7 Neurobiologie. 7.1 Die Nervenzelle. Aufgabe 7.1-1: Bau der Nervenzelle

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1 7 Neurobiologie 7.1 Die Nervenzelle Aufgabe 7.1-1: Bau der Nervenzelle a) Benenne die Bestandteile der Nervenzelle! b) Welche Aufgaben haben die einzelnen Bestandteile der Nervenzelle? c) Fertige von den mit A und B gekennzeichneten Bereichen der Nervenzelle Zeichnungen an, die schematisch den jeweiligen Querschnitt zeigen! Beschrifte deine Zeichnungen! Aufgabe 7.1-2: Definiere folgende Begriffe mit je einem Satz: a) Axon b) Synapse c) Graue Substanz d) Nerv Aufgabe 7.1-3: Beschreibe mit je einem Satz die Funktion folgender Strukturen: a) Dendrit b) Myelinhülle Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

2 Aufgabe 7.1-4: Im menschlichen Gehirn ist der häufigste Zelltyp... a) das Motoneuron. b) das sensorische Neuron. c) das parasympathische Neuron. d) die Gliazelle. e) das sympathische Neuron. Aufgabe 7.1-5: Innerhalb eines Neurons bewegt sich Information vom... a) Dendriten zum Soma und weiter zum Axon. b) Axon zum Soma und weiter zum Dendriten. c) Soma zum Axon und weiter zum Dendriten. d) Axon zum Dendriten und weiter zum Soma. e) Dendriten zum Axon und weiter zum Soma. Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

3 7.2 Die Nervenimpulse Aufgabe 7.2-1: a) Was geschieht mit dem Ruhepotenzial einer Nervenzelle, wenn diese als Folge eines Defekts kein ATP mehr bilden kann? b) Warum wandern Kalium-Ionen aus der Zelle? Warum bleiben ihre Konzentrationen innen und aussen trotzdem konstant? Aufgabe 7.2-2: Ionenverteilung an der Nervenzellmembran Die Abbildung unten zeigt einen Ausschnitt aus der Membran einer Nervenzelle. a) Ordne den Zahlen die entsprechenden Begriffe zu! b) Zeichne die Verteilung der Ionen am nicht erregten Nerv an beiden Seiten der Membran ein! Stelle die angenähert quantitativen Verhältnisse durch mehr oder weniger Symbole der einzelnen Ionenarten dar! Verwende für die jeweiligen Kationen und Anionen die angegebenen Symbole! Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

4 Aufgabe 7.2-3: Das Ruhepotenzial eines Neurons basiert hauptsächlich a) auf lokaler Stromausbreitung. b) offenen Na + -Kanälen. c) synaptischer Summation. d) offenen K + -Kanälen. e) offenen Cl - -Kanälen. Aufgabe 7.2-4: Ergänze die folgenden Aussagen über die Vorgänge am Axon und ordne diese zeitlich. a) Ein von ca. +30 mv entsteht. b).dringen ins Axon ein. c) Die Membran wird von -70 auf -50 mv.. d) Die Natrium-Kanäle... und die...kanäle öffnen sich. e) Das Membranpotenzial sinkt unter den Schwellenwert, die öffnen sich. f) Das.. verschwindet, es entsteht das. von -70mV. g).-ionen verlassen die Zelle. Aufgabe 7.2-5: a) Wie und wann bewegen sich viele Kalium-Ionen aus dem Axon und was ist die Folge? b) Wie und wann verlassen Natrium-Ionen das Axon und was ist die Folge? c) Wo und warum bewegen sich positive Ionen vom aktiven Schnürring zum nächsten? Aufgabe 7.2-6: Nenne die unmittelbare Ursache und die direkte Folge folgender Vorgänge am Schnürring eines Axons: a) Verminderung des Ruhepotenzials unter den Schwellenwert. b) Einstrom von Natrium-Ionen. c) Bildung eines Aktionspotenzials. d) Ausgleichsströme zu benachbarten Schnürringen. Aufgabe 7.2-7: Welche Aussage beschreibt das Aktionspotenzial richtig? a) Seine Grösse nimmt längs des Axons zu. b) Seine Grösse nimmt längs des Axons ab. c) Alle Aktionspotenziale in einem individuellen Neuron haben dieselbe Grösse. d) Während eines Aktionspotenzials bleibt das Membranpotenzial eines Neurons konstant. e) Ein Aktionspotenzial verschiebt das Membranpotenzial eines Neurons auf Dauer vom Ruhewert weg. Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

