Bioelektrizität: Lernen und Üben mit interaktiven Quizzes

Question 1

Welches Ion hat den größten Einfluss auf das Ruhemembranpotenzial einer Zelle?

Accepted Answer

Kalium-Ionen

Answer

Natrium-Ionen

Answer

Chlorid-Ionen

Answer

Kalzium-Ionen

Question 2

Wie entsteht das Ruhemembranpotenzial?

Accepted Answer

Geschlossene Natrium-Ionenkanäle und offene Kalium-Ionenkanäle, was zu einem Ausstrom von Natrium-Ionen und einem Einstrom von Kalium-Ionen führt

Answer

Gleichmäßige Verteilung aller Ionen über die Zellmembran

Answer

Unabhängigkeit von der Temperatur

Answer

Keine Rolle der Natrium-Kalium-Pumpe

Question 3

Welche Funktion erfüllt die Nernst-Gleichung?

Accepted Answer

Berechnung des Gleichgewichtspotentials einer Ionenart

Answer

Vorhersage der Ionenflussrichtung

Answer

Berechnung des Membranpotentials

Answer

Abschätzung der Ionenkonzentration

Question 4

Welche der folgenden Aussagen über Ionenkanäle in der Zellmembran ist korrekt?

Accepted Answer

Sie öffnen sich nur, wenn das Membranpotenzial einen bestimmten Wert erreicht.

Accepted Answer

Ihre Öffnungs- und Schließungsrate kann durch die Bindung von Liganden reguliert werden.

Answer

Sie transportieren ausschließlich Natrium- und Kalziumionen.

Answer

Sie sind gleichmäßig in allen Zellmembranen verteilt.

Question 5

Welche Eigenschaft ist entscheidend für die Funktion von Ionenkanälen?

Accepted Answer

Sie sind selektiv für bestimmte Ionenarten und steuern so den selektiven Ionenfluss über Zellmembranen.

Answer

Sie werden ausschließlich durch elektrische Impulse aktiviert und deaktiviert.

Answer

Sie kommen nur in Nervenzellen vor.

Answer

Sie sind ständig offen und ermöglichen einen kontinuierlichen Ionenfluss.

Question 6

Was ist die Hauptfunktion der Nernst-Gleichung?

Accepted Answer

Berechnung des Gleichgewichtspotentials eines Ions anhand seines Konzentrationsgefälles und des elektrischen Potentials

Answer

Bestimmung des Ruhemembranpotentials einer Zelle

Answer

Temperaturunabhängigkeit

Answer

Gültigkeit nur für einwertige Ionen

Question 7

Welcher Mechanismus ist für die Entstehung des Aktionspotentials in Nerven- und Muskelzellen verantwortlich?

Accepted Answer

Einstrom von Natriumionen und Ausstrom von Kaliumionen

Answer

Ausstrom von Natriumionen und Einstrom von Chloridionen

Answer

Einstrom von Kalziumionen und Ausstrom von Kaliumionen

Answer

Spontane Depolarisation ohne äußeren Reiz

Question 8

Welcher Ionenkanal ist hauptverantwortlich für die schnelle Depolarisationsphase zu Beginn des Aktionspotenzials?

Accepted Answer

Natriumkanal

Answer

Kaliumkanal

Answer

Chloridkanal

Answer

Kalziumkanal

Question 9

Welche Aussage beschreibt die Nernst-Gleichung am besten?

Accepted Answer

Sie bestimmt das Gleichgewichtspotential, bei dem kein Ionenfluss über eine Membran erfolgt.

Answer

Sie gilt nur für Ionen mit einer Ladung, wie Natrium und Kalium.

Answer

Sie kann die Richtung des aktiven Ionentransports vorhersagen.

Answer

Sie berücksichtigt weder Temperatur noch Membranpermeabilität.

Question 10

Welcher Ionenkanal öffnet sich spannungsabhängig und ermöglicht den passiven Einstrom von Natriumionen?

