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"Kommunikation und Informationsverarbeitung

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Mikrofon und Lautsprecher
Beschrifte die Abbildungen.
Tauchspulenmikrofon
Lautsprecher
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Bimetall als Schalter
1. Spanne einen Bimetallstreifen ein und erwärme ihn. Drehe den Streifen auch um.
Erwärme weiter.
Beobachtung:
Bimetallstreifen
Ergebnis: Das Bimetall verbiegt sich beim Erwärmen, weil es aus
schichten besteht. Die eine Schicht dehnt sich dabei
verschiedenen Metallus als die andere.
1. Metall
Schnitt durch einen Bimetallstreifen:
2. Metall
2. In dieser Blinkschaltung soll das Bimetall einen Schalter ersetzen. Baue den Versuch auf und
führe ihn durch. Beschreibe und erkläre die Funktionsweise der Schaltung.
Bimetall
Netzgerät
5 bis 20 V
3. In welche Richtung wird sich das Bimetall jeweils biegen? Trage die richtige Krümmung darunter ein.
Kupfer
Aluminium
Aluminium
Eisen
Kupfer
Zink
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Die Vermehrung von Viren
in unserem Körper
1. Ergänze in der Abbildung die Begriffe: Krankheitserreger (= Antigen) – Wirtszelle – Eiweißhülle –
Zellkern – Erbanlagen.
Krankheitserreger (=Antigen)
Wirtszelle
Eiweißhülle
Zellkern
Erbanlagen
2 Die Abbildungen unten zeigen den Vermehrungsvorgang der Krankheitserreger während der
Inkubationszeit. Schreibe jeweils daneben, welche Vorgänge in der Wirtszelle ablaufen.
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Masern – eine harmlose
Kinderkrankheit?
Masernviren werden über Tröpfchen beim Niesen, Husten, Sprechen, beim Handgeben, aber
auch über verkeimte Gegenstände übertragen. Die Zeit von der Ansteckung bis zum Ausbruch der
Krankheit (roter Hautausschlag) dauert ca. 10 Tage. Die Gefahr, sich an einem Erkrankten anzustecken, beginnt ca. 2 bis 4 Tage vor Ausbruch der Krankheit und endet in der Regel mit dem Abklingen des Hautausschlags. Bei Masern tritt kurzzeitig hohes Fieber auf.
Nach Masernerkrankungen können schwerwiegende Folgeerkrankungen auftreten. Bei ca. 1 von
1 000 Erkrankten kommt es zu Entzündungen von Hirnzellen (Masernenzephalitis); das Risiko steigt
mit dem Alter des Infizierten. Jeder Dritte, bei dem diese Komplikation auftritt, stirbt daran und jeder fünfte erleidet eine bleibende Hirnschädigung, die zur geistigen bzw. körperlichen Behinderung führt. Weltweit sterben pro Jahr ca. 1 Million Menschen an den Komplikationen einer Masernerkrankung.
1. Ordne die Begriffe „Inkubationszeit“ (Ik), „Genesung“ (G), „Infektion“ (If) und „Krankheit“ (K)
in die Zeitachse ein.
Ik
If
G
K
Körpertemperatur (°C)
41
40
39
38
37
0
2
4
6
8
10
Schnupfen, Husten,
Bindehautentzündung,
Kopfschmerzen, Übelkeit,
Rötung der Mundschleimhaut
12
14
16
18
20
21
Zeit
in Tagen
Fleckiger, roter Hautausschlag, der sich innerhalb
von drei Tagen über den ganzen Körper ausbreitet
und unter leichter Abschuppung nach weiteren
3 bis 4 Tagen abklingt.
2. Experten empfehlen eine Impfung gegen Masern im 12. bis 15. Lebensmonat, eine Auffrischung der Impfung nach Vollendung des 5. Lebensjahres und eine Impfung im Erwachsenenalter. Begründe.
3. Setze dich mit folgender Meinung auseinander: „Ich kann mich vor einer Masern-Erkrankung
schützen, indem ich den Kontakt zu Erkrankten meide.“
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Der Körper wehrt sich
1. Beschreibe mithilfe der Abbildung stichpunktartig den Verlauf einer Immunantwort.
Virus
Riesenfresszelle
T-Helferzelle
B-Zelle
TH
aktiviert
bildet
Plasmazelle
informiert
B
aktiviert
bildet
BG
T- Killerzelle
TK
TG
T- Gedächtniszelle
B-Gedächtniszelle
2. Welche Funktionen haben Antikörper und T-Killerzellen?
.
3. Welche Aufgabe haben die Gedächtniszellen?
4. Überlege, wodurch es Grippeviren immer wieder schaffen, das Immunsystem zu überlisten.
.
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Allergien
Eine Allergie ist eine Überreaktion des Immunsystems auf bestimmte Stoffe der Umwelt (z. B. Pollen, Nahrungsmittelbestandteile, Bestandteile von Kosmetika), die vom Körper als Antigene erkannt
werden. Wenn ein Antigen eine Allergie auslöst, bezeichnet man das Antigen als Allergen.
