natura - Klett
Werbung
NATURA 2 Biologie für Gymnasien bearbeitet von Claudia Dreher Roland Frank Alexander Maier Jürgen Schweizer Baden-Württemberg für die Klassen 7 und 8 Lösungen Ernst Klett Schulbuchverlage Stuttgart • Leipzig Methoden Schülerbuch Seite 9 Prüfe, welche Veränderung sich einstellt, wenn Iod-Kaliumiodid-Lösung auf Stärkepulver gegeben wird. — Iod-Kaliumiodid-Lösung ist bräunlich. Tropft man sie auf Stärkepulver, so entsteht eine blauschwarze Verfärbung. Kontrolliere, ob sich bei der Vermischung von Iod-Kaliumiodid-Lösung mit Zucker oder Kochsalz auch Veränderungen einstellen. — Die Vermischung von Iod-Kaliumiodid-Lösung mit Zucker oder Kochsalz führt zu keinem Farbumschlag. Welche Früchte enthalten Stärke? a) Kläre diese Frage für Schlehe, Hagebutte, Roten Holunder und Schwarzen Holunder und andere Heckenfrüchte. Fertige dazu ein Protokoll an. — Protokoll zur Untersuchung verschiedener Früchte. b) Ist die Anwendung der Iod-KaliumiodidLösung für alle Früchte eine geeignete Methode? Begründe. — Früchte, deren Fruchtfleisch dunkel ist, wie beispielsweise beim Schwarzen Holunder, sind dafür ungeeignet. Sie lassen nicht erkennen, ob eine Verfärbung auftritt. Hier versagt die Nachweismethode. Schülerbuch Seite 11 Gehe in eine Bücherei und untersuche, wie sie organisiert ist. Welche Sachgruppen gibt es? Wie sind sie untergliedert? Welche Signatur tragen die Regale, welche die darin befindlichen Bücher? — Viele öffentliche Bibliotheken Süddeutschlands sind gleich organisiert. Die Allgemeine Systematik ist in Sachgruppen gegliedert, die mit Großbuchstaben von A bis Z gekennzeichnet sind; nicht verwendet sind die Buchstaben I und J. Die Sachgruppe A ist Allgemeines. Hier sind die Nachschlagewerke zu finden. Weitere, für biologische Recherchen wichtige Sachgruppen sind U (Naturwissenschaften), V (Medizin) und W (Technik). Die Kennbuchstaben sind an den Regalen an auffälliger Stelle gut sichtbar und groß angeschrieben. Innerhalb einer Sachgruppe gibt es eine mehrstufige Untergliederung, die mit Kleinbuchstaben beginnt und schließlich Ziffern erhält. Diese Untergliederungen stehen an den einzelnen Regalbrettern. Es bedeutet in den Naturwissenschaften Ua Allgemeines, Ub Astronomie, Uc Physik, Ud Chemie, Ue Geowissenschaften und Uf Biologie, Ug Botanik, Uh Zoologie und Uk Humanbiologie. Insekten sind beispielsweise unter Uhn 11, Säugetiere unter Uhn 24 zu finden. 2 Methoden Die Bücher tragen als Signatur die Kategorie, unter der sie eingruppiert sind, ergänzt um eine Abkürzung des Autors oder der Buchreihe. Für Natura findet man „Nat“. Kläre durch Recherchieren: a) Welche der abgebildeten Pflanzen sind essbar und wohlschmeckend? Suche nach einem Rezept für die Zubereitung. — Die Früchte der Schlehe sind roh essbar, allerdings nur bei Vollreife, denn sie sind sauer und enthalten auch Gerbstoffe. Die Hagebutte ist zwar nicht giftig, doch roh kaum genießbar. Die fleischigen Teile der Sammelfrucht eignen für die Zubereitung von Marmelade, aus den hartschaligen Nussfrüchten kann man Tee herstellen. Rezept: Schlehensirup. Er eignet sich beispielweise als Fruchtsauce zu Pudding. Zutaten: 0,5 kg Schlehen, 120 g Äpfel geschält und entkernt, 7 Vanillestange, 450 g Zucker, 1,5 dl Wasser, 7 Teelöffel Anis (falls gewünscht). Zubereitung: Die Schlehen werden in eine tiefe Schüssel geben, mit Wasser bedeckt und bleiben über Nacht kühl stehen. Dann abgießen und zusammen mit den weiteren Zutaten aufkochen. Nun für 30 Minuten ziehen lassen und dabei zugedeckt halten. Das Aufgekochte zerdrücken, das Mus in ein Tuch geben und etwa acht Stunden durchlaufen lassen. Den aufgefangenen Sirup kurz aufkochen, in vorgewärmte Flasche abfüllen und gleich verschließen. b) Welche der abgebildeten Pflanzen sind giftig? — Schwarzer Holunder (schwach giftig): Das Essen roher Früchte kann zu Erbrechen und Durchfall führen. Die Früchte enthalten ein Blausäureglykosid (Sambunigrin). Blausäureglykoside können unter Enzym- oder Säureeinwirkung (Magen) Cyanwasserstoff abgeben. Schneeball (giftig): Rinder und Blätter der Pflanze sind giftig. Nach neueren Angaben sind die Beeren nur wenig giftig. Sie führen zu Erbrechen und Durchfall, wenn sie in größeren Mengen oder unreif verzehrt werden. c) Welche Menge an Tollkirschen sind für Menschen tödlich? Wie muss man sich bei Vergiftung verhalten? Suche die Telefonnummer einer Giftnotrufzentrale. — Alle Pflanzenteile sind giftig. Bei Kindern gilt der Verzehr von 3 — 4 Beeren tödlich, bei Erwachsenen 6 —12. Die Angaben sind stark schwankend. In Baden-Württemberg ist die Giftnotrufzentrale in Freiburg, Telefon: (0761) 1924-0 In Haushalten mit kleinen Kindern sollte diese Nummer neben dem Telefon kleben. d) Sind die Tollkirschen auch für Tiere giftig? — Bei manchen Tieren, insbesondere bei Vögeln, ist das Gift der Tollkirsche nicht so wirksam wie beim Menschen. e) Aus welchen Pflanzen lassen sich Medikamente gewinnen? Bei welchen Beschwerden werden sie angewendet? — Hagebutte: Aus den hartschaligen Nussfrüchten der Hagebutte kann man Tee herstellen, der bei der Behandlung von Nieren- und Blasenleiden eingesetzt wird. Der Schwarze Holunder wird in der Homöopathie bei Schnupfen, insbesondere bei Säuglingen und Kleinkindern, sowie bei Gelenkrheumatismus angewendet. Weiterhin wird er in Tablettenform als schweißtreibendes Mittel eingesetzt. Die Schlehe wird in der Homöopathie bei leichter Herzinsuffizienz, Ödemneigung und Ciliarneuralgie angewendet. f) Nenne weitere Heckensträucher und Eigenschaften ihrer Früchte. — Einige weitere Beispiele für Heckenfrüchte: Pfaffenhütchen: Die Frucht ist eine rote, hängende, vierlappige Kapsel, die sich fachspaltig öffnet. Die Form erinnert an eine Bischofsmütze. Wurzel Rinde, Blätter und Samen enthalten verschiedene Giftstoffe, die auch herzwirksam sind. Eingriffeliger Weißdorn: Die rundlich bis elliptische, leuchtend dunkelrote Frucht ist 8—10 Millimeter groß und enthält einen Steinkern. Liguster: Die rundlichen, glänzend schwarzvioletten Steinfrüchte sind 5—10 mm groß. Der Verzehr dieser im Volksmund „Ligusterbeeren“ genannten Früchte verursacht Unwohlsein mit Bauchschmerzen, Erbrechen und Durchfall. Die Pflanze enthält verschiedene Giftstoffe; in reifen Früchten sind zu ca. 9 % Secoiridoid-Glucoside enthalten. Mehlbeere: Die rundlich bis kugeligen, orangefarbenen bis korallenroten Früchte sind 10—13 Millimeter lang. Sie enthalten Apfel- und Zitronensäure und wurden früher zu Mus verarbeitet, gedörrt oder in Brot eingebacken. Die Zelle — Grundbaustein aller Lebewesen Schülerbuch Seite 25 Zeichne einige der abgebildeten Gewebetypen. Beschrifte jeweils die erkennbaren Zellstrukturen. Schülerbuch Seite 27 Sortiere die im Text beschriebenen Einzeller nach ihrer Größe. — Amöbe 0,5 mm Pantoffeltierchen 0,1 mm Chlamydomonas 0,015 mm Chlorella 0,01 mm Essigsäurebakterien ca. 0,003 mm (bestimmt mit Foto und angegebenem Abbildungsmaßstab) Stelle für das Pantoffeltierchen die Merkmale zusammen, die es als Lebewesen kennzeichnen. — Kennzeichen des Lebendigen: Reizbarkeit, Stoffwechsel, Vermehrung (Fortpflanzung), benötigt Wasser. (Weitere Kennzeichen: Aufbau aus Zellen, Fortbewegung aus eigener Kraft.) Untersuche Tümpelwasser, ob es Algen enthält. Wie kannst du ohne Mikroskop eine Schnellprobe durchführen? Erkläre. — Schnellprobe: Hält man eine Probe Tümpelwasser gegen das Licht und zeigt es einen grünlichen Schimmer, so enthält es Algen. Zu welchem Typ gehören die Bakterien, die das Mikrofoto (Abb. 3) zeigt? — Das Mikrofoto zeigt Stäbchen (Bakterienformen siehe Seite 91). Zellbiologie 3 Stoffwechsel der Pflanzen Schülerbuch Seite 31 Beschreibe anhand von Abb. 30.1 was PRIESTLEY beobachtete. Wie änderte sich die Zusammensetzung der Luft? — Priestley beobachtete, dass eine Kerzenflamme und eine Maus in einem abgeschlossenen Luftraum die Luft so verändern, dass die Kerze erlischt und die Maus ohnmächtig wird. Eine Pflanze verändert die Luft so, dass eine Kerze wieder brennen kann und die Maus wieder leben kann. Die Kerzenflamme und die Maus senken den Sauerstoffgehalt und erhöhen den Gehalt an Kohlenstoffdioxid. Die Pflanze bewirkt (bei Belichtung) das Gegenteil. Begründe, warum beim Versuch mit Kressepflanzen ein Kontrollversuch notwendig ist. — Um sicherzustellen, dass die Beobachtung durch die Natronlauge kommt, benötigt man ein Kontrollexperiment, bei dem alle Faktoren außer der Natronlauge identisch sind. Ein Unterschied kann dann nur von der Natronlauge und dem damit verbundenen Mangel an Kohlenstoffdioxid herrühren. Ohne Kontrollexperiment könnte man beispielsweise nicht ausschließen, dass die Kresse wegen des begrenzten Luftraumes unter der Glasglocke verkümmert ist. Schülerbuch Seite 32 Bemerkung zu dem Versuch von VAN HELMONT: Das Originalzitat findet sich im Lehrerband Natura 7—10, Teil A (# 045291), S. 79. Die historischen Gewichtseinheiten Pfund und Unzen werden offensichtlich unterschiedlich umgerechnet, sodass man in der Literatur immer wieder verschiedene Angaben in kg und g findet. Die Angaben im Schulbuch Natura 2 beziehen sich auf einen Artikel in der Zeitschrift „Der Biologieunterricht“ Heft 14, Stuttgart, 1978. 1648 veröffentlichte der niederländische Arzt und Chemiker VAN HELMONT in seinem Werk „Ortus medicinae“ die Ergebnisse seiner Experimente mit Pflanzen. Darin führte er Folgendes aus: „. . .ich habe ein irden Geschirr genommen, und auf die zweyhundert Pfund Erden darein gethan, die ich im Backofen lassen dürr werden. Dieselbe hab ich mit Regen-Wasser angefeuxhtet, und einen Weiden-Stamm drein gepflantzet, welcher fünf Pfund wug. Endlich aber nach fünf Jahren ist ein Baum draus worden, der hundert und neun-und-sechtzig Pfund schwer war, und ohngefehr drey Untzen. Das irdene Geschirr aber ließ ich allzeit, wenn es vonnöthe war, bloß allein mit Regenwasser, oder mit distillierten Wasser begiesse. Es war aber groß und in die Erde eingesetzet, und damit der umherfliegende Staub sich nit unter die Erde mengete, hatte ich ein eisernes verzinntes Blech, so voller Löchlein 4 Stoffwechsel war, oben drüber schlagen lassen. Ich habe aber nicht gerechnet das Gewicht der Blätter, so in diesen vier Jahren alle Herbste davon abgefallen. Endlich hab ich die Erd aus dem Gefässe wider gedörret, und befand eben die zweyhundert Pfund wie vor etwan zwo Untzen weniger. Und waren die hundert und vier-und-sechtzig Pfund Holtz, Rinde und Wurtzeln allein und bloß aus dem Wasser hervor gewachsen.