Accepted Answer

Spannungsabhängiger Natriumkanal

Answer

Liganden-gesteuerter Natriumkanal

Answer

Mechanosensitiver Natriumkanal

Answer

TRP-Kanal (Transient-Rezeptor-Potenzial-Kanal)

Question 11

Welches Ion ist hauptsächlich für die Aufrechterhaltung des negativen Ruhemembranpotentials verantwortlich?

Accepted Answer

Kalium

Answer

Natrium

Answer

Chlorid

Answer

Kalzium

Question 12

Was ist die korrekte Aussage zur Entstehung des Ruhemembranpotentials?

Accepted Answer

Es entsteht durch die unterschiedliche Verteilung von Anionen und Kationen innerhalb und außerhalb der Zelle.

Answer

Es entsteht durch den aktiven Transport von Natrium- und Kaliumionen durch Ionenkanäle.

Answer

Es entsteht durch die ATP-abhängige Natrium-Kalium-Pumpe.

Answer

Es ist unabhängig von der Aktivität der Ionenkanäle.

Question 13

Welche Ionenkanäle sind für die Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials verantwortlich?

Accepted Answer

Kaliumkanäle

Answer

Natriumkanäle

Answer

Chloridkanäle

Answer

Calciumkanäle

Question 14

Welcher Ionenkanal ist entscheidend für die Entstehung des Aktionspotentials und öffnet sich in Abhängigkeit vom Membranpotential?

Accepted Answer

Spannungsabhängiger Natriumkanal

Answer

Liganden-gesteuerter Natriumkanal

Answer

Mechanisch-gesteuerter Chloridkanal

Answer

Zeitabhängiger Kalziumkanal

Question 15

Was ist die Hauptursache für die Entstehung des Ruhemembranpotentials?

Accepted Answer

Unterschiedliche Konzentrationen von Natrium- und Kaliumionen auf beiden Seiten der Zellmembran, aufrechterhalten durch die Natrium-Kalium-Pumpe.

Answer

Unterschiedliche Aktivität von Natrium- und Kaliumkanälen in der Zellmembran.

Answer

Unterschiedliche Ladungsverteilung zwischen Zellinnerem und Zelläußerem.

Answer

Unterschiedliche Temperatur innerhalb und außerhalb der Zelle.

Question 16

Welcher Mechanismus ist hauptverantwortlich für die Entstehung des Ruhemembranpotentials?

Accepted Answer

Aktiver Transport von drei Natriumionen nach außen und passiver Transport von zwei Kaliumionen nach innen durch die Natrium-Kalium-Pumpe

Answer

Höhere Durchlässigkeit der Zellmembran für Natriumionen als für Kaliumionen

Answer

Passive Diffusion von Natriumionen in die Zelle

Question 17

Welche Faktoren sind für die Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials entscheidend?

Accepted Answer

Geschlossene Natriumkanäle und offene Kaliumkanäle sowie die Natrium-Kalium-Pumpe

Answer

Offene Natriumkanäle und geschlossene Kaliumkanäle

Answer

Offene Natriumkanäle und geschlossene Kaliumkanäle sowie die Kalium-Natrium-Pumpe

Answer

Geschlossene Natriumkanäle und offene Kaliumkanäle

Question 18

Welcher Ionenkanal ist nach einem Aktionspotential hauptsächlich für die Repolarisation der Zellmembran verantwortlich?

Accepted Answer

Kalium-Kanäle

Answer

Natrium-Kanäle

Answer

Chlorid-Kanäle

Question 19

Welcher Ionenkanal ist hauptsächlich für die Aufrechterhaltung des negativen Ruhemembranpotentials in Neuronen verantwortlich, indem er den Kaliumionenfluss über die Zellmembran reguliert?

Accepted Answer

Kalium-Ionenkanal

Answer

Natrium-Ionenkanal

Answer

Chlorid-Ionenkanal

Answer

Calcium-Ionenkanal

Question 20

Welche Aussage beschreibt die Nernst-Gleichung am treffendsten?

Accepted Answer

Sie ist eine thermodynamische Gleichung, die das Gleichgewichtspotential eines Ions über eine Membran in Abhängigkeit von dessen Konzentrationsgradienten beschreibt.