5 Aufgabe 7.2-8: Ein Neuron, das gerade ein Aktionspotenzial ausgelöst hat, kann nicht sofort ein zweites auslösen. Das kurze Zeitintervall, während dem die Auslösung eines zweiten Aktionspotenzials unmöglich ist, wird bezeichnet als... a) Hyperpolarisation. b) Ruhepotenzial. c) Depolarisation. d) Repolarisation. e) Refraktärzeit. Aufgabe 7.2-9: Die Fortleitungsgeschwindigkeit eines Aktionspotenzials hängt davon ab,... a) ob das Axon myelinisiert ist oder nicht. b) welchen Durchmesser das Axon hat. c) ob das Axon von Gliazellen isoliert ist. d) welche Querschnittsfläche das Axons hat. e) Alle Antworten sind richtig. Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

6 7.3 Die Signalübertragung an Synapsen Aufgabe 7.3-1: Die Bindung von Neurotransmitter an die postsynaptischen Rezeptoren einer hemmenden Synapse führt zu... a) einer Depolarisation der Membran. b) der Auslösung eines Aktionspotenzials. c) einer Hyperpolarisation der Membran. d) einer erhöhten Permeabilität der Membran für Natriumionen. e) einer erhöhten Permeabilität der Membran für Calciumionen Aufgabe 7.3-2: Ob eine Synapse erregend oder hemmend ist, hängt ab... a) vom Typ des Neurotransmitters. b) von der präsynaptischen Endigung des Axons. c) von der Synapsengrösse. d) von der Art des postsynaptischen Rezeptors. e) von der Neurotransmitterkonzentration im synaptischen Spalt. Aufgabe 7.3-3: a) Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit ein Neuron, an dem mehrere Synapsen gleichzeitig aktiv sind, eine Erregung weiterleitet? b) Warum löst der Transmitter an der motorischen Endplatte praktisch immer Aktionspotenziale aus? Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

7 Aufgabe 7.3-4: Informationsverarbeitung an Nervenzellen Das Teilbild (1) zeigt drei Synapsen, die auf die Synapse einer Empfängerzelle geschaltet sind, sowie die Aktionspotentiale dieser Synapsen. a) Trage die Somapotentiale für die Synapsen A, Bund C in das Teilbild (2), das Gesamtpotential in das Teilbild (3) ein! Begründe den jeweiligen Verlauf des Grafen! b) Zeichne die Folge von Aktionspotentialen, welche die Empfängerzelle abgibt, in das Teilbild (4) ein! Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

8 7.5 Der Aufbau und die Funktion des Nervensystems Aufgabe 7.5-1: Die Körpertemperatur wird durch Regulation der Wärmeproduktion, z. B. in den Muskeln, und der Wärmeabgabe durch die Haut reguliert. Beschreibe die Schritte des Regelvorgangs, der abläuft, wenn bei sportlicher Aktivität die Wärmeproduktion steigt. Aufgabe 7.5-2: Nenne zu jedem der folgenden Begriffe den passenden Partner- bzw. Gegenbegriff : a) Gehirn b) willkürlich c) animales NS d) Axon e) Gliazellen f) motorisch g) afferent h) ZNS Aufgabe 7.5-3: a) Woraus besteht ein Spinalganglion? b) Woraus besteht der Reflexbogen eines Eigenreflexes? c) Welchen Vorteil haben Reflexe gegenüber komplexeren Reaktionen? Aufgabe 7.5-4: Beim Kniesehnenreflex... a) hemmen spinale Interneuronen das Motoneuron des antagonistischen Muskels. b) führt Aktivität im Motoneuron eines Dehnungsrezeptors zur Kontraktion des Beugermuskels des Beines. c) liegt der Zellkörper des Motoneurons im Hinterhorn des Rückenmarks. d) setzen Aktionspotenziale im sensorischen Neuron einen hemmenden Neurotransmitter auf die Motoneuronen frei. e) bildet das sensorische Neuron mit dem Motoneuron des antagonistischen Muskels eine monosynaptische Schleife. Aufgabe 7.5-5: Identifiziere das folgende mikroskopische Bild. Gib die ungefähre Vergrösserung an und ergänze die Legende. Beachte zur Orientierung die Zellkörper (5). Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