“ (aus: Oehring, B.: Der Biologieunterricht, 14 (1978), H. 4, S. 15) Ein Pfund entspricht 453,6 g; eine Unze entspricht 28,3 g. Damit ergibt sich folgende Rechnung: Weide: vorher 5 Pfund = 2268 g … 2,3 kg nachher 169 Pfund 3 Unzen = 76743,3 g … 6,7 kg Erde: vorher 200 Pfund = 90720 g … 90,72 kg nachher 2 Unzen weniger 90663,4 g … 90,66 kg Die meisten Zeitgenossen VAN HELMONTS glaubten, dass Pflanzen ihre Nahrung aus der Erde entnehmen. Wie konnte er diese Vorstellung widerlegen? — Die Vorstellung dass die Nahrung aus der Erde stammt konnte er durch genaue (quantitative) Messungen wiederlegen. Das war damals keine Selbstverständlichkeit. Die Pflanzenmasse kann nicht aus der Erde stammen, da diese kaum an Masse verloren hat. In welchem Pflanzenorgan und unter welcher Bedingung findet Fotosynthese statt. Deute die Experimente von INGENHOUSZ. — Die Versuche von Ingenhousz zeigen, dass die Fotosynthese bei Licht und in den grünen Blättern stattfindet, denn wenn die Pflanze nicht belichtet oder eine Kartoffelknolle verwendet wird, brennt die Kerze nach 7 Tagen nicht. Die Versuche von SENEBIER zeigen, dass Pflanzen nicht nur Wasser aufnehmen. Welcher weitere Stoff wird für die Fotosynthese benötigt? — Die Pflanze benötigt offensichtlich Kohlenstoffdioxid, sonst hätten auch im abgekochten Wasser Gasbläschen aufsteigen müssen. Welches Gas konnte SENEBIER nachweisen? — Mit dem Holzspan lässt sich Sauerstoff nachweisen. Stelle in einem Schema dar, welche Stoffe die Pflanze zur Fotosynthese aufnimmt und abgibt. Stelle auch dar, welche Bedingungen nötig sind. — mögliches Schema: (INGENHOUSZ) Licht Kohlenstoffdioxid + Wasser … Sauerstoff + Pflanzenmasse (SENEBIER) (HELMONT) (SENEBIER) (HELMONT) Schülerbuch Seite 33 Um nachzuweisen, dass für die Fotosynthese Licht notwendig ist, muss die Alufolie das Blatt lichtdicht, aber nicht luftdicht abschließen. Erkläre. — Wenn das Blatt licht- und luftdicht abgeschlossen wird, gelangt kein Licht und kein Kohlenstoffdioxid in das Blatt. Wenn dann keine Stärke gebildet wird, kann nicht geklärt werden, ob Licht oder Kohlenstoffdioxid oder beides für die Stärkebildung nötig ist. Mit Weißleim oder Vaseline lässt sich die Blattober- oder die Blattunterseite lichtdurchlässig, aber gasdicht verschließen. Welche Folgen sind für die Stärkebildung zu erwarten? — Wenn die Spaltöffnungen verschlossen sind, gelangt kein Kohlenstoffdioxid in das Blatt. Es ist zu erwarten, dass an diesen Stellen keine Fotosynthese stattfindet und damit auch keine Stärke gebildet wird. Nenne Strukturen aus der Technik, die dem Transport, der Festigung oder dem Abschluss (Schutz) dienen. Vergleiche die Beispiele mit den Geweben der Pflanze. Vergleich mit der Technik Austauschgewebe Schließzellen erinnern an Ventile, Schwammgewebe an einen Schwamm oder groben Kies. Transportgewebe Gefäße und Siebröhren erinnern an Wasserleitungen oder Heizungsrohre Festigungsgewebe Stahlbeton enthält lange Stahlstäbe und wird dadurch sehr stabil Abschlussgewebe Die Epidermis erinnert an eine gemauerte Hauswand, die Kutikula an den Putz Schülerbuch Seite 35 Ordne die im Text genannten Gewebetypen von Blatt und Wurzel nach deren Hauptfunktion in Austausch-, Transport-, Festigungs-, und Abschlussgewebe. Erstelle eine Tabelle. Blatt Wurzel Austausch- Spaltöffnung Wurzelhaare Transport- Schwammgewebe Blattader (Gefäße und Siebröhren) Zentralzylinder (Gefäße und Siebröhren) Blattader (Festigungsgewebe) nicht im Text: Zentralzylinder (Festigungsgewebe) Epidermis Wurzelhaube Wurzelhaut Rinde Festigungs- Abschlussgewebe Schülerbuch Seite 38 Vergleiche die Abläufe der Fotosynthese mit denen der Zellatmung. Was fällt auf? — Es handelt sich um entsprechende Vorgänge mit umgekehrter Richtung. Fotosynthese: CO2 + Wasser Zellatmung: Woran ist ein Austausch-, ein Transport-, ein Festigungs- oder Abschlussgewebe zu erkennen? Notiere die prinzipiellen Merkmale der einzelnen Gewebetypen. Merkmal Austausch- Lücken zwischen den Zellen; große Oberfläche Transport- längliche, röhrenförmige Zellen Festigungs- Zellen mit dicken Zellwänden; oft längliche Form Abschlussgewebe Zellen lückenlos aneinander; z. T. Kutikula Energie CO2 + Wasser O2 + Stärke Energie O2 + Stärke Erläutere, warum Wurzelzellen mit Nährstoffen versorgt werden müssen. — Da sie kein Licht erhalten und keine Chloroplasten enthalten, sind sie nicht zur Fotosynthese fähig und können keine Stärke bilden. Sie müssen also Nährstoffe beziehen und durch Zellatmung Energie gewinnen. Frühblüher speichern oft in Knollen oder Zwiebeln Nährstoffe. Beschreibe den Nährstoffgehalt des Speicherorgans im Jahreslauf. Erkläre, warum solche Pflanzen sehr früh im Jahr blühen können. — Im Frühjahr nimmt der Nährstoffgehalt ab, da Blätter und Blüten gebildet werden. In den Blättern wird dann durch Fotosynthese Stärke gebildet und in der Knolle gespeichert. Der Nährstoffgehalt in der Knolle nimmt also bis zum Sommer zu. Nachdem die Blätter verwelkt sind, ändert sich der Nährstoffgehalt in der Knolle bis zum Frühjahr kaum mehr. Durch die gespeicherten Nährstoffe kann die Pflanze sehr schnell wachsen und schnell Blüten bilden. Das ist vorteilhaft, da die Pflanze im Frühjahr mit weniger anderen Pflanzen um Licht und Bestäubungsinsekten konkurrieren muss. Stoffwechsel 5 Schülerbuch Seite 39 Schülerbuch Seite 44 Erkläre, worin sich autotrophe und heterotrophe Organismen unterscheiden. — Autotrophe Organismen stellen ihre Nährstoffe selbst her und benötigen dazu unter anderem ein Energiequelle (z. B. Licht). Heterotrophe Organismen benötigen zu Leben Nährstoffe, da sie diese nicht selbst herstellen können. Autotrophe Pflanzen benötigen Kohlenstoffdioxid und geben Sauerstoff ab, während heterotrophe Organismen Sauerstoff aufnehmen und Kohlenstoffdioxid abgeben. Wie könnte man herausfinden, ob ein Organismus autotroph oder heterotroph ist? Überlege dir ein möglichst einfaches Experiment. — Bringe den Organismus unter eine Glasglocke mit einer brennenden Kerze. Ein heterotropher Organismus müsste Erstickungserscheinungen zeigen, wenn der Sauerstoff knapp wird. „In meinem Schlafzimmer darf keine Pflanze stehen. Da könnte ich ja im Schlaf ersticken.“ Was meinst du dazu? — Es stimmt zwar, dass eine Pflanze nachts, wenn es dunkel ist, Sauerstoff aufnimmt und Kohlenstoffdioxid abgibt. Aber da Pflanzen zu den wechselwarmen Lebewesen zählen, ist die Stoffwechselaktivität und damit der Gasumsatz so gering, dass keine Gefahr für den Menschen besteht. Vergleiche ein Solarladegerät mit einer Pflanze. Beschreibe, welche Teile sich entsprechen. Beschreibe, was man unter einem fossilen Energieträger versteht. — Fossile Energieträger sind Überreste von Organismen aus früheren Erdzeitaltern, die energiereiche Verbindungen enthalten und beispielsweise als Brennstoff dienen können. Liste in einer Tabelle fossile Energieträger auf und gib an, woraus sie jeweils entstanden sind. Solarladegerät Pflanze Glasplatte Kutikula und Epidermis Solarzelle Palisadenparenchym Kabel Leitungsgewebe (z. B. Blattadern) Batterie (elektrische Energie) Stärke (chemische Energie) Gehäuse Festigungsgewebe (z. B. Holz) Schülerbuch Seite 42 Die Randspalte zeigt einige Pflanzenteile. Gib jeweils an, welche Nährstoffe darin den größten Anteil haben. — Oliven: Öl; Kartoffelknollen: Stärke; Sonnenblumenkerne: Öle; Sojabohnen: Eiweiß. Warum enthalten Samen Nährstoffe? — Die Nährstoffe im Samen ermöglichen das Wachstum des Keimlings bis zur Bildung der Keimblätter. Dann kann die junge Pflanze selbst Nährstoffe bilden. Anmerkung: Die Nährstoffe in den Früchten dienen meist der Verbreitung durch Tiere. 6 Stoffwechsel Energieträger entstanden aus Torf, Braunkohle, Steinkohle Pflanzen aus Sumpfwäldern (Bärlappbäume, Baumschachtelhalme, Baumfarne, ...) Erdöl, Erdgas pflanzliche und tierische Kleinstlebewesen aus Meeren (Plankton) Schülerbuch Seite 45 Wie könnte die Nutzung fossiler Brennstoffe eingedämmt werden? Recherchiere über erneuerbare Energien. — Informationen zu Sonne, Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme, Holz, ... z. B. unter www. erneuerbare-energien.de (Sept. 2005) Informiere dich über wichtige tropische Nutzpflanzen und die Produkte, die aus ihnen hergestellt werden. — Informationen zu tropischen Nutzpflanzen z. B. unter www.oroverde.de (Sept. 2005). Fasern (Sisalagave, Kokos, Baumwolle, Jute, ...) Kosmetik (Aloe vera, Jojoba, Kokos, ...) Kautschuk u. ä. (Parakautschukbaum, Kaugummibaum, ...) Wachs (Carnaubapalme, ...) Farbstoffe (Gelbwurz, Indigo, ...) Holz (Balsaholz, Mahagoni, Teak, Palisander, Ebenholz, Bambus, ...) Genussmittel (Kaffee, Kakao, Mate, Tee, Tabak, Kolabaum, ...) Gewürze (Ingwer, Muskatnuss, Kardamon, Vanille, Chili, Pfeffer, Piment, ...) Gemüse (Tomate, Aubergine, Paprika, ...) Obst (Banane, Papaya, Avocado, Mango, Ananas, ...) Zucker und Stärke (Zuckerrohr, Maniok, Kartoffel, Reis, Mais, ...) Öle und Fette (Ölpalme, Sesam, Rhizinus, Kokos, ...) Zimmerpflanzen (Bromelia, Dieffenbachia, Dracaena, Orchideen, Ficus, ...) Erläutere, wie eine nachhaltige Landnutzung die Abholzung von Regenwäldern verhindern kann. — Wenn auf begrenzten Flächen ein kontrollierter Anbau von Nutzpflanzen stattfindet, der den Menschen eine Lebensgrundlage bietet, besteht kein Druck für die ansässige Bevölkerung, die verbliebenen Urwälder zu roden. Der Körper des Menschen Schülerbuch Seite 53 Vergleiche die Werte von Abbildung 2 mit denen der Randspalte. Erkläre, von welchen Nahrungsmitteln man wenig essen sollte, wenn man sich nicht sehr viel bewegt. — Weiße Bohnen, Brötchen, Erdnüsse, Kotelett, Milchschokolade Vergleiche den Energiebedarf der verschiedenen Sportarten. Wie lange muss man Rad fahren, um die Energiemenge von 100g Milchschokolade abzuarbeiten? Vergleiche diese Zeit mit dem Beispiel eines ruhenden Menschen. — 1 h, 48 min Fahrrad fahren 8 h, 43 min im Ruhen Vergleiche die Begriffe Nährstoff, Nahrungsmittel, Energie, Energieträger. — Die Definitionen dieser Begriffe stehen in Natura 2 auf folgenden Seiten: Nährstoff: S. 51, rechte Spalte unten Energie: S. 53, Randspalte oben Energieträger: S. 42, 81, 148 Der Begriff Nahrungsmittel wird oft synonym für Lebensmittel verwendet. Das sind Stoffe oder bestimmte Zubereitungen tierischer oder pflanzlicher Herkunft, die für die menschliche Ernährung geeignet sind. Beispiel: Das Nahrungsmittel Reis besteht zum größten Teil aus dem Nährstoff Stärke, die uns als Energieträger die nötige Energie für den Betriebsstoffwechsel liefert. Erläutere das Prinzip der Energieumwandlung am Beispiel eines Bergsteigers, der bei einer ganztägigen Klettertour einen Berggipfel besteigt. — Der Bergsteiger nimmt vor und während der Bergtour verschiedene Energieträger, die chemische Energie speichern, zu sich. Während des Kletterns wird ein Teil der aufgenommenen Energie in Bewegungsenergie umgesetzt. Ein weiterer Teil wird in Wärme umgewandelt; dies wird daran erkennbar, dass er während des Kletterns schwitzt. Da der Gipfel höher liegt als die Einstiegsstelle in die Bergtour, gewinnt der Bergsteiger an Lageenergie. Schülerbuch Seite 56 Hinweis: Bei der Unterrichtsplanung sollten die Kollegen beachten, dass zwischen dieser Frage und der Materialseite 57 „Gesunde Ernährung“ ein enger Zusammenhang besteht: Werden beide Seiten bearbeitet, kann selbstverständlich auch Seite 57 zuerst behandelt werden. Wird nur eine der beiden Seiten besprochen, sollte auf die Erarbeitung der wichtigsten Ernährungsregeln größter Wert gelegt werden, da diese im Buch nicht als fertiges Ergebnis formuliert sind. Der bei Schülern dieser Altersgruppe besonders unbeliebte „erhobene Zeigefinger“ sollte vermieden werden! Besonders empfehlenswert sind dabei die fachlich fundierten und objektiven Hinweise der „deutschen Gesellschaft für Ernährung“. „Global denken — lokal handeln“ gehört zu den knappen Schlagworten, die manchmal für den Alltag zu wenig konkret sind. Stelle in einer Übersicht die wichtigsten Ernährungsregeln zunächst so zusammen, dass eine vernünftige, wohlschmeckende Ernährung für uns gewährleistet ist. Überprüfe danach, ob dabei auch die Interessen der Entwicklungsländer angemessen berücksichtigt werden und überarbeite eventuell deine Regeln. — Die wichtigsten Ernährungsregeln sind in einer kaum noch