Membranpotenzial
Kurs für Schülergruppen
Wie entsteht das Membranpotenzial? Wie kann man es messen? Lässt sich das Membranpotenzial experimentell verändern? Diese Fragen werden an einem Zellmodell und an lebenden Zellen untersucht.
- Jahrgangsstufe
- 11 bis 13
- Dauer
- 1 Tag
- Maximale Teilnehmerzahl
- 16
Experimente
- Experimente mit künstlichen Membranen
- Intrazelluläre Messung des Membranpotenzials an Muskelfasern der Wanderheuschrecke
- Ionentauschexperimente an Muskelfasern der Wanderheuschrecke
In lebenden Zellen lässt sich mit Hilfe von Mikroelektroden ein elektrisches Potenzial, das sogenannte (Membran-) Ruhepotenzial ableiten. Das Ruhepotenzial ist die Grundlage für verschiedene Transportprozesse und die Informationsverarbeitung in Nervenzellen, es entsteht durch die Ungleichverteilung von Ladungen (Ionen) zwischen intra- und extrazellulärem Raum aufgrund der Semipermeabilität der Membran. Durch Messungen des Gleichgewichtpotenzials für verschiedene Kaliumkonzentrationen an einer künstlichen Membran und durch intrazelluläre Ableitung des Membranpotenzials von Muskelfasern der Wanderheuschrecke, untersuchen die Teilnehmenden die Abhängigkeit des Membranpotenzials von der Ionenkonzentration. Die Versuchsergebnisse werden mit Hilfe der Nernst-Gleichung analysiert, die Ergebnisse interpretiert.
Hinweis: In dem hier beschriebenen Experiment arbeiten die Schüler*innen mit den Hinterbeinen von lebenden Heuschrecken. Die Beine werden für das Experiment an der Autotomiestelle abgetrennt. Das Autotomieren (abwerfen) ist eine natürliche Reaktion der Heuschrecke zum Schutz vor Fressfeinden und führt nicht zum Tod des Tieres.
Unterrichtsbezug
Membranpotenzial; Aktionspotenzial; Ionenkanäle; Gleichgewichtspotenzial