Answer

Sie berechnet das Ruhemembranpotential einer Zelle unter Berücksichtigung aller beteiligten Ionenkonzentrationen.

Answer

Sie kann ausschließlich zur Berechnung des Aktionspotenzials einer Zelle verwendet werden.

Answer

Sie gilt ausschließlich für einwertige Ionen unter Berücksichtigung der Temperatur.

Question 21

Welches EKG-Muster zeigt die elektrische Aktivität der Herzkammerkontraktion?

Accepted Answer

QRS-Komplex

Answer

P-Welle

Answer

T-Welle

Answer

U-Welle

Question 22

Welche Veränderung der Ionenkonzentrationen führt zu einer Depolarisation der Zelle, wenn das Ruhemembranpotenzial -70 mV beträgt?

Accepted Answer

Natriumkonzentration im Extrazellulärraum steigt

Answer

Kaliumkonzentration im Intrazellulärraum sinkt

Answer

Chloridkonzentration im Intrazellulärraum steigt

Answer

Calciumkonzentration im Extrazellulärraum sinkt

Question 23

Welche EKG-Wellenform repräsentiert die Repolarisation der Herzkammern?

Accepted Answer

T-Welle

Answer

P-Welle

Answer

QRS-Komplex

Question 24

Welcher Ionenkanal ist für die Entstehung des Aktionspotentials am wichtigsten?

Accepted Answer

Natriumkanal

Answer

Kaliumkanal

Answer

Chloridkanal

Answer

Kalziumkanal

Question 25

Welche Methode ermöglicht die direkte Messung des Membranpotenzials einer Zelle?

Accepted Answer

Patch-Clamp-Technik

Answer

Extrazelluläre Ableitung

Answer

Elektroenzephalographie (EEG)

Answer

Elektrokardiographie (EKG)

Question 26

Welche Aussage beschreibt die Funktionsweise der Patch-Clamp-Technik zutreffend?

Accepted Answer

Ermöglicht die Messung von Ionenströmen durch einzelne Ionenkanäle

Answer

Wird zur Untersuchung von Herzrhythmusstörungen eingesetzt

Answer

Ermöglicht die Messung von Zellmembranpotentialen

Question 27

Was ist das Ruhemembranpotenzial einer Zelle?

Accepted Answer

Die elektrische Spannung über der Zellmembran einer Zelle im Ruhezustand.

Answer

Die elektrische Spannung über der Zellmembran einer Zelle im erregten Zustand.

Answer

Die elektrische Spannung über der Zellmembran einer Zelle, die auf Reize reagiert.

Answer

Die elektrische Spannung über der Zellmembran einer Zelle, die nicht auf Reize reagiert.

Question 28

Wie pflanzt sich ein Aktionspotential entlang eines Axons fort?

Accepted Answer

Durch sequentielle Aktivierung spannungsabhängiger Natriumkanäle, die den Einstrom von Natriumionen ermöglichen

Answer

In beide Richtungen des Axons

Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit nimmt auf längeren Axonen ab

Question 29

Welche Ionen sind hauptsächlich für das Ruhemembranpotential verantwortlich?

Accepted Answer

Kalium und Natrium

Answer

Natrium und Chlorid

Answer

Calcium und Magnesium

Answer

Chlorid und Kalium

Question 30

Welcher Ionenkanal ist für die Aufrechterhaltung des negativen Ruhemembranpotentials in Neuronen verantwortlich?

Accepted Answer

Kalium-Kanäle

Answer

Natrium-Kanäle

Answer

Chlorid-Kanäle

Answer

Kalzium-Kanäle

Question 31

Welcher Ionenkanaltyp wird durch Liganden gesteuert und spielt eine entscheidende Rolle an Synapsen?

Accepted Answer

Ligandengesteuerter Kanal

Answer

Spannungsgesteuerter Kanal

Answer

Mechanisch gesteuerter Kanal

Question 32

Was trägt zur Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials einer Nervenzelle bei?