9 7.6 Das Gehirn Aufgabe 7.6-1: Bau und Funktion des Gehirns a) Beschrifte die mit Ziffern bezeichneten Strukturen des Gehirns b) Nenne die wesentlichen Funktionen der fünf Hirnteile. Aufgabe 7.6-2: Ordne folgende Leistungen einem Hirnteil zu. a) Wahrnehmung b) Bewegungskoordination c) Selektion sensorischer Meldungen d) Steuerung der Augenbewegung e) Motorische Befehle f) Koordination NS-Hormonsystem g) Steuerung vegetativer Reflexe h) Hauptzentrum des vegetativen NS Aufgabe 7.6-3: Grosshirnareale und ihre Funktionen a) In der Grafik unten sind bestimmte Grosshirnareale hervorgehoben und mit Ziffern versehen. Beschrifte diese b) Die Grafik oben zeigt eine Aufsicht auf eine Hirnhälfte. Gib an, um welche Körperseite es sich handelt. c) Welche der hervorgehobenen Hirnareale werden sich auch auf der anderen Hirnhälfte finden lassen, welche nicht? Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

10 Aufgabe 7.6-4: Grosshirn-Rindenfelder a) Nenne die drei verschiedenen Typen von Grosshirn-Rindenfeldern und ihre Funktionen. b) Nenne die Teile des Zwischenhirns und ihre Hauptfunktionen. Aufgabe 7.6-5: Wie können Informationen gespeichert werden? a) Im Kurzzeitgedächtnis (KZG) b) Im Langzeitgedächtnis (LZG) Aufgabe 7.6-6: Aufgabe 7.6-7: Aufgabe 7.6-8: Aufgabe 7.6-9: Aufgabe : Aufgabe : Warum ist es beim lesenden Lernen wichtig, immer wieder innezuhalten, das Gelesene zu überdenken und mit bereits Gelerntem in Verbindung zu bringen? Beschreibe mit einem Satz die Aufgabe der Formatio reticularis. Inwiefern beeinflusst das limbische System die Leistungen des Grosshirns? Beschreibe mit zwei bis drei Sätzen die Rolle, die das Kleinhirn spielt, wenn Du den Arm hebst. Warum kann ein Split-Brain-Patient eine Uhr hinter einer Trennwand nur mit der linken und nicht mit der rechten Hand heraussuchen, wenn das Wort auf einer links von ihm stehenden Tafel steht? Ordne folgende Begriffe und Aussagen dem Sympathikus oder dem Parasympathikus des vegetativen Nervensystems zu: a) Acetylcholin b) Vagus-Nerv c) erhöht den Herzschlag d) Adrenalin e) Stress f) fördert Glykogenaufbau g) Nebennierenmark h) Grenzstrang i) aktiviert die Verdauung j) erhöht die Atemfrequenz k) Regeneration l) Flucht- oder Kampfsituation Aufgabe : Beschreibe mit zwei bis drei Sätzen die Funktionen des vegetativen Nervensystems. Verwende dabei auch folgende Begriffe: autonom, Hormonsystem, willkürlich, glatte Muskulatur, Energiehaushalt. Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

