S Lunge-Körper - Experimente Biologie

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S Lunge-Körper

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Kreislauf - äußere Atmung                                     zurück

Unter Stoffwechsel versteht man im weitesten Sinne den Austausch und die Umwandlung der verschiedensten Substanzen im Körper und zwischen Körper und Umgebung.
Man nennt die Wege, die die Luft im Körper bis zu den Zellen nimmt, “äußere Atmung“. Die äußere Atmung beschreibt also alle Transportvorgänge im Körper von der Luftaufnahme bis zur lebenden Zelle. Dazu gehören Lungentätigkeit, Herz-Kreislauf-System, Blut, Lymphe. In den Zellen selbst erfolgt die Verteilung von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid durch die Braun`sche Teilchenbewegung.
Übersicht über den Weg der Luft in die Lunge,
in den Blutkreislauf und von dort zu den einzelnen Zellen.
 
Die  Nutzung des Sauerstoffs innerhalb der lebenden Zellen wird als   „innere Atmung“ bezeichnet.
Vgl. Zellfunktionen:  Osmose        Innere Atmung (Zellstoffwechsel)
 
Versuchsunterlagen: 
Lunge:  Luftwege    Kraft Ausatmung          Lungenmodell       Rippen     Lungenvolumen   Lunge-Blut           
Arterien und Venen:  Kapillaren    Blutströmung     Venen    Trombose     
Herz: Handlungsmodell   Puls    Blutdruck   Herzpräparation
  Zigarette     Nikotineinfluss


äußere Atmung Arbeitsunterlage 1--------------------------------------------------------------------
Weg der Luft in den Körper und zu den Zellen
                        1von2
Übersicht: 

(Abb. nach Schneider,V  (2010):Schlechte Luft nein danke. UB 359)
 
Aufgaben:
  1. Beschreibe mit deinen Worten den Weg der Luft.
  2. Erkläre: Staub, Feinstaub, Ultrafeinstaub (Internet, Broschüren der Krankenkassen).
  3. Erkläre: Warum bilden die Schleimzellen so viel Nasen und Rachenschleim?
     Welche Aufgabe haben die Zellen mit Flimmerhärchen?
  4. Teste am eigenen Körper: Wo liegt das Zwerchfell und welche Aufgabe hat es?   
 
2von2
äußere Atmung Arbeitsunterlage 2--------------------------------------------------------------------
Beschriftungen?

 
 
 Füge ein: Nasenhöhle    Bronchien     Lungenbläschen    Lungenkapillaren   Rote Blutkörperchen   Makrophagen 
Feinstaub   Grobstaub  Teerpartikel  Verästelungen  der Brochien   Viren    Bakterien  Grobstaub mit Gasumhüllung   Luftröhre   Lage des Herzens
 
 





äußere Atmung Arbeitsunterlage 3--------------------------------------------------------------------
Wie die Luft in die Lungen kommt!
 
Was brauchst Du?
Ein Modell für die Lungenatmung (von der Lehrperson), Dich selbst
Was kannst Du tun?
Versuch 1: Halte die Hände an die Seite, wo die Rippen aufhören.
Atme langsam ein und aus. Fühle genau, was die Rippen bei der Atmung machen und wie sich dein Brustkorb verändert.
 Versuch 2 Beobachte genau, was mit dem Modell passiert, wenn man die abschließende Plastikfolie bewegt.  
 
So kann ein Modell für die Tätigkeit des Brustkorbs bei der Atmung aussehen:
 
1) Aufschneiden des Plastikeimers, so dass man das Fenster mit einer klaren Folie abkleben kann (Textilband).
2) Bohren eines  passenden Lochs für den Gummistopfen.
3) Einfügen eines festen Rohrs aus Plastik. 
4) luftdichter Anschluss der Luftballons (evt. drei-Weg-Verteiler nutzen).
5) lockerer Abschluss mit Plastiktüte und Bindfaden, so dass man die Plastiktüte noch bewegen kann.
 
Aufgaben: Überlege: Was entspricht wem? Wo ist das Modell ungenau? 










Modell                                                 Wirklichkeit (füge die Namen der Organe ein)

Plastikeimer                                        _____________________________

Wände des Plastikeimers                 _____________________________

Einführendes Rohr                             ______________________________

Verteiler auf die Luftballons              _____________________________

Luftballons                                           _____________________________

Abschließende Plastiktüte                _____________________________
 


 
äußere Atmung Arbeitsunterlage 4--------------------------------------------------------------------
Kraft bei der Ausatmung 
-       Peak-flow Messung: Ein Maß für die Stärke der Atmungsmuskulatur
 
Info: Diese Messung wurde entwickelt, um die Lungenfunktionen zu testen.  Aber auch bei gesunden Menschen gibt diese Messung einen Eindruck über die Muskulatur, die die Ausatmung erzwingt. Für Asthma-Kranke ist eine solche Untersuchung lebenswichtig. 
                        
http://www.daab.de/atemwege/die-peak-flow-messung/
http://www.medicalax.de/images/product_images/thumbnail_images/peak-flow.jpg
Arbeitsablauf:  
1: Die Anzeigenmaske auf 0 schieben.
2: So tief wie möglich einatmen.
3: Das frische Mundstück in den Mund nehmen, dicht mit den Lippen umschließen.
4: So schnell und kräftig wie irgend möglich ausatmen.
5: Zur Vorbereitung der nächsten Messung das Mundstück erneuern und die Skala wieder auf 0 schieben.
6: die Anschließende Reinigung ist sehr wichtig. Das Mundrohr kann abgenommen und in warmem Wasser ausgespült und mit Desinfektionsmittel desinfiziert werden. Anschließend muss es sehr gut getrocknet werden.