Accepted Answer

Permeabilität der Zellmembran für Kaliumionen

Accepted Answer

Aktivität der Natrium-Kalium-ATPase

Answer

Natriumionenüberschuss im Zellinneren

Question 33

Welcher der folgenden Vorgänge ist für die Entstehung des Aktionspotentials verantwortlich?

Accepted Answer

Kurzzeitige Öffnung spannungsgesteuerter Natriumkanäle, gefolgt von einer Öffnung spannungsgesteuerter Kaliumkanäle

Answer

Simultane Öffnung spannungsgesteuerter Natrium- und Kaliumkanäle

Question 34

Welche technischen Voraussetzungen sind für die extrazelluläre Ableitung des Membranpotenzials mit einer bipolaren Elektrode erforderlich?

Accepted Answer

Identische Elektrodenflächen und fester Abstand zwischen den Elektrodenspitzen

Accepted Answer

Gute elektrische Isolation zwischen den Elektrodenspitzen

Accepted Answer

Hoher Eingangswiderstand des Verstärkers

Answer

Kenntnis des absoluten Ruhemembranpotenzials der Zelle (falsch)

Question 35

Welche Arten von Ionenkanälen gibt es? Erläutere ihre Rollen bei der elektrischen Erregbarkeit von Zellen.

Accepted Answer

Spannungsgesteuert: Öffnen sich bei Spannungsänderungen, wichtig für Aktionspotentiale in Nerven und Muskeln.

Accepted Answer

Ligandengesteuert: Aktiviert durch Bindung von Liganden (z. B. Neurotransmitter), beteiligt an synaptischer Übertragung.

Accepted Answer

Mechanisch gesteuert: Reagieren auf mechanische Kräfte, wandeln z. B. in Sinneszellen mechanische in elektrische Signale um.

Answer

Alle Ionenkanäle öffnen sich nur durch Spannungsänderungen.

Question 36

Welche experimentellen Methoden können eingesetzt werden, um die Eigenschaften und Funktionen von Ionenkanälen umfassend zu untersuchen?

Accepted Answer

Patch-Clamp-Techniken, Fluoreszenzmessungen und molekulare Manipulationsmethoden

Answer

Computersimulationen, mathematische Modellierung und immunologische Techniken

Answer

Elektrophysiologische Aufzeichnungen, Histologie und Western-Blotting

Question 37

Wie viele Phasen hat ein typisches Aktionspotential?

Accepted Answer

4

Answer

2

Answer

3

Answer

5

Question 38

Welche Eigenschaft ist typisch für eine semipermeable Membran?

Accepted Answer

Sie lässt nur kleine, ungeladene Moleküle passieren.

Answer

Sie lässt alle Substanzen passieren.

Answer

Sie blockiert den Durchtritt aller geladenen Ionen.

Answer

Sie ist undurchlässig für alle Substanzen.

Question 39

Was beschreibt die Gleichgewichtskonstante einer Ionenpumpe?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Ionenkonzentrationen innerhalb und außerhalb der Zelle im Gleichgewichtszustand.

Answer

Die Geschwindigkeit, mit der Ionen gegen ihren Konzentrationsgradienten transportiert werden.

Answer

Die Energie, die benötigt wird, um einen Ionengradienten aufrechtzuerhalten.

Answer

Die Anzahl der Ionen, die pro Zeiteinheit transportiert werden.

Question 40

Welche Funktion haben spannungsgesteuerte Natriumkanäle?

Accepted Answer

Sie lassen Natriumionen in die Zelle einströmen, wenn sich das Membranpotential ändert.

Answer

Sie verhindern den Austritt von Natriumionen aus der Zelle.

Answer

Sie transportieren Natriumionen aktiv gegen ihren Konzentrationsgradienten.

Answer

Sie sind für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials verantwortlich.

Question 41

Welche Methode wird zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit biologischer Gewebe verwendet?

Accepted Answer

Impedanzspektroskopie

Answer

Magnetoenzephalographie

Answer

Elektroretinographie

Answer

Elektroenzephalographie

Question 42

Erläutern Sie das Konzept des Hodgkin-Huxley-Modells und dessen Bedeutung für unser Verständnis der Entstehung und Ausbreitung von Aktionspotentialen.