1 Beschreibe mithilfe der Abbildung stichpunktartig die Entstehung einer Allergie.
Plasmazelle
Antikörper
Mastzelle
Erster Pollenkontakt
Histamin
Zweiter Pollenkontakt
2. Wodurch unterscheidet sich eine allergische Reaktion von einer „normalen“ Immunreaktion
nach dem Eindringen von Antigenen?
3. Allergische Reaktionen auf ein bestimmtes Allergen treten plötzlich auf. Muss der Betroffene
zuvor Kontakt mit diesem Stoff gehabt haben? Begründe.
.
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Synapsen: Schaltstellen
des Nervensystems
1 Die obere Abbildung zeigt zwei Nervenzellen. In der unteren Abbildung ist die Schaltstelle zwischen den Nervenzellen vergrößert dargestellt. Beschrifte diese schematische Darstellung und
kennzeichne das Eintreffen einer Erregung durch einen farbigen Pfeil.
Nervenfaser der
chemischer Überträgerstoff
1. Nervenzelle
Dendrit
Endknöpfchen
Nervenfaser der
synaptischer Spalt
2. Nervenzelle
Membranspannung (mV)
2 Die Abbildung zeigt die Informationsweiterleitung zweier Nervenzellen. Erläutere diese Informationsweiterleitung unter Einbeziehung der Stationen 1 bis 4.
1
2
4
3
0
0
0
–70
–70
–70
Zeit
Aktionspotentiale
Zeit
Zeit
Aktionspotentiale
.
200
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Nervenzentrale Gehirn
a
b
c
d
e
f
Bezeichnung
Aufgaben
a
Großhirn
Wahrnehmung, Denken, Handeln, Fühlen, Bewusstsein
b
Balken
verbindet die beiden Hälften des Großhirns
c
Zwischenhirn
reguliert Stoffwechselvorgänge
d
Mittelhirn
Schaltstation für Erregungen von den Sinnesorganen
e
Kleinhirn
überwacht Gleichgewicht und Bewegungen
f
verlängertes Mark
reguliert Atmung und Kreislauf
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201
Das Rückenmark
1. Die Abbildung zeigt die Lage des Rückenmarks im Wirbelkanal. Benenne die dargestellten Teile
des Rückenmarks und der Wirbelsäule.
a
graue Substanz
b
weiße Substanz
c
Nervenwurzeln
d
Wirbelfortsatz
e
Bandscheibe
f
Wirbelkörper
a
b
c
d
e
f
2. Die Abbildung zeigt einen Querschnitt durch das Rückenmark. Beschrifte.
Hinterhorn
Rückenseite
Sensible
Nervenwurzel
weiße Substanz
graue Substanz
Motorische
Nervenwurzel
Vorderhorn
Bauchseite
202
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Der Kniesehnenreflex
Den Kniesehnenreflex kann man durch einen Schlag auf die Kniesehne auslösen (s. Abb.). Dies bewirkt eine plötzliche Anhebung des Unterschenkels. Genau dieses geschieht, wenn man beim Laufen mit einem Fuß hängenbleibt. Durch den Reflex wird das Bein gestreckt und ein Sturz verhindert.
1. Was ist ein Reflex?
2. Nenne weitere Beispiele für Reflexe beim Menschen.
3. Beschrifte die Abbildung und zeichne den Reflex­bogen vom Oberschenkel zum Rückenmark
und zurück mit verschiedenen Farben ein. Kennzeichne die Richtung der Nervenerregung jeweils durch einen Pfeil.
Rückenmark
Muskelspindel
rot
Sehne
blau
motorische
Endplatte
4. Beschreibe den Kniesehnenreflex und erkläre, welche Aufgaben die verschiedenen Teile des
Nervensystems dabei haben.
D
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203
Das Nervensystem reagiert
auf Umweltreize
Viele Bewegungen beim Gehen oder Greifen erfolgen zielgerichtet. Das gelingt, weil wir Informationen über unsere Umwelt erhalten. Hierbei nehmen Sinnesorgane Reize auf. Sie bewirken, dass im
Körper Signale über Nerven zum Gehirn geleitet werden.
1. Beschreibe die Reaktionen eines Torwarts, wenn ein Ball auf ihn zu fliegt.
Der Torwart sieht den Ball, streckt die Arme aus, hechtet in Richtung Ball und versucht den Ball zu fangen.
2. Fertige zur Erklärung eine Reiz-Reaktionskette an.
Gehirn
Ort der Wahrnehmung, Auswertung
sensible Nervenfasern
Erregungsleitung
Erregungsleitung
motorische Nervenfasern
Auge
ausführendes
Organ
ausführendes
Organ
Muskel
sichtbarer Gegenstand
Reiz
Reaktion
Springen,
Ausstrecken der Arme
3. Ergänze den folgenden Text: Erregungen werden von den Organen durch das Rückenmark
zum Gehirn und vom Gehirn durch das Rückenmark zu den Organen geleitet.