überschaubaren Vielzahl von Veröffentlichungen publiziert, sodass auf deren Wiederholung hier verzichtet wird. Bei der Lösung dieser Aufgabe sollten die Schüler dazu angehalten werden, nicht nur allgemein gültige Regeln, sondern auch konkrete Beispiele zu deren Veranschaulichung zu finden. Die Überprüfung, ob dabei auch die Interessen der Entwicklungsländer angemessen berücksichtigt werden, kann in Abhängigkeit von der genauen Formulierung der Regeln und den konkreten Beispielen unterschiedlich ausfallen. Beispielsweise kann der Verzehr vieler Südfrüchte unter dem Aspekt einer gesunden Ernährung sinnvoll, hinsichtlich des Verbrauchs an landwirtschaftlichen Nutzflächen und der weiten Transportwege jedoch problematisch sein. Viele Völker sind aufgrund ihrer extremen Lebensbedingungen einseitig ernährt. Beispielsweise steht nomadisierenden Kamelhirten in Afrika fast keine pflanzliche Nahrung zur Verfügung, sondern überwiegend Produkte aus Kamelmilch. Dadurch nehmen sie viele tierische Fette und Cholesterin auf. Trotzdem gibt es bei ihnen weder Übergewicht noch erhöhte Blutfettwerte. Was sind die Gründe dafür? — Die nomadisierenden Kamelhirten haben bei den Wanderungen mit ihren Herden einen extrem hohen Energiebedarf, so dass trotz ( aus unserer Sicht ) ungünstiger Ernährung Übergewicht und Stoffwechselerkrankungen nicht entstehen können. In Japan erreichen die Menschen die höchste Lebenserwartung aller Industrieländer. Innerhalb Europas werden die Kreter am ältesten. Informiere dich über die möglichen Ursachen. — In der traditionellen japanischen Küche herrschen völlig andere Ernährungsgewohnheiten als in westlichen Ländern: sehr wenig fettes Fleisch, geringer Einsatz von tierischen Fetten und Zucker, sehr viel Fisch und andere Nahrung aus dem Meer, sehr viel pflanzliche, ballaststoffreiche Kost, schonende Zubereitung. In den letzten Jahren ist die „Kretadiät“ auch in Deutschland populär geworden: sehr viel Obst, Salate, Gemüse. Fleisch nur zu besonderen Gelegenheit. Verwendung von Olivenöl. Der Körper des Menschen 7 Schülerbuch Seite 57 Vergleiche die Fotos in der linken Spalte bezüglich ihrer Inhaltsstoffe und ihres Energiegehaltes. Benutze eine Nährwerttabelle. Stelle die Unterschiede übersichtlich dar und bewerte begründet die gesundheitliche Qualität der beiden Mahlzeiten. — Quark, Gemüse und das Vollkornbrötchen (oben) enthalten mehr Ballaststoffe und weniger Fett als die unten abgebildete Mahlzeit. Stelle für einen Tag 5 über den Tag verteilte Mahlzeiten zusammen, die den Anforderungen einer vollwertigen Ernährung gerecht werden. — Energiebedarf bei leichter Arbeit: ca. 10 000 kJ / Tag. Werte gerundet. 1. Frühstück (ca. 25 % der Energiezufuhr): Cornflakes oder Müsli (150 g, 2 450 kJ), Milch (200 g, 280 kJ) 2. Frühstück (ca. 10 %): Banane (100 g, 380 kJ), Jogurt (150 g, 410 kJ) Mittagessen (ca. 30 %): Hühnerfleisch (150 g, 900 kJ), Vollkornnudeln (200 g, 1150 kJ), Gemüse (100 g, 300 kJ), Kopfsalat, angemacht (100 g, 400 kJ), Pudding (50 g, 270 kJ) Nachmittags (ca. 10 %): Apfel (200 g, 450 kJ), Rohkost (100 g, 100 kJ) Orangensaft (200 g, 410 kJ) Abendessen (ca. 25 %): Vollkornbrot (200 g, 160 kJ), Butter (20 g, 630 kJ), Würstchen (100 g, 1100 kJ), Tomate (50 g, 40 kJ), Apfelsaft (200 g, 400 kJ) Vergleiche die in der Kennzeichnung angegebenen Inhaltsstoffe verschiedener Lebensmittel, aber auch verschiedener Sorten von Fruchtsäften (z. B. Apfelsaft, Apfel-Nektar, Apfelsaftgetränk), fettarmer Milch, Vollmilch, . . . Stelle die Ergebnisse in einer Tabelle dar. Wie weit ist bereits eine Qualitätsbeurteilung möglich. Was bleibt unklar? — Eine Beurteilung hinsichtlich der enthaltenen Nährstoffe und deren Anteile sowie eventuell enthaltener Vitamine und Mineralsalze ist möglich, außerdem kann teilweise der Energiegehalt angegeben sein. Eine Beurteilung bezüglich der darin enthaltenen Schadstoffe, wie Schwermetalle und Pestizidrückstände, sowie der Produktionsmethoden der jeweiligen Lebensmittel ist nicht möglich. Überprüfe deine Fettaufnahme über einen Tag lang. Notiere den Fettgehalt der verzehrten Lebensmittel. Vergleiche dann deinen Tagesverbrauch an Fett mit dem Wünschenswerten. Der liegt bei ca. 0,8 g Fett pro kg Körpergewicht und Tag. — Problematisch sind vor allem die so genannten versteckten Fette in verschiedenen Lebensmitteln (Fleisch und Wurst bis 60 %, bestimmten Käsesorten wie Limburger, Briekäse, Cambozola bis zu 70 % Fett i. Tr.) sowie das in Soßen enthaltene Fett. Andererseits wird Fett aber zur Deckung des Bedarfs an essentiellen Fettsäuren und zur Ausnutzung fettlöslicher Vitamine unbedingt benötigt. 8 Der Körper des Menschen Stelle die in der Tabelle genannten Werte zum Vitaminverlust verschiedener Lebensmittel in Abhängigkeit von ihrer Lagerzeit in einem Säulendiagramm dar. Welche Schlussfolgerungen ergeben sich aus den Ergebnissen für deine Ernährung? — Obst und Gemüse sollten möglichst frisch verzehrt werden. Bei einer längeren Lagerung ist auf eine ausreichende Kühlung zu achten. Damit kann der Verlust an bestimmten Vitaminen, wie dem gegenüber Wärme- und Sauerstoffeinwirkung sehr empfindlichen Vitamin C, gering gehalten werden. Schülerbuch Seite 59 Halte einen Spiegel vor den geöffneten Mund. Suche und beschreibe die verschiedenen Zahntypen. — Milchgebiss: Schneidezähne, Eckzähne, Backenzähne. Im Dauergebiss kommen die Mahlzähne hinzu. Überprüfe anhand der Abbildung, ob du deine Zähne richtig pflegst. Stelle Regeln für die Zahnpflege auf und begründe sie. Schülerbuch Seite 61 Man kann die Verdauungsvorgänge gut verstehen, wenn man sich ein Modell baut. Eine lange Spielperlenkette ist das Modell für die Stärke. Die Spielperlen sind die Traubenzuckerteilchen. Wir bohren in den Deckel eines Schuhkartons Löcher in der Größe der Spielperlen und legen die Kette hinein. Dann bewegen wir den Deckel hin und her. Anschließend zerlegen wir die Kette in die einzelnen Bausteine und legen diese wieder in den durchlöcherten Deckel. Vergleiche den Modellversuch mit den Vorgängen bei der Verdauung. — Stärke (Perlenkette) muss in ihre Untereinheiten (Traubenzucker) zerlegt werden, denn erst der Zucker (einzelne Perlen) kann durch die Wände der Darmzotten in das Blut übertreten (s. Abb. 2). Schülerbuch Seite 62 Abb. 61.1 zeigt die verschiedenen Stufen des Stärkeabbaus. Ordne die besprochenen Enzyme den jeweiligen Stufen zu. — Zerlegung von Stärke in kleinere Bruchstücke (Malzzucker) im Speichel durch Maltase. Zerlegung von Stärke durch Amylasen in Traubenzucker. Ist es sinnvoll, Gallenflüssigkeit als Enzym zu bezeichnen? Begründe. — Ist fetthaltige Nahrung durch die Gallenflüssigkeit in viele kleine Tröpfchen zerlegt, haben die Verdauungsenzyme eine größere Angriffsfläche und können somit die Nahrung schneller abbauen. Gallenflüssigkeit emulgiert Fette, ohne sie chemisch zu verändern. Sie ist also kein Enzym. Enzyme sind leicht mit Wasser, aber nur schlecht mit Fett mischbar. Fette sind deshalb schwer verdaulich. Gallenflüssigkeit zerlegt fettreiche Nahrung in viele kleine Tröpfchen, wirkt also ähnlich wie ein Spülmittel. Erläutere, was mit der Formulierung auf Seite 60 gemeint ist: „Gallenflüssigkeit, die bei der Fettverdauung hilft“. — Gallenflüssigkeit zerlegt (emulgiert) Fette in viele kleine Tröpfchen, die eine größere Oberfläche aufweisen als der Nahrungsbrei ohne Gallenflüssigkeit. Die Enzyme aus den Verdauungssäften haben somit eine größere Angriffsfläche zur Verfügung, was einen schnelleren Abbau der Fette ermöglicht. Schülerbuch Seite 64 Das oben stehende Diagramm zeigt dir einmal den Tagesablauf mit Schulfrühstück (obere Kurve), einmal ohne Schulfrühstück (untere Kurve). Erläutere die Unterschiede. — Eine ausgewogene Mahlzeit zur richtigen Zeit ist eine optimale Grundlage für die geistigen und körperlichen Anforderungen des Tages und Basis für die Gesundheit. Die obere Leiste (Kopfleiste) zeigt die Aufteilung der täglichen Ernährung in drei Haupt- und zwei Zwischenmahlzeiten. Die Kurve gibt die Veränderung der Leistungsfähigkeit im Tagesverlauf wieder: Nach dem Frühstück ist ein Leistungsanstieg zu verzeichnen, der zum Höhepunkt der Leistungsfähigkeit gegen 9.30 Uhr führt. Ohne Schulfrühstück in der ersten großen Pause fällt die Leistungskurve steil ab (untere Kurve). Das Mittagstief wird gegen 15.00 Uhr erreicht. Durch das Schulfrühstück steigt die Leistungsfähigkeit nicht nur auf ein höheres Niveau, auch der nachfolgende Abfall zur Mittagssenke hin erfolgt weniger steil (obere Kurve). Beide Kurven verdeutlichen auch, dass erst nach dem Mittagstief, wenn ein zweiter, nicht so stark ausgeprägter Leistungsanstieg erfolgt, es empfehlenswert ist, die Schüler die Hausaufgaben erledigen zulassen und nicht bereits in der Phase der Mittagssenke. Eine „Aktion Schulfrühstück“ kann somit (auch Eltern und Kollegen gegenüber) hinreichend begründet werden! Welcher Sinn steckt hinter den Sprichwörtern in der linken Spalte? — Vielfach kommen Schüler ohne Frühstück zur Schule, essen Süßigkeiten in der Pause, bekommen keine Mittagsmahlzeit (allenfalls einen Snack) und essen dann ausgehungert am späten Abend übermäßig. Die Sprichwörter sollen dies einprägsam vor Augen führen und schon die Erfahrungen der Großeltern als Beleg angeben. Erfahrungen und Schilderungen der Schüler werden eine Diskussion anregen! Übermäßige Mahlzeiten, egal ob Mittags oder Abends, fördern nicht die Leistungsfähigkeit und Denkbereitschaft — im Gegenteil! Schwere Mahlzeiten belasten den Körper, ermüden ihn und man ist überhaupt nicht mehr leistungsfähig. Erstelle entsprechend der neben stehenden Tabelle ein Tagesprotokoll über deine Essgewohnheiten. Lege das Protokoll in deinem Heft groß genug an, damit du genügend Platz zum Eintragen hast. — Erprobungen haben gezeigt, dass die ersten drei Spalten aussagekräftig ausgefüllt wurden. Bei den Eintragungen in der letzten Spalte lagen mitunter Widersprüche zwischen Bewertungen und ihren Begründungen vor. Deutlich wurden bestimmte Aspekte familiärer Esssituationen, sowohl positive (z. B. miteinander reden) als auch negative (z. B. schlechte Laune von Familienmitgliedern). Im Unterrichtsgespräch und über die Begründungen sollten die Schülerinnen/ Schüler die Ursachen für Eintragungen reflektieren. Schülerbuch Seite 65 Aus welchen Ländern kommen deine Mitschüler? Lass dir berichten, was in anderen Ländern zum Frühstück serviert wird. Ihr könnt eure Ergebnisse im Klassenraum in Form von Postern präsentieren. Abbildungen zu den Speisen findet ihr im Internet. Als Ideenvorlage kann euch die „Weltkarte“ oben dienen. Was gehört für dich zu einem typischen deutschen Frühstück? Wie wäre es, wenn ihr in eurer Klasse ein gemeinsames „SchulfrühstückInternational“ plant? Eure Eltern und Lehrer könnten euch dabei tatkräftig unterstützen. Und besonders die Frühstücksmuffel (Nee, so früh krieg’ ich nichts runter) möchten bei einem reichhaltigen Frühstückbuffet vielleicht doch einen Happen probieren. — Es werden sich durch die heterogene Bevölkerungsstruktur sicherlich unterschiedliche Nationalitäten (zumindest auf Ebene der Eltern, Großeltern) in der Klassengemeinschaft finden. Die besonderen Vorlieben werden dann zu Tage treten und können für die Schüler interessant auf Collagen u.