Biologie / Klasse 8 / 1985

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1

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3 4

Brustmuskel Bizeps (Armbeuger) Unterschenkel strecker Wadenbeinmuskel

Inhalt

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Der Mensch

7

Stellung des Mensche· n im Reich der Lebewesen Bau und Lebensvorgänge des menschlichen Organismus

8 10

Stoff- und Energiewechsel

13

Einführung in den Stoffwechsel

14

Ernährung und Verdauung

15

Nahrung Bau und Funktion des Verdauungssystems Gesunde Ernährung, Hygiene des Verdauungssystems

16 19 27

Blut und Lymphe

33

Blutgefäßsystem Blutkreislauf , Herz-Kreislauf-Erkrankungen Lymphe und Lymphsystem Bau und Funktion des Blutes

34 38 39 41 42

Atmung

49

Bau und Funktion des Atmungssystems Hygiene der Atmungsorgane

50 55

3

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Ausscheidung

61

Bau und Funktion des Ausscheidungssystems Zum Stoff- und Energiewechsel

62 65

Die H aut

69

Bau und Funktion der Haut Hygiene der H aut

70 73

Bewegung und Körperhaltung

77

Muskelbewegung Skelett Muskulatur und Skelett Hygiene des Stütz- und Bewegungssystems

78 82 89 90

Sinnes- und Nervenfunktionen

93

Zusammenwirken von Sinnesorganen undNervensystem Sinnesfunktionen B a u und Funktion des Auges Bau und Funktion des Ohres Nervensysteme Nervenzellen und Nerven Gehirn Rückenmark Funktionen des Nervensystems . Hygiene des Nervensystems

94 98 1 00 109 1 13 1 14 1 15 1 17 118 1 25

Hormone

129

Bau und Funktion des Hormonsystems Regulierung des Blutzuckerspiegels

1 30 133

Fortpflanzung und Individualentwicklung

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137

Bau und Funktion der weiblichen Geschlechtsorgane Bau und Funktion der männlichen Geschlechtsorgane Hygiene und Erkrankung der Fortpflanzungsorgane Vorgeburtliche Entwicklung Geburt Nachgeburtliche Entwicklung

1 42 143 146 149

Persönliche und gesellschaftliche Verantwortung für die Gesundheit

157

138 14 1

Gesundheitsschutz und Gesundheitserziehung Medizinische und soziale Betreuung der Bevölkerung

158

Arbeitsanleitungen

165

Einige bedeutende Wissenschaftler Worterklärung Register

1 70 172 1 74

163

Zeichenerklärung Jeder Hauptabschnitt des' Lehrbuches ist durch eine Rand­ marke mit der Darstellung eines Symbols gekennzeichnet.

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Aufgaben und Fragen Beispiel Hinweis auf andere Seiten des Buches In diesen Abschnitten werden wichtige Aussagen zusammen­ gefaßt (Zusammenfassungen, Merksätze).

Bio i Ü

"Biologie in Übersichten"

Ch iü

"Chemie inübersichen"

Ph i Ü

"Physik in Übersichten"

5 . .

Der Mensch

Die lange Erhaltung des Lebens, der Gesundheit und Lebensfreude liegt im Inter­ esse jedes einzelnen Menschen und der Gesellschaft. Die Kenntnis und bewußte Beachtung der Forschungsergebnisse der modernen Biologie und Medizin (z. B . Hygiene und Gesundheitsschutz) sind d afür eine wesentliche Voraussetzung. Grundlegendes Wissen über Bau und Funktion des eigenen Körpers hilft dem Menschen, sein Leben so zu gestalten, daß er lange gesund, leistungsfähig und optimistisch bleibt. • Regelmäßige aktive sportliche und kulturelle Betätigungen sind als Ausgleich für einseitige Belastungen des Körpers im Arbeitsprozeß zur Notwendigkeit geworden. Zahlreiche staatliche Maßnahmen sichern den Menschen in der DDR ebenso wie in den anderen sozialistischen Staaten alle Voraussetzungen zu gesunder und sinn­ . voller Lebensführung. CD Die sozialistische Gesellschaft fördert das Leben des einzelnen und der gesamten Menschheit. Sie schützt vor drohenden Gefahren, gleich ob es sich um schädliche Bakterien und Viren oder um lebensvernichtende Atom- und Neutronenwaffen handelt. Der Mensch und die Erhaltung der Umwelt stehen im Mittelpunkt aller Bemühungen. '

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Fette. Fette sind organische Stoffe, die sich aus Glyzerin und Fettsäuren zusam­ mensetzen. Fette sind pflanzlicher oder tierischer Herkunft. Fette sind in Wasser unlöslich. Glyzerin und Fettsäuren lösen sieb in Wasser. ..,.. Pflanzenfette sind Sonnenblumenöl, Margarine, H artfette. TieJ:i'(che Fette sind • Butter, Speck, Schmalz. ·

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Fettmolekül

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Glyzerinrest

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Fettsäurereste

Eiweiße. Eiweiße sind organische Stoffe, die aus vielen Aminosäuremolekül­ resten zusammengesetzt sind . Viele Eiweiße sind wasse.runlöslich, Aminosäuren lösen sich in Wasser. ..,.. Nahrungsmittel mit hohetr Eiweißgehalt sind Fisch, Fleisch, Geflügel, Eier, Milch • (tierische Eiweiße) und Kartoffeln; Hülsenfrüchte (pflanzliche Eiweiße). Teil eines Eiweißmoleküls Ammosaure .