Auswertung:                    FAW= maximales Ausatemvolumen
 


äußere Atmung Arbeitsunterlage 5--------------------------------------------------------------------
Messung des Lungenvolumens  
Wie viel Luft passt in meine Lunge?

Materialien: 
Das Gerät zur Messung der Luftaufnahme in die Lungenflügel heisst
Spirometer  „Atem-messer“
 
Einmal-Mundstück       Spirometer
Für den Arzt ist es wichtig, zu wissen, viel Luft die Lunge aufnehmen kann. 
Denn die Lunge versorgt alle anderen Organe mit Sauerstoff. Ohne Sauerstoff keine innere Atmung und damit auch kein Leben. Gute Lungen sind lebenswichtig!
 
Aufgabe:
Messe die Lungenkapazität (= Aufnahmefähigkeit der Lunge für Luft in Litern) bei verschiedenen Personen! Vergleiche! 

Versuchsdurchführung: Man bläst mit aller Kraft und solange es geht durch das Mundstück in das Gerät. Der erreichte Wert wird angezeigt. Das Gerät wird immer wieder auf Null gestellt. Z.B.: 
Achtung: aus hygienischen Gründen muss das Mundstück nach jedem Versuch gewechselt werden. Reinigung in Pril-Wasser und trocknen!

Vergleiche Deinen Wert mit den durchschnittlichen Daten der KKH (Kaufmännische Krankenkasse):





äußere Atmung Arbeitsunterlage 6--------------------------------------------------------------------
Einfluss der Rippen
 
Vorbereitung:
Versuche, soviel Luft einzuatmen, wie es geht. Was passiert mit den Rippen?  
 
Beschreibe:


 
Modellversuch 2:
1: Besorge festen Karton (Bastelgeschäft)  
2: Schneide ihn in 5 oder 7 etwa 6 cm breite Streifen (vgl. Abbildung)
3: Verbinde die Teile wie in der Abbildung angegeben mit Klammern, die sich bewegen lassen (Bastelgeschäft).
4: Lege unter das Modell mm Papier
5: Stelle fest, wie groß die Fläche ist, wenn die Teile möglichst eng zusammengeschoben sind.
6: Stelle fest, wie groß die Fläche ist, wenn die Teile möglichst weit voneinander entfernt sind.
Abwandlung: Man kann auch weißes Papier unterlegen und in beiden Situationen ausschneiden. Dann wiegt man die Papierstücke und vergleicht.
 
Vergleiche:
Enge Lage der Abschnitte:  Fläche:  _________________

Weite Lage der Abschnitte: Fläche:  _________________


Rechne aus: um wieviel ml Luft vergrößert sich der Lungenbereich bei der Einatmung? 
Folgerung:


Vergleiche:
Modell:                                       Wirklichkeit: 

Vordere Pappe =                     ____________________________

Verbindungsstücke=                _________________________

Hintere Pappe=                        _____________________________
 
 
Aufgaben:
Erkläre, wie der Brustkorb bei der Einatmung hilft:
Wie kann der Brustkorb die Ausatmung unterstützen?
Warum hat man überhaupt einen Brustkorb mit Rippen wie alle Tiere, die mit Lungen atmen?
Wo sind die Muskeln, die die Rippen bewegen? 



äußere Atmung Arbeitsunterlage 7--------------------------------------------------------------------
Gasaustausch Lunge-Blut
 
Modellversuch an der Tafel mit Styropor- Modellen   
Die Luft gelangt durch die Lungenbewegung bis in die Lungenbläschen. Dort diffundiert (vgl. Lösungen) der Sauerstoff der Luft durch das feine Lungengewebe in die Lymphe und von dort durch die Wände der Kapillaren in das Blutserum. Da Sauerstoff sich nur schwer in Wasser löst, wird der Vorgang wesentlich beschleunigt durch die Bindung des Sauerstoffs an das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen. Die vielen Hämoglobinmoleküle in den roten Blutkörperchen binden Sauerstoff chemisch, sodass praktisch aller Sauerstoff, der bis ins Blut gelangt, auch transportiert wird. Im Modell lässt sich dieser Effekt in etwa anschaulich machen.
Gleichzeitig diffundiert das in den Körperzellen gebildete Kohlenstoffdioxid aus dem Blut hinaus in die Lungenbläschen. Dieser Vorgang wird in der Natur noch beschleunigt durch eine ph-Veränderung im Blutwasser (Blutserum). Dadurch wird eine Konformationsänderung des Hämoglobins verursacht, durch die noch leichter Sauerstoff gebunden wird.
 

Das Arbeitsmodell besteht aus einer Tafelzeichnung und einzelnen Stücken aus Styropor, die man befeuchtet und an die Tafel heften kann
 
Info: Das durch unvollständige Verbrennung z.B. auch beim Zigarettenrauch entstehende Kohlenstoffmonoxid ist besonders gefährlich: Es bindet sich an das Hämoglobin und verhindert eine Aufnahme von Sauerstoff. Daher ist in größeren Mengen Kohlenstoffmonoxid absolut tödlich. Große Mengen an Kohlenstoffdioxid CO2 in der Luft sind ebenfalls gefährlich, da die Abgabe von CO2 aus dem Körper gehindert wird.
 
 
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