ä. thematisiert werden. Die Planung eines internationalen Schulfrühstücks kann die Schüler ermuntern, einmal ihre Essgewohnheiten zu überdenken und vielleicht bei anderen Nationen auch interessante Ideen zu finden und zu probieren. Über die Analyse der Nahrungsmittel (Nährstoffgruppen) kann natürlich vor dem Hintergrund der ausgewogenen Ernährung eine weitergehende Diskussion geführt werden. Der Körper des Menschen 9 Schülerbuch Seite 66 Beschreibe den Blutkreislauf mithilfe von Abbildung 1. — Linke Kammer — Körperarterie — Abzweigungen zu Kopf, Armen, inneren Organen und Beinen — Kapillaren — Körpervene — Rechter Vorhof — rechte Kammer — Lungenarterie — Kapillare — linker Vorhof — linke Kammer. Erkläre die Ventilwirkung der Venenklappen (s. Randspalte). — Dieser Mechanismus ermöglicht eine gerichtete Blutbewegung in den Venen. Durch die Pulswelle der benachbarten Arterien (oder durch Kontraktionsverdickung beanspruchter Muskeln) wird die Vene zusammengedrückt. Dadurch fließt Blut nach oben durch eine Taschenklappe, die wie ein Ventil wirkt. Das Blut kann nicht nach unten fließen, weil die nächst untere Taschenklappe dies verhindert. So wird das Blut auch entgegen der Schwerkraft in Richtung Herz befördert. Schülerbuch Seite 67 Die Herzmuskulatur der linken Seite ist viel stärker als die der rechten Seite. Begründe ( S. 146). — Die linke Kammer treibt Blut in den „großen“ Kreislauf (Körperkreislauf), die rechte Kammer in den „kleinen“ Lungenkreislauf. „In den Venen fließt sauerstoffarmes Blut, in den Arterien sauerstoffreiches.“ Begründe, warum diese Aussage nur teilweise richtig ist. — Dies gilt zwar für den Körperkreislauf, aber nicht für den Lungenkreislauf. In diesem fließt sauerstoffarmes („venöses“) Blut von der rechten Herzkammer durch die Lungenarterie in die Lunge, es kommt sauerstoffreiches („arterielles“) Blut aus den Lungen durch die Lungenvene zurück zur linken Vorkammer. Es gibt Menschen, bei denen sich bei der Geburt ein Loch in der Herzscheidewand nicht schließt. Welche Auswirkungen hat das? — Da sich dann sauerstoffarmes mit sauerstoffreichem Blut vermischt, wird auch in den Arterien des Körpers Mischblut fließen. Häufig ist die Auswirkung geringfügiger, als zunächst zu befürchten wäre. Durch den großen Druck in der linken Herzkammer wird eher sauerstoffreiches Blut durch das Loch in der Herzscheidewand in die rechte Herzkammer gedrückt, als sauerstoffarmes in die linke Kammer. Dennoch zeigen sich Mangelerscheinungen, da insgesamt weniger Blut in den Körper getrieben wird. Schülerbuch Seite 69 Warum ist das Blut ein Organ? Erkläre. — Blut besteht wie jedes Organ aus verschiedenen Zellen und Zwischenzellflüssigkeit. Es hat wie jedes andere Organ seinen eigenen Aufgabenbereich. Ein Unterschied zu anderen Organen: Die Blutzellen haben keinen festen Verband. 10 Der Körper des Menschen Erstelle nach Abb. 68.1 ein Diagramm zur Zusammensetzung des Blutes. — Es bietet sich ein Kreisdiagramm oder die entsprechende Unterteilung einer Strecke an. Worin besteht der Unterschied zwischen Blutplasma und Serum? — Im Blutplasma sind die Gerinnungsstoffe enthalten, im Blutserum fehlen diese. Beschreibe anhand der Abbildung 1 den Stoffaustausch im Kapillarbereich. — Die Abbildung zeigt die Verhältnisse in den Kapillarbereichen des Körperkreislaufs. Hier führen die vom Herzen kommenden Adern und Kapillaren sauerstoffreiches Blut heran. (Im Lungenkreislauf liegen die Verhältnisse umgekehrt.) Aus den arteriellen Kapillaren strömt Plasma mit Sauerstoff und Nährstoffen beladen zwischen die Zellen. Hier findet der interzellulare Stoffwechsel statt. Die Zellen nehmen diese Stoffe auf und geben Kohlenstoffdioxid und andere Abfallstoffe ab. Diese werden in der Lymphe gelöst. Die so entstandene Zwischenzellflüssigkeit tritt in die venöse Kapillare ein. Schülerbuch Seite 73 Was bedeutet die Veränderung des Kalkwassers im Versuch der Mittelspalte? — Kalkwasser wird beim Einleiten von Kohlenstoffdioxid milchig trüb. In der Ausatemluft liegt also im Vergleich zur eingeatmeten Luft eine hohe Kohlenstoffdioxid-Konzentration vor. Beschreibe weitere Beispiele, an denen der Zusammenhang zwischen Bau und Funktion eines Organs erkennbar ist. Schülerbuch Seite 74/75 — Warum ist auch noch ein Blutdruck vorhanden, wenn der Herzmuskel erschlafft ist? — Arterien des elastischen Typs, speziell die Aorta, haben eine sog. Windkesselfunktion. Während der Systole werden sie gedehnt, während der Diastole ziehen sie sich wieder zusammen und üben so auf das in ihnen enthaltene Blut einen Druck aus. — Welche anderen Beispiele für das Prinzip der Oberflächenvergrößerung gibt es in der Biologie und in der Technik? — Beispiele aus der Biologie: Lungen, Kiemen, Kapillaren, Darmwände, Nieren Beispiele aus der Technik: Dialysegeräte, Katalysatoroberflächen, Filter — Vergleiche beide Werte. Formuliere entsprechende Schlussfolgerungen. — Die Lunge ist ein räumliches Gebilde, das Modell ist flächig. Die bewegten Teile sind starr. Muskeln sind nicht vorhanden. Schülerbuch Seite 77 — Die Bastelarbeiten erfordern je nach Schülergruppe schon etwas Zeit und sollten dann nicht für eine Schulstunde allein terminiert werden. Mit dem Spiel lässt sich der Stoffwechsel noch einmal in seiner Gesamtheit rekapitulieren. Je nach Unterricht muss zur Bedeutung der Leber („ist ein“) eventuell eine kleine Hilfestellung durch den Lehrer erfolgen. Der Lösungssatz lautet dann: „Blut ist ein besonderer Saft“. Schülerbuch Seite 79 Beschreibe anhand der Abbildung, welche Organe Kohlenstoffdioxid bzw. Wasser ausscheiden. — Nieren: Wasser — Lunge: Kohlenstoffdioxid und Wasser. Die mit der Nahrung aufgenommenen Eiweiße dienen vor allen dem Baustoffwechsel. Als Abfallprodukt wird Harnstoff ausgeschieden. Beschreibe die Zusammenarbeit der Organe für dieses Beispiel. — Die Nahrung wird bei der Verdauung in ihre Grundbausteine zerlegt. Diese gelangen über die Darmwand ins Blut. Das Eiweiß wird z.B. zum Muskelaufbau benötigt. Die Abfallstoffe gelangen zur Niere, dort wird der Harnstoff herausgefiltert, in der Blase als Urin gesammelt und über die Harnröhre ausgeschieden. Hauche mehrmals aus kurzem Abstand gegen die trockene Wandtafel. Was beobachtest du? Erkläre! — Wasserdampf kondensiert an kleinen Staubteilchen. D. h. in der Außatemluft befindet sich auch Wasser! Halte die flache Hand eine Zeit lang vor die trockene Tafel, ohne sie zu berühren. Was kannst du mit diesem Versuch nachweisen? — Auch die Haut gibt Wasser ab, ohne Kontakt zur Tafel verdunstet die Feuchtigkeit aber sofort. Pro Tag gibt der Mensch etwa einen Liter Harn ab. Um den Wasserverlust auszugleichen soll man aber, je nach Temperatur, zwei bis drei Liter trinken. Warum ist das nötig? — Um die oben dargestellten Flüssigkeitsverluste auszugleichen und um eine gute Funktion der Nieren, der Verdauung und somit auch der Körperentgiftung zu gewährleisten. Um den Blutstrom und das Kreislaufsystem (Verdünnung) zu erleichtern und aufrecht zu erhalten. Schülerbuch Seite 80 Beuge und strecke den Unterarm. Taste dabei nach Beuger und Strecker. — Beim Beugen verkürzt sich der zweiköpfige Muskel an der Oberseite des Oberarms. Beim Strecken verkürzt sich der dreiköpfige Oberarmmuskel an der Unterseite des Oberarms. Finde durch Tasten Beuge- und Streckmuskeln des Unterschenkels. — Die Beuge- und Streckmuskulatur für den Unterschenkel sind Muskeln am Oberschenkel. Die Streckung verursacht der vierköpfige Oberschenkelmuskel an der Schenkeloberseite. Die Beugung wird durch mehrere Muskeln der Schenkelunterseite möglich. Erläutere das Gegenspielerprinzip bei der Gelenkbewegung. — Muskeln können sich nur aktiv zusammen ziehen, jedoch nicht wieder strecken. Daher sind zur Bewegung eines Gelenks mindestens zwei Muskeln nötig. Der jeweils aktive Muskel verkürzt sich, bewegt einen Knochen und dehnt damit zugleich den nicht aktiven Muskel. Zu welchem Gelenktyp gehört das Kniegelenk? — Das Kniegelenk ist ein Scharniergelenk; es bewegt sich nur in einer Ebene. Schülerbuch Seite 81 Tennisspieler essen bei langen Turnieren, die über mehrere Stunden gehen, in den Pausen häufig Bananen. Erkläre, weshalb die Banane ein geeignetes Nahrungsmittel ist, um ein langes Spiel durchzustehen. — Bananen enthalten viel Stärke. Stärke ist ein leicht verdauliches Kohlenhydrat. Während des Tennisspiels findet die Verdauung statt und dem Körper wird dabei über den Darm der durch den Stärkabbau entstehende Zucker zugeführt. So wird der Organismus während des Spiels kontinuierlich mit energiehaltigem Zucker versorgt, der in der Muskulatur sofort wieder abgebaut werden kann. Bergsteiger, die im Winter in Not geraten, drohen zu erfrieren, wenn ihnen die Nahrung ausgeht. Erkläre. — Beim Abbau energiehaltiger Nährstoffe im Körper wird ein Teil der enthaltenen Energie als Wärme (thermische Energie) freigesetzt. Diese dient der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur. Bei Nahrungsmangel kann nicht genügend Wärme gebildet werden; der Körper kühlt aus. Wenn man sehr stark friert, beginnen die Muskeln zu zittern. Erläutere die Bedeutung dieser Reaktion des Körpers. Welche Körperreaktionen verursachen den gegenteiligen Effekt? — Nimmt die Körpertemperatur etwas ab, so werden die Muskeln aktiviert; es entsteht Muskelzittern. In der Muskulatur werden energiehaltige Nährstoffe abgebaut. Die dabei frei werdende Energie wird beim Muskelzittern nahezu vollständig in Form von thermischer Energie freigesetzt. Dadurch wird dem weiteren Absinken der Körpertemperatur entgegengewirkt. Der Körper des Menschen 11 Schülerbuch Seite 85 Weshalb soll sich ein Sportler nach dem Lauf noch bewegen und durchatmen? — Nach dem Lauf befinden sich noch sehr viel Kohlenstoffdioxid und bestimmte Reaktionsprodukte des Energiestoffwechsels, z. B. Milchsäure, im Körper. Das Kohlenstoffdioxid wird durch das Durchatmen entfernt, durch die Bewegung kann die Milchsäure aus den Muskeln abtransportiert werden. Weshalb wiegen Marathonläufer nach dem Lauf weniger als vorher? — Der Verbrauch an Energieträgern ist höher als deren Zufuhr während der sportlichen Belastung. Gesundheit — Krankheit Schülerbuch Seite 90 Erkläre, warum ROBERT KOCH die Versuche zur Vermehrung der Bakterien und die Infektionen der Mäuse durchführen musste, um zu beweisen, dass es sich um die Milzbranderreger handelte. — Er konnte nachweisen, dass es sich um Lebewesen handelt, da sich die Erreger auf dem Nährboden und in den Mäusen vermehrten. Durch die Infektion von gesunden Mäusen konnte er zeigen, dass die Bakterien Milzbrand auslösen. Schülerbuch Seite 91 Vergleiche den Bau von Bakterienzellen mit dem von Tier- und Pflanzenzellen. Nenne Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Bakterienzelle Größe Pflanzenzelle Tierzelle 0,2 — 7 µm 1 µm 1 µm Zellwand + + — Zellmembran + + + Zellkern — + + Geißel + — — Wie viele Nachkommen hat ein Bakterium nach 4 Stunden, wenn sich die Zahl der Bakterien alle 20 Minuten durch Teilung verdoppelt? Berechne und zeichne eine Vermehrungskurve. — In 4 Stunden verdoppelt sich die Anzahl der Bakterien 12mal, die Bakterienzelle hat also 212= 4096 Nachkommen. Vergleiche die Kurve aus Aufgabe 2 mit der realen Vermehrungskurve (Abb.1). Nenne Ursachen für die Abweichung vom berechneten Kurvenverlauf. — Die Bakterien vermehren sich zunächst exponentiell, dann nimmt die Vermehrungsrate der Bakterien jedoch ab, da nur eine gewisse Menge an Nahrung und Raum vorhanden ist. Außerdem können sich giftige Stoffwechselprodukte anhäufen. Schülerbuch Seite 95 Erkläre, weshalb zwischen Ansteckung und Ausbruch einer Krankheit mehrere Tage vergehen können. — Die Immunabwehr des Körpers wird mit den anfangs noch wenigen Erregern „fertig“. Die Vermehrung der Erreger benötigt Zeit. Die Erreger vermehren sich im Körper und liegen dann in einer hohen Konzentration vor, wodurch die Symptome erst ausgelöst werden. 