Praktikum

Praktikum
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Herz, Kreislauf und Atmung
–
–
Herztöne und Puls
Benötigtes Material:
Stethoskop, Lehrbuch der Medizin bzw.
Humanbiologie
Durchführung:
– Die Versuche werden in Zweiergruppen durchgeführt, wobei abwechselnd ein Schüler die Rolle des „Patienten“ und einer die des „Arztes“
übernimmt.
– Höre mit einem Stethoskop die Herztöne möglichst genau ab, dabei sollte es im Raum ruhig sein.
– Beschreibe Zahl und Art der verschiedenen Herztöne.
– Durch welche Vorgänge im Herzen
könnten diese Töne verursacht werden?
– Überprüfe deine Vermutung mithilfe
eines geeigneten Lehrbuchs.
– Höre das Geräusch des Pulses am
Handgelenk ab und vergleiche mit
den Herztönen.
– Beschreibe deine Beobachtungen
und deute sie.
Bruststück
–
Handgelenks. Die Versuchsperson
muss sich erst einige Minuten in völliger Ruhe befinden, dann wird ihr
Puls gemessen.
Lege den Zeige- und den Mittelfinger
auf und nicht den Daumen, da du
sonst nicht den Puls des Partners,
sondern den eigenen misst. Zähle
die Pulsschläge während einer
ganzen Minute, um möglichst genaue Werte zu erhalten.
Die Messung wird wiederholt, nachdem die Versuchsperson jeweils 10,
20, 40 und, bei sehr guter Kondition,
80 Kniebeugen durchgeführt hat. Die
Werte werden notiert.
Bestimme den Puls nochmals, nachdem sich die Versuchsperson eine
bzw. fünf Minuten erholt hat.
In der Gruppe werden die Durchschnittswerte des Pulses in Ruhe,
nach jeweils 10, 20, 40 und den eventuell 80 Kniebeugen und nach einer
bzw. Minuten Erholung gebildet:
– für alle Schülerinnen und Schüler
– nur für Schüler
– nur für Schülerinnen
– für alle aktiven Sportler(-innen)
– für alle bekennenden Bewegungsmuffel
– für alle Raucher, falls vorhanden
Stelle Unterschiede in den Werten
fest und formuliere mögliche Gründe. Überprüfe diese anhand geeigneter Literatur.
Blutdrucks ist aber noch immer „Millimeter Quecksilbersäule“ (mmHg). Ein Wert
von 140 mmHg bedeutet dementsprechend, dass der Blutdruck ausreicht, die
Quecksilberfüllung des Manometers um
140 mm nach oben zu bewegen.
Benötigte Geräte:
Blutdruckmessgeräte, möglichst für die
Oberarmmessung mit getrennter Manschette und Stethoskop
Durchführung:
– Die Blutdruckmessung erfolgt an der
Armarterie oberhalb des Ellenbogens. Der Arm sollte so auf eine Unterlage gelegt werden, dass er sich
etwa in Höhe des Herzens befindet.
– Pumpe die Manschette so lange auf,
bis ihr Druck auf die Gefäßwände von
außen höher ist als der Druck des
Blutes von innen. Bei jüngeren, gesunden Leuten genügt in Ruhe ein
Wert von etwa 10 mmHg. Nun kann
kein Blut mehr durch die Arterie
fließen. Lege unterhalb der Manschette ein Stethoskop auf den Arm,
es ist kein Geräusch wahrnehmbar.
– Vermindere durch Öffnen des Ventils
langsam den Außendruck. Sobald
der Druck des Blutes von innen
etwas größer ist als der Druck der
Manschette, strömt wieder Blut
Messung des Blutdrucks
Pumpe
PS
Membran
PD
Ohroliven
Aufblasen der Manschette
Gabelschlauch
Stethoskop
Durchführung:
– Die Versuche werden in Zweiergruppen durchgeführt. Die Messung der
Pulswerte erfolgt am einfachsten an
der Schlagader in der Nähe des
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Der Mensch
PS
Früher wurden zur Druckmessung
Quecksilbermanometer verwendet, wegen ihrer umständlichen Handhabung
und der Giftigkeit des Quecksilbers heute jedoch nicht mehr. Die Einheit des
Geräusche
sehr deutlich
PS > Manschettendruck > PD
Oberflächenvergrößerung
Die Oberflächenvergrößerung lässt sich
anhand biologischer Beispiele nur
schwer exakt bestimmen. Der folgende
Modellversuch ist dagegen ohne großen
mathematischen Aufwand auszuwerten.
Benötigtes Material:
Würfel oder Würfelzucker, Lineal, evtl.
Taschenrechner
Stethoskop
Puls und äußere Faktoren
durch die Ader. Im Stethoskop hört
man ein pochendes Geräusch, da
das Blut an der Engstelle Turbulenzen erzeugt. Der gemessene Wert
wird notiert. Man nennt ihn systolischen Wert (Ps), da nur beim Zusammenziehen des Herzmuskels (Systole) der Blutdruck hoch genug ist.
