Praktikum

Das negative Nachbild – der Sehpurpurzyklus
Zellkern
Sehpurpur
Stäbchen
Licht
Sehpurpur
Aufbau
Zerfall
elektrische
Erregung
An der Wahrnehmung von Gegenständen
und Bildern aus unserer Umwelt ist nicht
nur das Auge beteiligt, wesentliche Prozesse spielen sich im Sehzentrum unseres Gehirns ab (s. Seite 94).
Betrachtet man etwa ein Schwarz-Weiß-Porträt (wie in Abb. 1 links) für längere Zeit und
schaut dann auf ein weißes Stück Papier, so
kann man die Konturen des Porträts ziemlich
gut erkennen. Überraschend dabei ist allerdings, dass die zuvor weißen Bereiche nun
dunkel erscheinen, die zuvor schwarzen Bereiche erkennt man hell leuchtend. Dieser
Seheindruck (Nachbild) entsteht, obwohl das
Blatt gleichmäßig und ausschließlich weiß
gefärbt ist. Will man dieses Phänomen erklären, so muss man sich zunächst die Vorgänge in der Netzhaut genauer anschauen.
Alle Lichtsinneszellen enthalten lichtempfindliche Farbstoffe. In den Stäbchen ist es
Rhodopsin, aufgrund der purpurroten Farbe
auch Sehpurpur genannt. Für dessen Aufbau wird Vitamin A aus der Nahrung benötigt. Trifft Licht auf eine Lichtsinneszelle, so
wird sie gereizt: Das Sehpurpur absorbiert
Licht und zerfällt in zwei Bestandteile. Dabei erzeugt die Zelle ein elektrisches Signal.
Diese Erregung wird über die Schalt- und
Nervenzellen der Netzhaut und dem Sehnerv zum Gehirn geleitet, wo die eigentliche
Wahrnehmung stattfindet. Für jeden Bildpunkt des Gegenstandes ergibt sich also
zunächst ein Netzhautpunkt und schließlich
ein Hirnbildpunkt im Sehzentrum. Je mehr
Zeit
Betrachten
des
30s
SchwarzWeiß
Porträts
Betrachten
eines weißen
Blattes
Bildpunkte
Rhodopsinmoleküle im Stäbchen zerfallen,
desto mehr elektrische Signale entstehen.
Die Anzahl der zerfallenen Moleküle ist wiederum von der Lichtstärke abhängig.
Wird die Lichtsinneszelle nicht mehr belichtet, so wird der zerfallene Sehfarbstoff mithilfe von Enzymen wieder aufgebaut und
steht dann erneut für die Lichtabsorption zur
Verfügung (s. Randspalte). Eine Zelle, deren
gesamter Farbstoff zerfallen ist, kann erst
wieder erregt werden, wenn der Sehfarbstoff wieder aufgebaut wurde.
Fällt kein Licht oder schwaches Licht auf das
Stäbchen, was beim Betrachten schwarzer Bereiche der Fall ist, so ist der Vorrat an
Rhodopsin groß. Es werden wenig Signale
ans Gehirn gesandt, was im Sehzentrum als
dunkel interpretiert wird. Fällt viel oder starkes Licht auf das Stäbchen, was beim Betrachten weißer Bereiche der Fall ist, zerfällt
das Sehpurpur nahezu vollständig. Es werden sehr viele Signale ans Gehirn gesandt,
was im Sehzentrum als hell gedeutet wird
(Abb. 1).
Praktikum
Material:
Schweineaugen, Papierhandtücher,
2 Petrischalen, Rasierklinge, spitze
Schere, Pinzette, Präpariernadel,
Streichhölzer, evtl. Handschuhe
Sehzellen mit
Sehpurpur
Nerven- Wahrnehmung
signale im Gehirn
keine
1.
2.
Bestandteile des Auges
Durchführung:
— Lege das Auge auf ein Papierhandtuch.
— Präpariere Bindegewebe und Bindehaut mit der Schere ab. Betrachte
Bindegewebe, Fettgewebe, Augenmuskeln und den Sehnerv.
— Stelle das Auge so, dass die Pupille
waagerecht steht.
— Drücke mit Daumen und Zeigefinger
den Augapfel seitlich zusammen.
Schneide mit einer Rasierklinge oder
spitzen Schere oben ein Fenster von
ca. 1 cm Seitenlänge ein und nimm
— Halte die hintere Augenhälfte am
Sehnerv hoch. Skizziere und erkläre
deine Beobachtung.
Die Linse
Präparation Auge
Aufgaben
 Erkläre das Zustandekommen eines Nachbildes (Abb. 1).
 Erkläre, warum man nach Verlassen eines abgedunkelten Kinosaals vom normalen Licht geblendet wird.
 Beschreibe die Auswirkung eines Vitamin A-Mangels.
das ausgeschnittene Stück der Augenwand heraus. Beachte Dicke und
Zähigkeit der Augenwand sowie den
gallertartigen Glaskörper.
Achtung! Die Lederhaut ist sehr zäh.
Pass besonders auf, dass du beim
Schneiden nicht abrutschst und dich
verletzt.
Optische Eigenschaften
Durchführung:
— Das Auge wird in einem verdunkelten Raum so auf einen Tisch gestellt,
dass ein Beobachter durch das an
der Oberseite gelegene Fenster
die innere Rückseite des Auges
betrachten kann. In ca. 10 cm Entfernung hält man ein brennendes
Streichholz (s. Abbildung unten).
Beobachte das Bild auf der inneren
Rückseite des Auges.
— Bewege das Streichholz nach oben
und unten bzw. rechts und links.
Beobachte die jeweils auftretenden
Veränderungen im Auge.
— Skizziere passende Strahlengänge
zu den Beobachtungen.
Die hintere Augenhälfte
Durchführung:
— Durch einen Ringschnitt mit der
Schere werden vordere und hintere
Augenhälfte voneinander getrennt.
Die vordere Hälfte mit dem Glaskörper legen wir vorläufig in eine Petrischale.
Durchführung:
— Untersuche nun die vordere Augenhälfte und skizziere die einzelnen
Teile.
— Nimm die Linse heraus und stecke
sie vorsichtig auf die Präpariernadel. Halte die Linse als Lupe über
Geschriebenes. Notiere deine Beobachtungen.
— Zerdrücke die Linse langsam zwischen den Fingern. Kennst du ähnliche Materialien?
— Öffne durch einen Schnitt die vordere Augenkammer. Befühle und
durchschneide die Linsenbänder,
den Ziliarmuskel, die Iris und die
Hornhaut.
— Sammle die Augenreste in Zeitungspapier. Reinige das Präparierbesteck
und gegebenenfalls deinen Arbeitsplatz. Wasche die Hände gründlich
mit Seife.
3.
4.
Bildpunkte/Hirnbildpunkte
Sehpurpur
Nervensignale
aufgebaut
viele
zerfallen
wenige
keine
1 Modellhafte Darstellung zur Erklärung des Nachbildes
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Bau und Leistungen
Bau und Leistungen
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