12 Gesundheit—Krankheit Mache Vorschläge, wie man sich vor einer Infektion schützen könnte. — Beispielsweise Vermeidung von Händeschütteln, Raumlüftung, beim Husten und Niesen Taschentuch vorhalten. Wie unterscheiden sich Bakterien und Viren voneinander? Fasse die Unterschiede in einer Tabelle zusammen. Bakterien Viren Zellen keine Zellen Zellmembran und Zellwand Proteinhülle Zellplasma kein Zellplasma zum Teil aktive Fortbewegung passiver Transport Fortpflanzung durch Querteilung benutzen zur Vermehrung Wirtszellen, d. h. Stoffe werden von der Wirtszelle aufgebaut Größe: 0,2—7 µm Größe: 0,02—0,7 µm Schülerbuch Seite 98 Erkläre den Vorteil einer Schutzimpfung. — Bei Schutzimpfungen werden abgeschwächte Erreger bzw. Bestandteile der Erreger gespritzt, worauf das Immunsystem mit der Bildung von Antikörpern und Gedächtniszellen reagiert. Kommt es später zur Infektion mit der gleichen Erregerart, so kann der Körper schnell genügend Antikörper produzieren. Die Gedächtniszellen enthalten die Information für die Produktion dieser spezifischen Antikörper. Schülerbuch Seite 101 Erkläre, welche Bedeutung Histamin bei einer allergischen Reaktion hat. Vergleiche den Vorgang der allergischen Reaktion mit Entzündungsreaktionen nach Hautverletzungen (siehe auch S. 96). — Histamine sind Signalstoffe in Haut und Schleimhaut. Sie lösen Veränderungen an den Kapillaren aus. Die Durchblutung wird erhöht und die Kapillarwände werden durchlässiger, sodass Blutplasma und weiße Blutzellen besser aus dem Blut in das Gewebe eindringen können. Es kommt zur Rötung, Anschwellung und Erwärmung des Gewebes. Die Riesenfresszellen (weiße Blutzellen) machen eingedrungene Fremdkörper unschädlich. So werden Eindringlinge schnell vernichtet. Diese Abwehrreaktion folgt auf Hautverletzungen und bei allergischen Reaktionen gleichermaßen. Bei allergischen Reaktionen verläuft diese Reaktion aber übermäßig stark ab. Erläutere, weshalb die Tipps für Pollenallergiker in der Abb. 1 auf Seite 100 hilfreich sind. — Im Freien, vor allem natürlich auf Wiesen und Feldern, ist die Pollenkonzentration höher als in geschlossenen Räumen. Nachts fliegen weniger Pollen als tagsüber, daher sollte man möglichst nur dann die Fenster öffnen. Pollen haften an den Haaren bzw. an der Kleidung, deshalb sollte man abends die Haare waschen und Kleidung nicht im Schlafraum ausziehen. Bei starken Beschwerden helfen Medikamente, die die Histaminfreisetzung verhindern oder freigesetztes Histamin binden. Schülerbuch Seite 104 Beschreiben anhand der Texte, welche Vorstellungen die Menschen im Mittelalter von der Ausbreitung der Pest hatten. Weshalb konnten sie noch keine sinnvolle Erklärung für das Auftreten der Pest haben? — Im Mittelalter ging man davon aus, dass sich in der Luft krank machende Stoffe befinden. Weder die mikroskopisch kleinen Bakterien als Erreger, noch ihre Wirkung und Verbreitung waren bekannt. Beschreibe anhand der Karte, wie sich die Pest in Europa ausbreitete und wie es dazu kommen konnte. — Ausgehend von Neapel breitete sich die Pest entlang der Handelswege über Europa aus. Mit dem Handel über Land und Wasser breiteten sich auch an Pest infizierte Ratten aus. Über Rattenflöhe wurden die Pest-Erreger auf den Menschen übertragen. Erläutere, wie man heute die Pest bekämpfen würde. — Die Übertragung der Pest-Erreger muss unterbunden werden (z. B. Isolation des Erkrankten, Antibiotika, Fernhalten von Erreger übertragenden Nagetieren wie Ratten). Kläre die Bedeutung der Begriffe Hygiene, Prophylaxe und Diagnose. Verwende sie bei der Beantwortung der folgenden Fragen. — Hygiene: Gesundheitslehre; Prophylaxe: Vorbeugung; Diagnose: Erkennen einer Krankheit durch Untersuchung Nenne Gründe, weshalb in den größer werdenden Städten des 19. Jahrhunderts die Gefahr einer Choleraepidemie sehr groß war. Welche Veränderungen hat diese Epidemie ausgelöst, sodass die Cholera in den Großstädten der Industriestaaten heute nicht mehr auftritt? — In Großstädten gab es keine geregelte Abwasser- und Fäkalienentsorgung. Traten Cholerabakterien auf, gelangten sie leicht in das Grundwasser, aus denen Brunnen für Trinkwasser gespeist wurden bzw. in Gewässer, aus denen Trinkwasser entnommen wurde. Mit dem Trinkwasser steckten sich viele Menschen an. Erkenntnisse über den Erreger und den Übertragungsweg hatten schrittweise Einfluss auf die Fäkalienentsorgung (z. B. Klärung) und die „Sauberhaltung“ des Trinkwassers (z. B. Filtern, Abkochen). Gesundheit—Krankheit 13 Zeitpfeil zu Aufgabe 1, Schülerbuch Seite 111 Zeit 384—322 v. Chr. Person Entdeckungen 1578—1657 1749—1823 ARISTOTELES WILLIAM HARVEY EDWARD JENNER u. a. Anatomie, Funktion von Organen (Magen, Darm) Geschlossener Blutkreislauf Schutzimpfung gegen Pocken 1822—1895 1854—1917 1922—2001 LOUIS PASTEUR EMIL VON BEHRING CHRISTIAN BARNARD Abschwächung von Krankheitserregern und ihre Verwendung als Impfstoff Passive Schutzimpfung Erste Herzverpflanzung beim Menschen In den Ländern der 3. Welt kommen immer wieder Choleraepidemien vor, besonders in den Slums und Flüchtlingslagern. Welche Ursachen spielen dabei eine Rolle? Erläutere, welche Möglichkeiten es gibt, den Menschen dort zu helfen. — Ursachen wie verunreinigte Nahrungsmittel, ungeklärtes Trinkwasser aus Gewässern, in die auch Fäkalien gelangen, mangelhafte sanitäre Verhältnisse spielen bei der Verbreitung von Cholera eine wesentliche Rolle. Eine Möglichkeit, den Menschen zu helfen, besteht z. B. im Bau von Trinkwasseraufbereitungsanlagen. Touristen haben sich in Kenia mit Cholera infiziert. In manchen Ländern besteht ein Cholera-Risiko auch für Personen, die sich nur in Hotels aufhalten. Durch welche Vorsichtsmaßnahmen können sich Touristen schützen? — Leitungswasser nicht zum Trinken, Zähneputzen bzw. Abwaschen von Obst benutzen. Stattdessen nur abgekochtes Wasser oder Mineralwasser aus dem Handel (Originalverschluss prüfen!) verwenden. Schülerbuch Seite 111 Zeichne einen Zeitpfeil und trage ein, wann die hier dargestellten Wissenschaftler gelebt und welche Entdeckungen sie gemacht haben. — Zeitpfeil siehe oben. Beschreibe, welche Vorstellungen ARISTOTELES über das Herz hatte. — Das Herz dient der Aufnahme und Verwahrung von Blut und ist eine Wärmequelle. Der Herzschlag hat seine Ursache im regelmäßigen Aufkochen des Blutes. Vom Herz gehen Stimmungen aus wie Freude und Schmerz; es kann solche Stimmungen auch empfangen. Die Ideen von ARISTOTELES über das Herz sind immer noch vorhanden. Wir finden sie nicht mehr in der Wissenschaft, aber in der Umgangssprache. Trage dazu Beispiele zusammen. — Umgangsprachliche Redewendungen: Mit herzlichen Grüßen, kommt von Herzen, Hand auf’s Herz, mit herzlichem Dank usw. 14 Gesundheit—Krankheit Inwiefern unterscheiden sich die Arbeitsmethoden der Naturphilosophen der Antike von den Methoden der modernen Naturwissenschaftler? Nenne Arbeitsmethoden, die in der Biologie gebräuchlich sind. — Die Naturphilosophen in der Antike haben ihre Ideen und Schlussfolgerungen ausschließlich aus Beobachtungen gewonnen. Dazu wurden auch Präparationen vorgenommen. Entscheidend für den wissenschaftlichen Fortschritt waren die heute gebräuchlichen Arbeitmethoden, wie beispielsweise Mikroskopieren, Untersuchen mit chemischen und physikalischen Techniken sowie Experimentieren mit vorgegebener Fragestellung. Beschreibe, wie es JENNER gelang, die Schutzimpfung gegen Pocken zu entwickeln. Welche Kenntnisse zur Entstehung und zur Abwehr von Pocken konnte JENNER nicht besitzen? Beschreibe. — JENNER beobachtete, dass Personen, die bereits einmal an Kuhpocken erkrankt waren, nicht mehr an Pocken erkranken können. Daraus zog er den Schluss, dass die Erkrankung an Kuhpocken den Körper vor Pocken schützt. JENNER kannte weder den Erreger der Pockenerkrankung, das Pockenvirus, noch die verschiedenen Formen der Immunabwehr. Damit waren für ihn auch die Gedächtniszellen unter den Lymphozyten unbekannt, die den für eine wirksame Impfung notwendigen. Zu den großen Entdeckern gehört auch ROBERT KOCH (siehe Seite 90). Er entwickelte ein Verfahren, um Krankheitserreger nachzuweisen, das bis heute gültig ist. Es wird angewendet, wenn man bei einer neu auftretenden Krankheit vermutet, dass sie von einem Krankheitserreger verursacht wird. Stelle die vier Schritte dieses Verfahrens dar. — a) Mikroskopische Untersuchung von Geweben erkrankter Tiere oder Menschen auf Bakterien (oder ggf. andere Mikroorganismen); das Sichtbarmachen geschieht durch Anfärben. b) Isolation des Mikroorganismus; Züchtung in Reinkultur. c) Infektion von Versuchstieren mit dem gezüchteten Mikroorganismus. d) Untersuchung von Geweben erkrankter Versuchstiere auf das Vorhandensein des zur Infektion benutzten Mikroorganismus. — — — Findet man größere Mengen des Mikroorganismus in den erkrankten Versuchstieren, so dies der Nachweis, dass er der Erreger der entsprechenden Krankheit ist. Beschreibe die Unterschiede der Impfmethoden, die JENNER und VON BEHRING entwickelt haben. Die Impfmethode von JENNER mit dem Erreger der Kuhpocken zum Schutz gegen den gefährlichen Pockenerreger führt zu einer aktiven Immunisierung. Der Impfschutz wirkt vorbeugend und hält mehrere Jahre an. Dagegen bewirkt die Impfung, die EMIL VON BEHRING entwickelt hat, dass mittels der geimpften Antikörper der Erreger im Körper einer bereits erkrankten Person bekämpft wird. Das Immunsystem des Patienten also die nötigen Antikörper nicht selbst Es handelt sich um eine passive Schutzimpfung, die nur kurzzeitig (Wochen) wirksam ist. JENNER arbeitete mit dem Pockenerreger, PASTEUR mit dem Erreger der Hühnercholera. Stelle Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Verfahren dar, mit denen die Forscher Lebewesen gegen Krankheitserreger schützen konnten. Gemeinsamkeiten: Sowohl PASTEUR als auch JENNER versuchten das Auftreten schwerer Erkrankungen zu verhindern. Beide impften sie mit einem Erreger, der nur zu einer leichten Erkrankung führte. Bei beiden Forschern führte die Impfung zu einer aktiven Immunisierung. Die Unterschiede bestehen in folgenden Bereichen. Die Erreger der Pocken sind Viren, dagegen wird Cholera von Bakterien verursacht. Während JENNER beobachtete, dass die vergleichsweise harmlosen Erreger von Kuhpocken natürlich vorkommen, gelang es PASTEUR, aus gefährlichen Choleraerregern weniger gefährliche zu züchten, die sich als Impfstoff eigneten. Anlässlich der ersten Herzverpflanzung wurde kritisiert, dass diese Operation nicht zu vertreten sei, weil sich durch diese Transplantation die Persönlichkeit des Menschen verändere. Bei zuvor durchgeführten Nierenverpflanzungen wurde keine entsprechende Kritik geäußert. Wie lässt sich das erklären? Das Herz wird von vielen Menschen als ein Organ angesehen, das die Persönlichkeit mitbestimmt. Bei einer Herztransplantation wird dieser Betrachtung auch die etwas von der Persönlichkeit des Spenders auf den Empfänger übertragen, während dieser einen Teil seiner ursprünglichen Identität