Accepted Answer

Das Hodgkin-Huxley-Modell erklärt die Entstehung von Aktionspotentialen durch die zeitabhängige Aktivierung und Inaktivierung von Ionenkanälen.

Answer

Das Hodgkin-Huxley-Modell ist ein reines mathematisches Modell und hat keine experimentelle Grundlage.

Answer

Das Hodgkin-Huxley-Modell ist nur auf Neuronen anwendbar und kann nicht zur Modellierung anderer elektrisch erregbarer Zellen verwendet werden.

Answer

Das Hodgkin-Huxley-Modell wurde 1963 veröffentlicht.

Question 43

Welcher Faktor hat keinen wesentlichen Einfluss auf das Membranpotential?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Konzentrationsgradienten von Ionen über die Zellmembran

Answer

Permeabilität der Zellmembran für verschiedene Ionen

Question 44

Welche ethischen Aspekte und potenziellen Risiken sind bei der Anwendung von Bioelektrizität zur Behandlung neurologischer Erkrankungen zu berücksichtigen?

Accepted Answer

Ethische Bedenken und potenzielle Risiken der Einwilligung des Patienten, der Datensicherheit und des Missbrauchs von Technologien

Answer

Die Wirksamkeit der Behandlung

Answer

Die Kosten der Behandlung

Question 45

Welche Aussagen zur V-ATPase-Protonenpumpe sind zutreffend?

Accepted Answer

Erzeugt einen Protonengradienten

Accepted Answer

Befindet sich in Lysosomen und Endosomen

Answer

Transportiert Natriumionen

Question 46

Erläutern Sie die Funktionsweise von Optogenetik und ihre Anwendungen in der Neurowissenschaft, insbesondere bei der Kartierung neuronaler Schaltkreise und der Untersuchung von Krankheitsmechanismen.

Accepted Answer

Optogenetik ist eine Technik, mit der neuronale Aktivität durch Licht gesteuert und gemessen werden kann.

Answer

Optogenetik wird in der Neurowissenschaft hauptsächlich zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen eingesetzt.

Answer

Optogenetik ermöglicht es nicht, die Aktivität bestimmter Neuronentypen gezielt zu untersuchen.

Question 47

Wie funktioniert die transkranielle Magnetstimulation (TMS) und wofür wird sie therapeutisch eingesetzt?

Accepted Answer

TMS verwendet gepulste Magnetfelder, um Gehirnzellen zu stimulieren.

Answer

TMS wird nur zur Behandlung von Depressionen eingesetzt.

Answer

TMS ist ein invasives Verfahren, das eine Operation am Schädel erfordert.

Question 48

Welche Faktoren beeinflussen die Leitfähigkeit biologischer Membranen? Erläutern Sie, wie diese Faktoren experimentell bestimmt werden können.

Accepted Answer

Temperatur, pH-Wert, Ionenkonzentration, Membrandicke und Membranfluidität

Answer

Nur die Temperatur

Answer

Temperatur und elektrische Spannung

Question 49

Welche Anwendungen von Elektrophysiologietechniken am lebenden Organismus sind korrekt?

Accepted Answer

Patch-Clamp-Technik misst Ionenströme durch einzelne Ionenkanäle.

Accepted Answer

Elektrodenarrays zeichnen elektrische Aktivität aus mehreren Hirnregionen auf.

Answer

In-vivo-Elektrophysiologie erfordert keine Elektrodenplatzierung im lebenden Gewebe.

Answer

In-vivo-Elektrophysiologie untersucht nur neuronale Aktivität bei Tieren.

Question 50

Welche Aussage beschreibt die Funktion von Ionenkanälen bei der synaptischen Übertragung an chemischen Synapsen?

Accepted Answer

Ionenkanäle ermöglichen den Ionenfluss über die postsynaptische Membran und verändern so das postsynaptische Membranpotential.

Answer

Ionenkanäle befinden sich nur an der präsynaptischen Zellmembran.