– Vermindere den Manschettendruck
langsam weiter, bis die Geräusche
im Stethoskop nicht mehr hörbar
sind. Der Wert wird notiert. Man
nennt ihn diastolischen Wert (PD), da
selbst beim Erschlaffen des Herzmuskels (Diastole) der Blutdruck
noch so hoch ist, dass er die Arterie
völlig offen halten kann. Das Blut
strömt ohne Turbulenzen und erzeugt kein Geräusch.
– Warum ist auch noch ein Blutdruck
vorhanden, wenn der Herzmuskel erschlafft ist?
– Miss ähnlich wie bei der Messung
des Pulses den Blutdruck unter verschiedenen Belastungen, notiere die
Werte und entwickle eine begründete Vermutung zu deren Erklärung.
PD
Durchführung:
– Lege in verschiedenen Versuchsreihen mit 2, 4, 6 oder 8 Würfeln unterschiedliche Figuren (Beispiele s.
Abb. unten)
– Notiere für jede Figur die Anzahl der
offenen bzw. der verdeckten Würfelflächen.
– Errechne für jede Figur die Oberfläche, das Volumen und die relative
Oberfläche, d. h. den Quotienten aus
Oberfläche und Volumen.
– Wie ändert sich die relative Oberfläche mit steigender Zahl von Würfeln?
– Wie hängt die relative Oberfläche von
der Anordnung der Würfel ab?
– Vergleiche das Ergebnis dieses Modellversuchs mit deinen Kenntnissen
über Bau und Funktion von Blutkreislauf und Lunge.
– Welche anderen Beispiele für das
„Prinzip der Oberflächenvergrößerung“ gibt es in der Biologie und in
der Technik?
Schülern, die ein Blasinstrument
spielen und dem Durchschnitt der
Klasse? Erkläre diese Unterschiede.
– Vergleiche diese Ergebnisse mit den
Messungen zu Pulsfrequenz und
Blutdruck. Welche Zusammenhänge
werden erkennbar?
Hahn
Ausatmen
1
2
3
4
5
Wasser
Messung des Atemvolumens
Benötigte Geräte:
Spirometer je nach Ausstattung der
Schule
Durchführung:
– Atme normal durch das Mundstück
des Spirometers aus. Lies das Volumen der ausgeatmeten Luft an der
Skala ab und notiere den Wert.
– Atme normal aus, nimm danach das
Mundstück in den Mund und atme so
viel Luft wie möglich in das Spirometer aus. Notiere die Volumenänderung.
– Atme so weit wie möglich ein, nimm
das Mundstück in den Mund und atme möglichst intensiv in das Spirometer aus. Notiere den Messwert.
– Als Atemvolumen bezeichnet man
das bei normalem Ein- oder Ausatmen umgesetzte Gasvolumen. Das
Ergänzungsvolumen ist das bei maximaler Einatmung aufgenommene
Luftvolumen. Reservevolumen nennt
man das Luftvolumen, das nach normalem Ausatmen noch abgegeben
werden kann. Ordne diesen Begriffen die gemessenen Volumenänderungen zu.
– Das Fassungsvermögen der Lunge
ist das maximal austauschbare Luftvolumen. Formuliere den mathematischen Zusammenhang zwischen Ergänzungs-, Atem-, Reservevolumen
und Fassungsvermögen. Stelle diesen Zusammenhang grafisch dar.
Wie kann man überprüfen, ob die
obigen 3 Messungen sorgfältig
durchgeführt wurden?
– Ermittle innerhalb deiner Klasse das
durchschnittliche Fassungsvermögen der Lunge.
– Welche Unterschiede im Fassungsvermögen gibt es in deiner Klasse
zwischen Sportlern und Nicht-Sportlern, Mädchen und Jungen,
Modellversuch zur Brustatmung
Benötigtes Material:
4 Pappstreifen, Locher, Klammern,
Lineal, Millimeterpapier oder kariertes
Papier
Durchführung:
– Stelle gemäß der Abb. unten ein Modell des Brustkorbs her. Dabei sollte
die Länge der Pappstreifen so gewählt werden, dass das fertige Modell auf einem Blatt kariertem Papier
oder Millimeterpapier Platz findet.
– Zunächst ist das „Brustbein“ abgesenkt. Die Fläche der „Lunge“ wird
entweder berechnet oder ermittelt,
indem man die Quadrate auszählt.
– Nun wird das „Brustbein“ angehoben und wiederum die Fläche der
„Lunge“ ermittelt.
– Vergleiche beide Werte. Formuliere
entsprechende Schlussfolgerungen.
– Welche Vereinfachungen weist das
Modellexperiment verglichen mit der
Wirklichkeit auf?
– Welche Vergrößerung der „Lunge“
ist bei diesem Modellexperiment zu
erwarten, wenn sich das „Brustbein“
beim Einatmen um 3 cm anhebt?
Der Mensch
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