verliert. Dies erscheint dann ethisch nicht vertretbar. Nachdem anderen Organen — außer dem Gehirn — solche Eigenschaften nicht zugesprochen werden, ist kein Grund gegeben, entsprechende Kritik bei der Verpflanzung anderer innerer Organe zu erheben. Allerdings wird wieder vermehrt Kritik geäußert, seit nun inzwischen auch äußerlich wahrnehmbare Organe verpflanzt werden, wie Hände oder auch Teile des Gesichts. Schülerbuch Seite 116 Entwerfe ein Plakat, mit dem du einen Raucher anhand der Informationen auf S.117 davon überzeugst, dass es auch nach vielen Jahren sinnvoll ist, mit dem Rauchen aufzuhören. — Durch kontinuierliches Rauchen werden Symptome noch verstärkt bzw. gesundheitliche Risiken steigen. Wenn nicht mehr geraucht wird, werden gesundheitliche Schäden vermindert (z. B. Verbesserung der Lungenfunktion, Verringerung des Lungenkrebsrisikos und des Risikos eines Herzinfarkts); einige Symptome treten nach längerer Abstinenz überhaupt nicht mehr auf. Schülerbuch Seite 119 Mache Vorschläge, wie Julia auch ohne Medikamente auskommen kann. — Anstatt Aufputschmittel zu nehmen, sollte Julia ihre Freizeitaktivitäten etwas einschränken, damit sie nicht ständig unter Zeitdruck steht. Um abends zur Ruhe zu kommen, könnte sie einen Spaziergang machen oder eine Tasse Kräutertee trinken. Gegen Aufregung vor Klassenarbeiten helfen neben guter Vorbereitung Entspannungsübungen. Stellt Übungen zur Entspannung vor Klassenarbeiten zusammen. — Gegen Aufregung und Angst bei Klassenarbeiten helfen zum Beispiel Atemübungen , dazu atmet man ganz bewusst tief und ruhig und betont dabei besonders die Ausatmung. Es kann auch helfen, sich gedanklich an einen ruhigen Ort zu versetzen oder sich angenehme Vorstellungen herbeizuholen, z. B ein Bild mit friedlicher Stimmung . Man kann sich selbst beruhigen, indem man sich immer wieder selbst sagt, dass man gut vorbereitet ist und nichts zu befürchten hat. Informiere dich in einem Lexikon über die Wirkung von Heilpflanzen. Welche Kräuter eignen sich beispielsweise zur Linderung von Erkältungsbeschwerden? Welche wirken entspannend und beruhigend? — Beruhigend und entspannend wirken zum Beispiel Baldrian, Johanniskraut, Melisse und Passionsblume. Erkältungsbeschwerden lindern beispielsweise Minze, Linde und Sonnenhut. Schülerbuch Seite 120 Nenne Gründe, die Jugendliche zum Konsum von Cannabis-Produkten verleiten können. — Beispiele für Ursachen, die zum Konsum verleiten können: Neugierig sein auf das Erfahren der Wirkung einer Droge, Ablenkung von Alltagsproblemen und Alltagspflichten, Verdrängung unangenehmer Erfahrungen und Erlebnisse, Gruppenzwang. Gesundheit—Krankheit 15 Beschreibe die Gefahren, die sich besonders für Jugendliche aus dem Konsum von Haschisch und Marihuana ergeben können, wenn sie in der Schule oder in der Ausbildung sind und regelmäßig lernen müssen. — Der Konsum vom Haschisch und Marihuana kann zu Antriebslosigkeit und Gedächtnisschwächen führen. In der Ausbildung ist Initiative sowie Selbstständigkeit im Handeln und Denken besonders wichtig. Durch Drogen wird in wichtigen Bereichen die Leistungsfähigkeit vermindert. Dies kann sogar den Abschluss einer Ausbildung gefährden. Schülerbuch Seite 122 Vergleiche die Kriterien für die Computersucht mit denen für die klassischen Drogensüchte wie Heroin oder Alkohol. Nenne gesundheitliche Schäden, die durch stundenlanges Rumhängen vor dem Computer entstehen können. Welche weiteren Gefahren siehst du? Gib Ratschläge, wie man sich das Computerspielen abgewöhnen oder zumindest reduzieren kann. Schülerbuch Seite 123 Nimm an, du würdest die in der Tabelle aufgeführten alkoholischen Getränke zu dir nehmen. Berechne die Blutalkoholkonzentration, die bei dir jeweils auftreten würde (s.S.114). Vergleiche mit den Werten eines etwa 75 kg schweren Erwachsenen. — siehe Tabelle: Getränk Alkoholgehalt Trinkmenge Getränk Energiegehalt Dauer der sportlichen Betätigung (Joggen) Bier 900 kJ 2,3 Std Wein 830 kJ 2,1 Std BlutalkoholWieder konzentration nüchtern nach... Sekt 350 kJ 0,9 Std Weinbrand 180 kJ 0,5 Std 45 kg 75 kg Likör 250 kJ 0,6 Std Blutalkoholkonzentration Bier 15 % 0,5 l 0,83 0,5 8,3 Std Wein 10 % 0,25 l 0,83 0,5 8,3 Std Sekt 10 % 0,1 l 0,33 0,2 3,3 Std Weinbrand 40 % 0,02 l 0,27 0,16 2,7 Std Alkopop 16 % 0,2 l 0,4 0,24 4 Std Likör 20 % 0,02 l 0,13 0,08 1,3 Std Wie lange würde es mindestens dauern, bis du danach wieder nüchtern wärst? — siehe obige Tabelle Zum 01.04.2001 wurde die „Promille-Grenze“ von 0,8 auf 0,5 Promille abgesenkt. Nenne Gründe dafür. — Große Zahl von Unfällen unter Alkoholeinfluss. Bereits ab einem Blutalkoholgehalt von 0,5 Promille sind die Sehleistung, die Aufmerksamkeit und das Konzentrationsvermögen stark herabgesetzt. 16 Was hältst du von der in manchen Ländern praktizierten 0-Promille-Regelung? — Für eine Einführung der 0-Promillegrenze spricht, dass auch bei einem Blutalkoholgehalt von unter 0,5 Promille das Reaktionsvermögen des Fahrers bereits eingeschränkt ist. Selbsteinschätzung und Urteilsvermögen sind herabgesetzt. Außerdem überschätzen viele Fahrer die Menge, die sie trinken können, bevor sie den kritischen Blutalkoholgehalt überschreiten. Die Wirkung einer bestimmten Alkoholmenge ist von vielen Faktoren abhängig. Alkoholisierte Fahrer gefährden nicht nur sich selbst, sondern auch die anderen Verkehrsteilnehmer. Werte die Unfallstatistiken aus. Gib mögliche Erklärungen. — Der Anteil der Unfälle unter Alkoholeinfluss ist in den späten Abend- und frühen Morgenstunden besonders hoch. Am Wochenende häufen sich die Alkoholunfälle. Sehr viele Unfälle ereignen sich auf der Heimfahrt von Kneipen oder Diskotheken. Wer 10 Minuten joggt, verbraucht dabei rund 400 kJ. Wie lange musst du jeweils joggen oder dich auf andere Weise sportlich betätigen, um die Energie, die in einem Glas der genannten alkoholischen Getränke steckt, abzuarbeiten (vergleiche S. 53). — siehe Tabelle Gesundheit—Krankheit Auf Alkoholflaschen findet man in der Regel keine Angaben über den Energiegehalt. Gib mögliche Erklärungen. — Der hohe Energiegehalt könnte die Konsumenten abschrecken und so zu Absatzeinbußen führen. Beurteile anhand der Grafik, welche Auswirkungen Erhöhungen der Tabaksteuer auf den Absatz hatten. — Auf eine starke Erhöhung der Tabaksteuer folgt ein deutlicher Rückgang des Tabakabsatzes. Bis zur nächsten Erhöhung steigt der Tabakabsatz dann langsam wieder an. Welche Gründe waren es, die ihn gegen seine Überzeugung zu Drogen greifen ließ? — Mit seiner Lebenssituation unzufrieden fühlte er sich unglücklich und verzweifelt. Er wollte nicht mehr länger über seine Probleme nachdenken und hoffte durch die Drogen aus dieser scheinbar auswegslosen Situation fliehen zu können. Wie hätte er statt dessen handeln können? Überlege dir Alternativen. — Er hätte sich mit Freunden über seine Probleme austauschen können, vielleicht wäre auch ein offenes Gespräch mit seiner Freundin hilfreich gewesen. Ablenkung hätte er möglicherweise durch Sport oder bei anderen Freizeitaktivitäten finden können. Vergleiche die Gefühle nach dem ersten Joint mit den Eindrücken und Folgen, die er später erlebt hat. — Die ersten Joints empfand er als positiv und genoss die entspannende Wirkung, doch bald ließ diese Wirkung nach. Mit der Zeit wurde sie zunehmend normal, stumpfte ab, gehörte sogar irgendwann dazu. War er deiner Meinung nach abhängig von den Drogen? Wo beginnt die Abhängigkeit? — Wie er es selbst beschreibt, war er mit Sicherheit eine Zeit lang psychisch abhängig. Allerdings wohl noch nicht so irreversibel, da er in der Lage war, sich selbst und sein Handeln zu hinterfragen und zu korrigieren. Sexualität und Aspekte des menschlichen Verhaltens Schülerbuch Seite 129 Jugendliche schließen sich in der Pubertät oft zu Cliquen zusammen. Nenne Vorteile dieser Cliquenbildung. Siehst du auch Nachteile oder Probleme? — In der Gruppe der Gleichaltrigen können gemeinsame Interessen verfolgt werden, man fühlt sich geborgen. Allerdings kann die Gruppenstruktur auch einen Anpassungsdruck in eine Richtung erzeugen, der den individuellen Interessen Einzelner nicht gerecht wird. Dies hängt entscheidend davon ab, ob es sich um eine offene, dynamische Gruppe handelt. Mädchen und Jungen verhalten sich in einer Gruppe Gleichaltriger oft unterschiedlich. Liste typisch weibliche und typisch männliche Verhaltensweisen auf. Vergleicht untereinander. — Hinweis: Die Antworten der Schüler können auf Karteikarten geschrieben werden und an der Tafel typisch männlichem und weiblichem Verhalten zugeordnet werden. In der Lerngruppe ist zu klären, ob sich die Verhaltensweisen tatsächlich eindeutig zuordnen lassen oder ob nicht doch eher Mischformen die Regel sind. Trage in eine Tabelle die primären und sekundären Geschlechtsmerkmale der Frau und des Mannes ein. Sekundäre Geschlechtsmerkmale Primäre Geschlechtsmerkmale Mann breite Schultern, schmales Becken, kräftige Muskulatur, tiefe Stimme, Bartwuchs, Achsel- und Schambehaarung Penis, Hoden, Hodensack, Vorhaut, Eichel, Nebenhoden, Bläschendrüse, Spermienleiter, Harn-SpermaRöhre, Vorsteherdrüse Frau schmale Schultern, breites Becken, Brüste, Achsel- und Schambehaarung, Scheide, Schamlippen, Kitzler, Gebärmutter, Gebärmutterhals, Eierstock, Eileiter Sexualität und Verhalten 17 Schülerbuch Seite 130 Stelle einander gegenüber: Primäre und sekundäre Geschlechtsmerkmale, innere und äußere Geschlechtsorgane des Mannes. — primäre Geschlechtsmerkmale: Penis, Hodensack; sekundäre Geschlechtsmerkmale: Bartwuchs, tiefe Stimme, breite Schultern; innere Geschlechtsorgane: Spermienleiter, Bläschendrüse, Vorsteherdrüse; äußere Geschlechtsorgane: Hoden und Hodensack, Penis. Schülerbuch Seite 132 Ordne den Geschlechtsorganen der Frau die jeweils vergleichbaren des Mannes zu. — Eierstock — Hoden; Eileiter — Spermienleiter; Kitzler — Eichel Welches sind die primären und sekundären Geschlechtsmerkmale der Frau? Erstelle eine Liste. — primäre Geschlechtsmerkmale: Scheide, Gebärmutter, Eierstöcke sekundäre Geschlechtsmerkmale: schmale Schultern, breites Becken, Brüste Schülerbuch Seite 133 Stelle in einer Tabelle Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Entwicklung der Spermien und der Eizellen aus ihren jeweiligen Mutterzellen zusammen. — In beiden Fällen entwickeln sich die (haploiden) Keimzellen in den Keimdrüsen (Eierstöcke bzw. Hoden) durch (Reduktions-) Teilung (Meiose) aus (diploiden) Urkeimzellen. Aus einer Spermienmutterzelle reifen vier Spermien; aus einer Eimutterzelle aber nur eine Eizelle und drei Polkörperchen, die zugrunde gehen. Zudem läuft die Eizellreifung in einer besonderen Struktur, dem Follikel, ab. Ca. 400 000 Eizellen liegen bereits bei der Geburt vor. Nur ein kleiner Teil (etwa 450) reift in der Zeit von der Menarche (12.—14. Lebensjahr) bis zur Menopause (Klimakterium) etwa im 45. Lebensjahr heran, jeden Monat eine Eizelle (vgl. den weiblichen Zyklus S. 134/135). Die Spermien bilden sich während des Lebens immer neu, wobei bei einem Spermienerguss ca. 200 Millionen Spermien abgegeben werden. Diese Unterschiede sind wichtig bei der Beurteilung der Gefährdung des Erbguts bei Mann und Frau, z. B. durch Strahlung. Schülerbuch Seite 135 Weshalb ist während der Menstruation die Gefahr einer Gebärmutterinfektion besonders groß? — Der schützende Schleimpfropf am Gebärmutterhals fehlt. 