Gehirn und Rückenmark bilden zusammen das zentrale Nervensystem
204
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.
Das Hormonsystem
Zirbeldrüse
Hypophyse
Schilddrüse
Nebenschilddrüsen
Thymusdrüse
Nebennieren
Nieren
Bauchspeicheldrüse
Eierstöcke
beim Mann:
Hoden
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205
Die Wirkungsweise
der Hormone
Die verschiedenen Hormone, die von den Hormondrüsen in den Blutkreislauf abgegeben werden,
gelangen mit dem Blut zu allen Organen im Körper. Jedes Hormon beeinflusst aber jeweils nur ein
bestimmtes Organ, das Erfolgsorgan.
1 Erkläre mithilfe der Abbildung das Schlüssel-Schloss-Prinzip und
übertrage es auf die Wirkungsweise der Hormone.
Blutgefäß
Hormon A
Hormon B
Erfolgsorgan A
2. Vergleiche die Informationsübertragung im Nervensystem mit der im Hormonsystem.
Trage die entsprechenden Merkmale in die Tabelle ein.
Hormonsystem
Nervensystem
a) Welches Transportsystem
wird zur Weitergabe einer
Information genutzt?
Blutkreislauf
Nervenfasern
b) Wie liegt die Information vor?
als chemischer Stoff
als Erregung
c) Ausbreitung
langsam, nach Erreichen
des Wirkungsortes
schnell, nach Eintreffen
eines Reizes
d) Wirkungsdauer
lang anhaltend
kurz
3. Welche Eigenschaften kennzeichnen die Hormone?
a
b
206
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Die Regulation des
Blutzuckerspiegels
1 Schneide die Texte am rechten Rand des Arbeitsblattes aus und klebe sie an der richtigen Stelle
in das Schema ein.
normaler
Blutzuckerspiegel
2 Welche Veränderungen ergeben sich bei Diabetikern mit Insulinmangel?
Ausschüttung von
Insulin aus den
Langerhans‘schen
Inseln in der Bauchspeicheldrüse
Ausschüttung von
Glukagon aus den
Langerhans‘schen
Inseln in der Bauchspeicheldrüse
Ausschüttung von
Adrenalin (Nebenniere)
Aufnahme von Glucose
in die Leber
(Glykogenbildung)
Abgabe von Glucose
aus der Leber
(Glykogenabbau)
Hemmung der
Insulinausschüttung
Aufnahme von Glucose
in die Muskelzellen
0,6 g – 1,1 g
Glucose pro
1 Liter Blut
normaler
Blutzuckerspiegel
erniedrigter
Blutzuckerspiegel
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erhöhter
Blutzuckerspiegel
Nahrungsaufnahme
Muskelarbeit
207
Blutzucker-Rätsel
Beantworte die folgenden Fragen und trage die Lösung in die entsprechenden Kästchen ein. Wenn
alle Antworten richtig sind, ergeben die Buchstaben in den stark umrandeten Feldern von oben
nach unten gelesen das Lösungswort.
1. Wo wird der überschüssige Blutzucker gebildet?
2. Welches Hormon bewirkt eine rasche Erhöhung des Blutzuckerspiegels?
3. Bei welchem Vorgang wird plötzlich viel Blutzucker benötigt?
4. In welchen Stoff wird der überschüssige Blutzucker umgewandelt?
5. Welcher Zucker ist in rasch wirkenden Stärkungsmitteln für Sportler enthalten?
6. Welches Hormon lässt den Blutzuckerspiegel langsam ansteigen?
7. Wie heißt die Krankheit, die durch Insulinmangel hervorgerufen wird?
8. Welcher Zucker wird in der Leber gespeichert?
9. Welche Hormone der Nebenniere beeinflussen den Blutzuckerspiegel?
10. Was gewinnt eine Körperzelle aus dem Blutzucker?
11. Welches Hormon senkt den Blutzuckerspiegel?
12. In welchem Organ werden zwei Hormone gebildet, die beide den Blutzuckerspiegel
beeinflussen?
13. Durch welches Organ wird der Blutzucker ausgeschieden?
14. In welcher Hormondrüse wird Adrenalin gebildet?
15. Wie ist die chemische Bezeichnung für Traubenzucker?
16. Bei welchem Vorgang im Körper werden Kohlenhydrate zerlegt?
17. Über welches Transportsystem werden die Hormone weitergegeben?
1
2
A
D
R
E
L
E
B
E
R
N A
L
I
N
3
M U
S K
E
L
A
F
E
T
T
E
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A
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10
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11
12
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13
N
14
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B
R
B
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H E
L
D
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R
E
15
16
V
17
B
208
G L
U
C
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