke der Festladungen in der Pore Dehydrationsenergie ist unterschiedlich
• Hydrationsenergie ist umso höher, je kleiner das Ion und je höher die ionenladung ist. Einheit: kJ/mol
• Wozu dienen Selektivitätsfilter von Na- und K-Kanälen? Ionen können nur einzelnt passieren Na+ - Kanal --> Passage mit Hydrathülle (K-H2O ist zu groß) K+ - Kanal --> Passage ohne Hydrathülle
• Grundlage für Ionenkanäle Modulation des Porendurchmessers Selektivität des Kanals Regulierung der Permeabilität des Kanals
• Ionenkanäle (Was? Funktion?) = hochspezifische Filter zur Regulation des Ionenhaushaltes lebender Zellen. generieren Aktionspotentiale und sind verantwortlich für die Fortleitung elektricher Signale in Nervenfasern initiieren die Sekretion von Neurotransmittern und Hormonen
• Welche Kaliumkanäle sind offen? Kalium - einwärtsgerichteter - Kanal Spannujngsabhängiger Kalium- Kanal Natrium - Kalium - Pumpe
• Lipid - Doppelschicht zweidimensionale Flüssigkeiten einzelne Lipidmoleküle können frei innerhalb der Lipid-Doppelschicht diffndieren. laterale Diffusion (schnell seitlich - 2µ/sec) Platztausch (mit Nachbarn -107/sec) Rotation um Längsachse Biegung (Kohlenwasserstoffketten sind bweglich FlipFlop (Wechsel des Monolayers 1x/Monat) Katalysiert von speziellen Phospholipid - Translokatoren
• Wofür ist die Fluidität wichtig? Zellteilung Phagozytose Exozytose Fusion (Spermium - Eizelle)
• Wovon hängt die Fluidität ab? Phospholipidzusammensetzung dem Typ des Kohlenwasserstoffketten der Temperatur
• Was bedeutet Fluidität der Zellmembranen? = Leichtigkeit mit der sich Lipidmoleküle in der Lipidschicht bewegen. (wird durch Cholesterin reguliert)
• Wozu dienen Membranlipide ? Sie bestimmen vile physikalische Eigenschaften (Funktionen) durch: Fluidität Asymmetrie Permeabilität
• Wodurch können Biomembranen charakterisiert werden? Dichte der Membran (= com Gewichtsverhältnis der Proteine zu den Lipiden abhängig) ρ = 1,12 - 1,22g/cm3 (je höher desto mehr Proteine)
• Mechanismus von Akanthozyten ? sehr hohe Konzentration von Cholesterol oder Sphingomyelin in der äußeren Monoschicht der Erythrozytenmembran Deformierbarkeit sinkt und die Form ändert sich beim Durchgang durch die Milz
• Wo kommen Akanthozyten vor? schwere Leberschäden einige Bluterkrankungen seltene neurologische Erkrankungen
• Cholesterol erhöht die Stabilität der Membran Viskosität der flüssigen Membran wird beeinflusst (Enzymfunktion wird beeinflusst) Komponent von "Lipid rafts"
• Aktionspotential = eine charakteristische, vorübergehende Abweichnung vom Ruhepotential in elektrisch erregbare Zellen (Nervenzellen, Sinneszellen, Muskelzellen)

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