18 Sexualität und Verhalten Bei regelmäßiger und exakter Messung der Körpertemperatur, der so genannten Basaltemperaturmethode, erhält man einen Überblick über den Zyklusverlauf (Abb.1). Kann mit dieser Methode der Zeitpunkt angegeben werden, wann ein Eisprung erfolgen wird? — Es lässt sich feststellen, wann vermutlich der Eisprung erfolgt ist. Diese Methode ist aber sehr unsicher. Begründe, warum jede Frau einen Regelkalender führen sollte. — Mithilfe eines Regelkalenders lassen sich Störungen feststellen. An bestimmten Tagen des Zyklus kann eine Befruchtung stattfinden und die Frau schwanger werden. — Wo liegen die fruchtbaren Tage einer Frau, wenn man davon ausgeht, dass eine Eizelle bis zu 12 Stunden lang befruchtungsfähig ist und Spermien im Körper der Frau bis zu 5 Tage lang lebensfähig sind? — Weshalb darf man sich — gerade als junge Frau — auf solche Berechnungen überhaupt nicht verlassen? — Die fruchtbaren Tage liegen dann theoretisch zwischen dem 9. und dem 15. Zyklustag. Vor allem bei jungen Frauen ist der Zyklus aber häufig unregelmäßig. Auch Stress, Gewichtsschwankungen und Klimaveränderungen können zu Zyklusverschiebungen führen. Schülerbuch Seite 136 Was gehört für dich zur Liebe? Schreibt eure Vorstellungen auf und sprecht darüber in Gruppen. — Individuelle Lösung. Hinweis: Um den Schülern Raum zur Formulierung ihrer Liebesvorstellungen zu geben, eignet sich ein Arbeiten in Kleingruppen. Es werden Begriffe gesammelt, die für die Jugendlichen zu einer Liebesbeziehung gehören, wie z. B. Treue, Geborgenheit, Offenheit, Sexualität, gutes Aussehen, Geld usw. Die Begriffe werden auf Karteikarten geschrieben, aus den Karten wird ein Haus gebaut. In den Gruppen wird geklärt, an welcher Stelle die Begriffe in das Haus integriert werden. Die Begriffe bekommen symbolische Bedeutung: Was ist das Fundament einer Liebesbeziehung? Was ist die Tür, die in eine Liebesbeziehung führen kann? Was gehört eher an den Rand oder — um im Beispiel zu bleiben — in den Garten oder Vorgarten? Erstelle nach dem Lexikon auf Seite 137 eine Tabelle, in der die Wirkungsweise und Zuverlässigkeit der Verhütungsmethoden aufgeführt sind. Welche der Methoden sind für Jugendliche geeignet? — Siehe Lexikon Schülerbuch Seite 137. Schülerbuch Seite 142 Aus welchen Gründen werden Schüler von ihren Klassenkameraden gemobbt? — Mögliche Gründe für Mobbing sind besonders gute oder auch schlechte Schulleistungen, Auftreten, Kleidung, soziale Herkunft, ... Erstellt eine Liste mit beobachteten aggressiven Verhaltensweisen. Bringt sie in eine Rangfolge zunehmender Aggressivität. Sucht nach möglichen Erklärungen für diese Verhaltensweisen. — Jemanden nicht beachten, aus der Gemeinschaft ausschließen, auslachen, ärgern, beleidigen, beschimpfen, anrempeln, schlagen, ... Arbeitet Regeln zum Verhalten in der Klasse aus, die ein freundliches und produktives Miteinander ermöglichen. Worin liegen Sinn und Nutzen solcher Regeln (S.150)? — Individuelle Lösung, zum Beispiel: Wir wollen, dass ich alle Kinder in der Klasse wohlfühlen. Ich rufe nicht in die Klasse. Ich melde mich, wenn ich etwas sagen möchte. Ich lasse jeden ausreden und falle niemandem ins Wort. Ich helfe meinen Mitschülern. Ich lache niemanden aus. Ich versuche, Streit nur mit Worten zu schlichten. Überlegt euch konkrete Streit- oder Konfliktsituationen. Erprobt dann in einem Rollenspiel verschiedene Möglichkeiten der Konfliktbewältigung ohne Gewalt. Wenn Beobachter dabei Protokoll führen, lassen sich später kritische Stellen oder alternative Gesprächsverläufe diskutieren. — individuelle Lösung Schülerbuch Seite 143 „Die Bereitschaft, über Konflikte zu sprechen, ist schon der erste Schritt zur Lösung!“ Nimm zu dieser Aussage auf der website eines Stuttgarter Gymnasiums Stellung. — Sind die Kontrahenten bereit, über ihren Konflikt zu sprechen, lässt dies auf ein prinzipielles Interesse an einer Lösung schließen. Weiterhin kann man vermuten, dass die Konfliktparteien fähig und bereit sind, das Problem sachlich zu betrachten und zu formulieren. Alltägliche Meinungsverschiedenheit unter Freunden, mobben eines Außenseiters, harmlose Rangelei während der Pause, schwerer Konflikt zwischen verschiedenen Schülergruppen. Kennst du konkrete Beispiele für solche Probleme? Wie könntest du zur Lösung beitragen? Von wem würdest du dir Hilfe erwarten? — Die Abgrenzung der beschriebenen Verhaltensweisen und damit auch die Beschreibung der entsprechenden konkreten Beispiele kann je nach Alter, Geschlecht, sozialem Umfeld sehr unterschiedlich ausfallen. Wichtig ist bei der Beantwortung dieser Aufgabe, dass — — Konsens innerhalb der Klasse erzielt wird und dass die Beispiele zwar konkret sind, aber keinen Schüler bloß stellen. Die Frage „Wie könntest du zur Lösung beitragen?“ soll die Schüler dazu anregen, sich selbst nicht in eine Anspruchshaltung zurückzuziehen, sondern sich selbst aktiv einzubringen. Bei der Besprechung der Frage „Von wem würdest du dir Hilfe erwarten?“ ist vom Lehrer evtl. viel Fingerspitzengefühl nötig. Würde sich beispielsweise kein Schüler Hilfe vom Klassenlehrer oder vom Beratungslehrer erwarten, sollte das nachdenklich stimmen und geeignete Schlussfolgerungen nach sich ziehen. An vielen Schulen ist zu beobachten, dass die Streitenden meist Jungen aus unteren Klassenstufen sind, die Streitschlichter dagegen meist ältere Mädchen. Was könnten die Gründe sein? Welche Chancen und welche Risiken ergeben sich aus dieser Rollenverteilung? In der Altersgruppe der Siebt- und Achtklässler kann diese Frage eher oberflächlich beantwortet werden: „Mädchen sind halt braver.“ In guten Klassen kann sie aber auch zum Nachdenken über das Rollenverständnis von Mädchen und Jungen anregen. Zwei Beispiele: Sind Unterschiede im Verhalten anerzogen oder angeboren? Welche Rolle spielt die Tatsache, dass Jungen oft „nur“ Lehrerinnen aber kaum Lehrer haben? An manchen Schulen gibt es ausgebildete Streitschlichter, die über längere Zeit nicht in Anspruch genommen werden, obwohl Konflikte auftreten. Was sind mögliche Ursachen? Wie könnte man die Situation verbessern? Als mögliche Ursachen kommen u. a. in Frage: Scham, sich mit Problemen an Mitschüler zu wenden. Geringe Bekanntheit der Streitschlichter. Fehlen erfolgreicher Beispiele für Streitschlichtung. Fehlende Unterstützung der Streitschlichter durch Schulleitung oder Kollegium. Aus den möglichen Ursachen ergeben sich die Verbesserungsvorschläge, wobei sich häufig die Unterstützung der Streitschlichter durch Schulleitung, Kollegium, SMV und Eltern als besonders wichtig herausgestellt hat. Sexualität und Verhalten 19 Netz — Netz — Netz — Netz Prinzip: Struktur und Funktion Schülerbuch Seite 146/147 Erläutere das Prinzip von Struktur und Funktion. Zeige anhand geeigneter Beispiele, dass es bei verschiedenen Arten und bei Ein- und Mehrzellern gilt. — Hinweis: Hierbei handelt es sich um eine reine Wiederholungs- bzw. Anwendungsaufgabe. Auf eine Lösung wird deshalb verzichtet. Vergleiche den Aufbau eines Spermiums mit dem einer Eizelle. Welche Gemeinsamkeiten und welche Unterschiede stellst du fest? Auf welche Funktion der Eizelle kannst du aufgrund ihres Baus schließen? — Gemeinsamkeiten zwischen Eizelle und Spermium: Sie bestehen nur aus einer Zelle. Sie dienen der Fortpflanzung. Sie weisen Zellkern und Zellplasma auf. Unterschiede: Die Eizelle ist viel größer. Sie ist nicht aktiv beweglich. Sie enthält viel Zellplasma. Die energiereichen Stoffe des Zellplasmas dienen der Ernährung der befruchteten Eizelle, während sie durch den Eileiter zur Gebärmutterschleimhaut transportiert wird. Erläutere, durch welche Strukturen der Oleander vor dem Austrocknen geschützt ist. Warum kann er nicht so extrem trockene Standorte wie die Kakteen besiedeln? — Der Schutz vor Austrocknung erfolgt durch: dicke Cuticula, mehrschichtige Epidermis, versenkte Spaltöffnungen, Haare in den Atemhöhlen. Oleander weist durch zahlreiche Laubblätter eine große verdunstende Oberfläche auf. Weiterhin fehlen extreme Anpassung an die Trockenheit wie z. B. Wasserspeichergewebe oder Reduzierung der Laubblätter zu Dornen. Das Oleanderblatt hat ein doppeltes Palisadengewebe. Welchen Vorteil hat dies am natürlichen Standort der Pflanze? — Infolge der hohen Sonneneinstrahlung kann durch das obere Palisadengewebe das Licht nicht vollständig absorbiert werden. Das untere Palisadengewebe erhält noch genug Licht für die Durchführung der Fotosynthese. Die linke Herzkammer hat dickere Wände und einen größeren Hohlraum als die rechte. Erkläre dies. Vergleiche auch den Querschnitt von Arterien und Venen (Abb. 66. 2). Erkläre dazu den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion. — Die linke Herzkammer transportiert das Blut durch den Körperkreislauf, die rechte durch den viel kleineren Lungenkreislauf (siehe S. 66 / 67. Arterien haben u. a. eine viel dickere Mittelschicht als Venen. Struktur: Die dicke Mittelschicht der Arterien enthält zahlreiche ringförmige Muskelfasern. Funktion: Während des Herzschlags werden sie gedehnt, Blutdruckschwankungen wer- 20 Netz — — — — den gedämpft. Bei der Erschlaffung des Herzmuskels ziehen sie sich wieder zusammen, dabei wird das Blut weiter transportiert. Welche Organe sind auf Seite 146 beim Stoffaustausch abgebildet? Wie erfolgt jeweils die Vergrößerung der Oberfläche? Beim Verdauungssystem sind schematisch abgebildet: Speiseröhre, Magen und Darm. Beim Atmungssystem sind Luftröhre und Lunge dargestellt. Beim Kreislaufsystem ist ein einfacher Blutkreislauf mit Herz, Arterien und Venen abgebildet. Das Exkretionssystem besteht nur aus einer einfachen Röhre. Die Oberflächenvergrößerung erfolgt beim Verdauungs- und Atmungssystem durch die Vergrößerung der inneren Oberfläche, beim Kreislaufsystem durch die Bildung von Kapillaren, hinsichtlich der Nieren siehe Natura 2 Seite 76. Das oben abgebildete Atmungsorgan zeigt äußere Kiemen, wie sie z. B. bei Kaulquappen auftreten. Das unten abgebildete Atmungsorgan zeigt die Oberflächenvergrößerung durch die Bildung innerer Einstülpungen, wie sie z. B. die Lungen der Säugetiere und Vögel aufweisen. Die Abb. 35 Rd. zeigt eine Wurzel mit Wurzelhaaren. Beschreibe den äußeren Bau der Wurzel. Welche Funktion der Wurzel kannst du aus ihrem Bau ableiten? Die Wurzel ist von einem Geflecht feiner Wurzelhaare umgeben. Die äußere Oberfläche der Wurzel ist dadurch stark vergrößert. Dies dient vermutlich der verbesserten Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen. Leistungssport führt manchmal zu sichtbaren Strukturveränderungen am Körper der Sportler, z. B. haben Fußballer eine ausgeprägte Beinmuskulatur. Zeige anhand selbstgewählter Beispiele den Zusammenhang zwischen speziell ausgebildeten Strukturen und deren Nutzen bei einer bestimmten Sportart. Hier ist wegen der Vielzahl möglicher Beispiele eine Musterlösung nicht sinnvoll. Der Lehrer sollte jedoch sicherheitshalber ein besonders markantes Beispiel vorbereiten und ggf. als zusätzliche Lernzielkontrolle einsetzen. Beispiel: eine Abbildung der extrem ausgebildeten Halsmuskulatur der Formel1Rennfahrer. Hohe Stabilität bei gleichzeitiger Materialeinsparung zu erzielen, ist biologisch zweckmäßig. Erläutere dies am Beispiel der Luftröhre und der Tracheen. Beschreibe ein selbst gewähltes Beispiel aus der Technik, bei dem ebenfalls eine stabile Struktur mit geringem Materialaufwand