Answer

Ionenkanäle öffnen sich, wenn Neurotransmitter an die präsynaptische Membran binden.

Answer

Ionenkanäle erzeugen Aktionspotentiale in der präsynaptischen Nervenzelle.

Question 51

Welches der folgenden Ionen trägt entscheidend zum Ruhemembranpotential bei?

Accepted Answer

Kalium (K+)

Answer

Natrium (Na+)

Answer

Chlorid (Cl-)

Answer

Calcium (Ca2+)

Question 52

Welche Hirnwellen werden mit Wachheit und kognitiven Funktionen in Verbindung gebracht?

Accepted Answer

Beta-Wellen

Answer

Alpha-Wellen

Answer

Theta-Wellen

Answer

Delta-Wellen

Question 53

Welche EKG-Welle entspricht der Ventrikeldepolarisation?

Accepted Answer

QRS-Komplex

Answer

P-Welle

Answer

T-Welle

Answer

U-Welle

Question 54

Welche Technik wird zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns genutzt?

Accepted Answer

Elektroenzephalographie (EEG)

Answer

Elektromyographie (EMG)

Answer

Elektrokardiographie (EKG)

Answer

Elektrookulographie (EOG)

Question 55

Welches Ion trägt am stärksten zum Ruhemembranpotential bei?

Accepted Answer

Kaliummion (K+)

Answer

Chloridion (Cl-)

Answer

Kalziumion (Ca2+)

Answer

Natriumion (Na+)

Question 56

Mit welchem Verfahren wird elektrische Aktivität im Gehirn gemessen?

Accepted Answer

Elektroenzephalographie (EEG)

Answer

Elektromyographie (EMG)

Answer

Elektroretinographie (ERG)

Answer

Elektrokardiographie (EKG)

Question 57

Welche EEG-Wellen werden mit Entspannung in Verbindung gebracht?

Accepted Answer

Alpha-Wellen

Answer

Theta-Wellen

Answer

Beta-Wellen

Answer

Delta-Wellen

Question 58

Welches Ion spielt eine entscheidende Rolle bei der Erregungs-Kontraktions-Kopplung in Muskelzellen?

Accepted Answer

Kalziumion (Ca2+)

Answer

Natriumion (Na+)

Answer

Kaliummion (K+)

Answer

Magnesiumion (Mg2+)

Question 59

Mit welcher Technik wird die elektrische Aktivität des Herzens aufgezeichnet?

Accepted Answer

EKG

Answer

ERP

Answer

EEG

Answer

EMG

Question 60

Welche Aussage zur Aktionspotentialdauer ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist abhängig vom Zelltyp.

Answer

Sie ist von der Temperatur nicht beeinflusst.

Answer

Sie nimmt mit zunehmendem Zellvolumen ab.

Answer

Sie ist in allen Zellen einheitlich.

Question 61

Welcher Faktor ist **hauptsächlich** für die Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials verantwortlich?

Accepted Answer

Natrium-Kalium-Pumpe

Answer

spannungsgesteuerter Kalziumkanal

Answer

Chloro--Kanal

Question 62

Welche Aussage zur Ausrichtung des elektrischen Feldes innerhalb einer Zelle ist korrekt?

Accepted Answer

Es zeigt vom Zellinneren zum Zelläußeren.

Answer

Es zeigt vom Zelläußeren zum Zellinneren.

Answer

Es ist gleichmäßig über die Zelle verteilt.

Question 63

Welche der folgenden Eigenschaften trifft auf Ionen mit einem größeren Ionenradius **nicht** zu?

Accepted Answer

Hohe Beweglichkeit

Answer

Geringe Hydratisierung

Answer

Hohe Hydratisierung

Answer

Geringe Beweglichkeit

Question 64

Die Konzentrationsgradientenhypothese besagt, dass Ionen sich bewegen von:

Accepted Answer

Bereichen hoher Konzentration zu Bereichen niedriger Konzentration.

Answer

Bereichen niedriger Konzentration zu Bereichen hoher Konzentration.