11 Aufgabe : Welche der folgenden Reihenfolgen beschreibt den Weg der sensorischen Information vom Fuss zum Gehirn? a) Vorderhorn, Rückenmark, Medulla, Cerebellum, Mittelhirn, Thalamus, Parietallappen. b) Hinterhorn, Rückenmark, Medulla, Pons, Mittelhirn, Hypothalamus, Frontallappen. c) Hinterhorn, Rückenmark, Medulla, Pons, Mittelhirn, Thalamus, Parietallappen. d) Vorderhorn, Rückenmark, Pons, Cerebellum, Mittelhirn, Thalamus, Parietallappen. e) Hinterhorn, Rückenmark, Medulla, Pons, Mittelhirn, Thalamus, Frontallappen. Aufgabe : Welche Aussage über die retikuläre Formation trifft nicht zu? a) Eine erhöhte Aktivität in der retikulären Formation führt zum Einschlafen. b) Die retikuläre Formation liegt im Hirnstamm. c) Schädigung der retikulären Formation im Mittelhirn kann zum Koma führen. d) Information vom Rückenmark wird an verschiedene Kerne der retikulären Formation und ins Endhirn weitergeleitet. e) In der retikulären Formation gibt es Gruppen von Neuronen, die als Nuclei bezeichnet werden. Aufgabe : Welche Aussage über afferente und efferente Bahnen trifft nicht zu? a) Sensorische afferente Bahnen übermitteln Information, deren wir uns bewusst sind. b) Viszerale Afferenzen übermitteln Information über physiologische Funktionen, deren wir uns nicht bewusst sind. c) Die willkürliche Untereinheit des efferenten Teils des peripheren Nervensystems führt Willkürbewegungen aus. d) Die Hirnnerven und die Spinalnerven sind Teil des peripheren Nervensystems. e) Afferente und efferente Axone verlaufen niemals im selben Nerv. Aufgabe : Welche Aussage über das limbische System trifft nicht zu? a) Das limbische System ist kein Teil des Rückenmarks. b) Das limbische System spielt eine Rolle bei grundlegenden physiologischen Trieben, Instinkten und Emotionen. c) Das limbische System besteht aus phylogenetisch älteren Endhirnstrukturen. d) Beim Menschen macht das limbische System den grössten Teil des Gehirns aus. e) Beim Menschen ist ein Teil des limbischen Systems notwendig, um Inhalte aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis zu überführen. Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

12 Aufgabe : Welche der folgenden Cortexregionen macht den grössten Teil der menschlichen Grosshirnrinde aus? a) Frontallappen b) primärer sensorischer Cortex c) Temporrallappen d) Assoziationscortex e) Okzipitallappen Aufgabe : Welche Aussage über das autonome Nervensystem ist richtig? a) Die sympathische Untereinheit ist afferent, die parasympathische efferent. b) Der Transmitter Noradrenalin wirkt stets erregend, Acetylcholin stets hemmend. c) Jede Bahn im autonomen Nervensystem umfasst zwei Neuronen, und der Neurotransmitter des ersten Neurons ist Acetylcholin. d) Die Zellkörper vieler sympathischer präganglionärer Neuronen liegen im Stammhirn. e) Die Zellkörper der meisten postganglionären Neuronen liegen in oder in der Nähe der Thorakal- oder Lumbalregion des Rückenmarks. Aufgabe : Was ist nicht typisch für den REM-Schlaf? a) Träumen. b) ca. 90-minütige Rhythmen. c) Der Entzug führt zu physischen Problemen. d) Rasche und abrupte Augenbewegungen. e) Er macht 20 Prozent der gesamten Schlafdauer aus. Aufgabe : Welche Schlussfolgerung wird durch Experimente an Split-Brain-Patienten gestützt? a) Sprachfähigkeiten sitzen meist in der linken Grosshirnhemisphäre. b) Sprachfähigkeiten erfordern sowohl das Wernicke als auch das Broca-Areal. c) Die Fähigkeit zu sprechen ist vom Broca-Areal abhängig. d) Die Fähigkeit zu lesen ist vom Wernicke-Areal abhängig. e) Die linke Hand wird von der linken Hemisphäre kontrolliert. Gü/Ws/Sy/Zö 10 Juli

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