erreicht wird. Die Wand von Luftröhre und Tracheen ist relativ dünn. Die nötige Stabilität wird durch ringförmige, spiralige oder spangenförmige Verstärkungselemente erreicht. Mögliche Beispiele aus der Technik findet man z. B. in „Das große Buch der Bionik“ von W. NACHTIGALL und K. BLÜCHEL. Prinzip: Energieumwandlung Schülerbuch Seite 148/149 Gib bei den in den Knoten genannten Beispielen an, welche Energiequelle genutzt wird und welche Energieformen entstehen. — Anmerkung: Bei allen Energieumwandlungen geht ein Teil als Wärme verloren und erhöht die thermische Energie der Umgebung. Dies wird hier nicht jedes Mal aufgeführt. Beispiel Energiequelle entstandene Energieformen Zimmerpflanze Licht chemische Energie Radfahrer Herzmuskel chem. Energie Bewegungsenergie Baby chem. Energie Bewegungsenergie, chem. Energie (Baustoffe) Getreidekeimling chem. Energie chem. Energie (Baustoffe) Welche Zellbestandteile sind bei den Grafiken zur Fotosynthese und zur Zellatmung mit den Kreisen dargestellt? — Fotosynthese: Chloroplast; Zellatmung: Mitochondrium Wie ändert sich die Grafik für die Energiebilanz, wenn statt eines Radfahrers ein ruhender Mensch dargestellt wird. — Die Bewegungsenergie fällt weg und der Gesamtumsatz ist geringer. Vergleiche den Stoffwechsel eines Säuglings mit dem eines Weizenkeimlings. Beschreibe Unterschiede und Gemeinsamkeiten. — Unterschiede: Der Säugling wird gesäugt (Zufuhr von Nährstoffen)), der Weizenkeimling nutzt Nährstoffe des Mehlkörpers (Vorrat von Nährstoffen); ein Säugling setzt viel mehr Energie um und produziert mehr Wärme, . . . Gemeinsamkeiten: Zellatmung, Aufnahme von Sauerstoff und Abgabe von Kohlenstoffdioxid, Wachstum, Wärmeabgabe, ... Mitochondrien werden oft als die „Kraftwerke der Zelle“ bezeichnet. Finde einen entsprechenden Begriff für die Chloroplasten. — Die Chloroplasten könnten als „Solarzellen der grünen Pflanzen“ bezeichnet werden. Wenn man betonen will, dass die Chloroplasten die Energieträger für die Kraftwerke liefern, wäre auch die Bezeichnung „Bergwerke der Zelle“ denkbar. „Wer abnehmen will, muss weniger essen und viel Sport treiben.“ Erkläre diese Aussage mit Energieumwandlungen. — Wer abnehmen will, muss im Körper gespeicherte Energieträger (z. B. Fett) abbauen. Dazu muss mehr Energie verbraucht werden als zugeführt wird. Der Kern einer Kirsche ist von einem nährstoffreichen Fruchtfleisch umgeben. Welche biologische Bedeutung haben die Nährstoffe im Fruchtfleisch? — Nährstoffe im Fruchtfleisch dienen oft der Anlockung von Tieren zur Samenausbreitung. (Anmerkung: Die Nährstoffe im Samen sind für den Keimling bestimmt.) Pflanzen produzieren Nährstoffe, die von Tieren mit der Nahrung aufgenommen werden. Durch den Abbau von Nährstoffen ist es Tieren möglich, sich zu bewegen. Stelle die beschriebenen Energieumwandlungen von Pflanze und Tier in einer Grafik dar. — In der Grafik sollte der Energiefluss deutlich werden. Strahlungsenergie (Licht) Pflanze Wärme chemische Energie (Nährstoff) Tier Wärme Bewegungsenergie „Die Sonne spendet Leben.“ Erläutere diesen Satz. Beachte dabei die energetischen Aspekte. — Ohne Sonne könnten Pflanzen keine Nährstoffe produzieren und Leben auf der Erde wäre nicht möglich. Alternative Begründung: Der Energiefluss käme zum Erliegen. Netz 21 Prinzip: Information und Kommunikation Schülerbuch Seite 150/151 Welche der Beispiele beschreiben Kommunikation? Gib für einige Beispiele Sender und Empfänger an. — Ein Kleinkind, das eine Person anlächelt und so Zuwendung und Pflegeverhalten auslöst, kommuniziert mit ihr. Es sendet Signale aus, die von einer Person, dem Empfänger, wahrgenommen werden und eine bestimmte angeborene Reaktion bei ihm auslösen. Kommunikation über Mimik, Gestik und Körperhaltung sowie durch Berührungen ist möglich, wenn Sender und Empfänger über den selben Code verfügen, also den Signalen die selbe Bedeutung zumessen. Die Bedeutung der Signale kann angeboren oder erlernt sein. Suche jeweils nach Beispielen. — angeboren: Sperren von Jungvögeln löst Fütterungsverhalten aus, ... erlernt: gesprochene Sprache, Schriftsprache, Verkehrszeichen, ... Welche Bedeutung haben angeborene Verhaltensweisen der Kommunikation für die Beziehung zwischen Eltern und Säugling? — Sie führen zu einer engen Bindung zwischen Eltern und Kind. Die Eltern sind für Versorgung und Pflege des Säuglings verantwortlich. Untersuche Werbeanzeigen auf die Verwendung von sexuellen Signalen als „Hingucker“. Welche Personengruppen sollen dadurch angesprochen werden? — je nach Werbeanzeige Finde weitere Beispiele für Berührungssignale oder Gesten. Liste sie zusammen mit ihrer Bedeutung tabellarisch auf. Berührungssignal / Geste Bedeutung Küssen Zuneigung Schulterklopfen Lob, Anerkennung Schulternzucken „weiß nicht“, „egal“ Händeschütteln Begrüßung Neben optischen Signalen und Berührungssignalen gibt es weitere Wege der Kommunikation zwischen Menschen. Nenne Beispiele. — Gesprochene Sprache, Schriftsprache, . . . Gruppierungen von Jugendlichen (Peergroups) fallen zum Beispiel durch gleiche Kleidung auf. Nenne verschiedene Gruppen und ihre „Kennzeichen“. Inwiefern handelt es sich um eine Form der Kommunikation und welche Informationen werden so übermittelt? — Gruppierungen sind häufig gekennzeichnet durch ihre Sprache, Frisur, Musikgeschmack, . . . Dadurch signalisieren sie zum einen ihre Zusammengehörigkeit, grenzen aber auch Nichtmitglieder deutlich aus. 22 Netz Gib weitere Zeichen an, mit denen Menschen ihre Einstellung oder Gesinnung kundtun. — Abzeichen, Sticker, religiöse Symbole (Kreuze, . . .), . . . Kommunikation erfolgt nicht nur unter Artgenossen. Gib Beispiele an für Kommunikation zwischen — Mensch und Tier und — Tier und Pflanze — Mensch — Tier: entsprechend dressierte Hunde reagieren auf Befehle wie „Fuß!“ oder „Platz!“; schnurrende Katzen signalisieren Wohlbefinden, manche Tiere signalisieren durch Warntrachten ihre Giftigkeit; . . . Pflanze — Tier: Pflanzen locken durch Duftstoffe oder Blütenfärbung Bestäuber an; unangenehmer Geruch hält Fressfeinde fern, . . . Prinzip Reproduktion Schülerbuch Seite 152/153 Erläutere die Begriffe Reproduktion, Fortpflanzung und Vermehrung allgemein und anhand geeigneter Beispiele. — Hinweis: Hierbei handelt es sich um eine reine Wiederholungs- bzw. Anwendungsaufgabe. Auf eine Lösung wird deshalb verzichtet. Warum sind, außer bei eineiigen Zwillingen, Geschwister hinsichtlich ihrer Erbinformationen nie völlig gleich? — Eineiige Zwillinge entstehen aus einer einzigen befruchteten Eizelle, die sich durch Mitosen teilt. Alle Tochterzellen sind genetisch identisch. „Normale“ Geschwister entstehen aus verschiedenen Eizellen, die durch jeweils ein Spermium befruchtet wurden. Bei dieser geschlechtlichen Fortpflanzung kommt es bei jedem Geschwister zu einer Neukombination väterlicher und mütterlicher Erbinformationen. Viren, wie z. B. HIV, weisen einen einzigartigen Mechanismus der Fortpflanzung auf. Vergleiche mit der ungeschlechtlichen Vermehrung und der geschlechtlichen Fortpflanzung. — Da Viren keine Zellen sind und somit auch keinen Zellkern aufweisen, kann bei ihnen keine Zellteilung stattfinden, was für die geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung notwendig ist. Viren sind auf Wirtszellen angewiesen. Bestimmte Viren können nur bestimmte Wirtszellen befallen. Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel, zur Bildung neuer Viren „leihen“ sie sich den Stoffwechsel der Wirtszelle. Die Festlegung des Geschlechts durch die Umweltbedingungen trägt zum Überleben der betreffenden Art bei. Was sind mögliche Gründe? — Weibchen sind auf reichliche Versorgung mit Nährstoffen angewiesen, da die Bildung vieler dotterreicher Eier viel Energie erfordert. Nur unter günstigen Umweltbedingungen ist dies möglich. Die Jungtiere haben eine höhere Überlebenswahrscheinlichkeit, wenn sie unter günstigen Bedingungen geboren werden. Menschen und Menschenaffen beschützen, versorgen und erziehen ihre Kinder über mehrere Jahre. „Rabeneltern“ sind dagegen Spechte: kaum sind die Jungen erwachsen, werden sie aus dem Revier verjagt. Amphibien kümmern sich weder um ihren Laich noch um die Kaulquappen. Welche unterschiedlichen Fortpflanzungsstrategien werden an diesen Beispielen deutlich? — Menschenaffen zeigen die für Säugetiere typischen Strategie: die wenigen Jungen werden sehr sorgfältig betreut. Amphibien haben viele Nachkommen, die nicht betreut werden. Spechte kümmern sich um die wenigen Jungtiere sehr intensiv, haben also die gleiche Strategie wie die Menschenaffen. Die Vertreibung der herangewachsenen Jungen aus dem Revier dient der Verbreitung der Art — — — — und der Vermeidung zu starker innerartlicher Konkurrenz durch zu viele Individuen in einem Revier. Bei Tieren ist die Unterscheidung männlich — weiblich meist kein Problem, ganz anders bei Pflanzen: Dattelpalmen, Große Brennnesseln und andere so genannte zweihäusige Arten sind „männlich“ oder „weiblich“. Wodurch ist bei Pflanzen diese Einteilung gerechtfertigt? Männliche Pflanzen bilden zahlreiche kleine Fortpflanzungszellen, die zu den weiblichen Fortpflanzungszellen transportiert werden. Weibliche Pflanzen bilden weniger Fortpflanzungszellen, die ( bei Angiospermen ) in einen Fruchtknoten eingeschlossen und somit unbeweglich sind. Die weibliche Pflanze übernimmt die Versorgung der Nachkommen mit energiereichen Stoffen. Eine bestimmte Pflanzensorte ist unempfindlich gegen Schädlinge, liefert aber geringen Ertrag. Bei einer anderen Sorte ist der Ertrag hoch, sie ist aber wenig widerstandsfähig. Diese Sorten werden so lange miteinander gekreuzt, d. h. geschlechtlich fortgepflanzt, bis man eine Pflanzensorte mit den angestrebten Eigenschaften erhält: gute Erträge und wenig empfindlich gegen Schädlinge. Diese Sorte wird nur noch ungeschlechtlich vermehrt. Erkläre diese Vorgehensweise. Da bei der geschlechtlichen Fortpflanzung die Erbinformationen der Elternsorten neu kombiniert werden, können auch Nachkommen mit der gewünschten Merkmalskombination entstehen. Danach wird nur noch ungeschlechtlich vermehrt, da dabei alle Nachkommen genetisch identisch mit der Elternsorte sind und somit die gewünschte Merkmalskombination erhalten bleibt. In vielen Familien und Partnerschaften sind Gespräche über Fragen der Sexualität eher die Ausnahme. Was sind mögliche Ursachen? Bei dieser Frage eine konkrete Lösung zu formulieren, ist aufgrund der sehr unterschiedlichen Lebenswelten unserer Schüler schwierig. Die beiden häufigsten Schülerantworten sind erfahrungsgemäß: traditionelle religiöse Erziehung ( nicht nur in islamischen Familien ), fehlendes Vertrauen zwischen den Partnern. Was sind mögliche Ursachen dafür, dass in Ländern mit geringer Wirtschaftskraft und niederem Bildungsniveau das Bevölkerungswachstum am größten ist? Warum hat Deutschland weltweit eine der niedrigsten Geburtenraten? In Entwicklungsländern gibt es keine funktionierende Alterssicherung. Viele Kinder erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass die Eltern in fortgeschrittenem Alter von ihren Nachkommen versorgt werden können. Mögliche Gründe für die derzeit niedere Geburtenrate in Deutschland: Zukunftsängste, lange Ausbildungszeiten, Furcht vor Einkommensverlusten, hohe zeitliche Belastung, Unvereinbarkeit mit dem Beruf, Scheu vor der Übernahme von Verantwortung. Netz 23