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Ammosaure .

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Ammos· . aure Verbindung verschiedener Ami nosäurereste

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CD Weise in verschiedenen Nahrungsmitteln Wasser, Kohlenstoff, Traubenzucker, Stärke und Eiweiße nach ! Arbeite nach Anleitung 1 bis 4 auf Seite 1 65 ! @ Beurteile dein Frühstück nach den darin enthaltenen Nährstoffen und schätze ein, ob es einer vollwertigen Nahrung entspricht! Vergleiche Tabelle Seite 1 6 7 ! 2

[01 0811]

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Wasser. Wasser ist Bestandteil aller Nahrungsmittel. Es ist für den Ablauf der bioche­ .rnischen Reaktionen und für den Transport von Stoffen im Organismus notwendig. Der menschliche Körper besteht zu 60 % bis 70 % aus Wasser . Ein Erwachsener • benötigt im Durchschnitt in 24 Stunden etwa 2,5 I Wasser. Diese Menge wird zu etwa 50% mit der Nahrung aufgenommen. Zusätzliches übermäßiges Trinken be­ lastet den Organismus. G) Anteil des Wassers in Nahrungsmitteln (je

100

g)

Nahrungsmittel

Wass_er (in g)

Nahrungsmittel

Wasser (in g)

Rindfleisch Rahmbutter Trinkvollmilch Vollkornbrot

74 so 89 42

Äpfel Tomaten Kartoffeln Keks

79 90 62 2

Mineralsalze. Mineralsalze sind anorganische Bestandteile der Nahrung und für den geregelten Ablauf der Lebensfunktionen notwendig. Sie müssen täglich in geringen Mengen mit der Nahrung aufgenommen werden. Vitamine. Vitamine sind organische Stoffe, die im menschlichen Organismus meist nicht gebildet werden können, aber in kleinen Mengen für den Ablauf vieler Lebensvorgänge (z. B. Wachstum) benötigt werden. Zu geringe Vitaminzufuhr kann zu Mangelkrankheiten führen. Vitamine werden mit Großbuchstaben des Alphabets bezeichnet, sie können teilweise synthetisch hergestellt werden. Vitamin A: kommt in Lebertran, Tomaten, Möhren, Kopfsalat vor, ist fettlöslich • und hitzeempfindlich; Mangel schwächt die Leistung des Auges. Vitamin B: Vitarninkornplex, kommt in Getreide, Fleisch und Hülsenfrüchten vor, ist wasserlöslich und hitzeempfindlich; Mangel verursacht verschiedene Störungen. Vitamin C: kommt besonders in Kartoffeln, rohem Obst und Gemüse vor, ist wasserlöslich, Iuft-, licht- und hitzeempfindlich ; Mangel setzt allgernein die Wider­ standsfähigkeit des Organismus herab. ® ® 0 ® Vitamin D: kommt in tierischen Nahrungsmitteln (z. B. Eier, Milch, Butter, Fisch) vor, ist fettlöslich; Mangel verursacht die ungenügende Einlagerung von Kalziumsalzen in den Knochen (Rachitis).

Vitaminreidie Nahrungsmittel (Kopfsalat, Preiselbeeren, Paprika) 18

Bau und Funktion des Verdauungssystems

mit Speicheldrüsen

Zwölffinger ­ darm------1!1\if

Bauchspeichel­ drüse Dickdarm Dünndarm

After-------u Gebiß (oben) und Verdauungskanal des Menschen

Das Verdauu�gssystem um faßt den von der Mundöffnung bis zum After reichenden Verdauungskanal und verschiedene Drüsen (z. B. Mundspeicheldrüsen, Bauch­ speicheldrüse). ® CD Schätze die Menge Wasser, die du mit der Nahrung an einem Tage aufgenommen hast ! Errechne die Flüssigkeitsmenge, die du außerdem noch trinken kannst, um den durchschnittlichen Flüssigk�itsbedarf zu decken ! @ Erläutere, was bei der Zubereitung von Speisen aus Nahrungsmitteln mit hohem Vitamin-C-Gehalt beachtet werden muß! @ Begründe, warum R�hkost zur täglichen Nahrung gehören muß ! @ Begründe, warum zubereitete Speisen nicht wiederholt aufgewärmt �rdeh sollen ! ® Begründe, warum geschälte rohe Kartoffeln vor dem Zubereiten nicht zu lange im Wasser aufbewahrt werden sollen ! @ Vergleiche das Verdauungssystem des Menschen mit dem eines Vogels, eines Platt­ wurmes und eines Süßwasserpolypen! Informiere dich in Bio i ü, Seiten 154 und 155 ! 2*

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Im Verdauungssystem werden d.ie in der Nahrung enthaltenen Nährstoffe in leicht wasserlösliche Stoffe aufgespaltet. Verdauungskanal. Zum Verdauungskanal gehören Mundhöhle mit Gebiß und Speicheldrüsen, Speiseröhre, Magen, Dünndarm einschließlich Zwölffingerdarm mit den Mündungen der Ausführungsgänge von Leber und Bauchspeicheldrüse, Dickdarm und Mastdarm. In den Verdauungsorganen laufen die Verdauungsvorgänge ab. Der Verdauungskanal ist mit Schleimhaut ausgekleidet und außen von einer Hüllschicht umgeben. Dazwischen liegt eine Ring- und Längsmuskulatur. Sie bewirkt die peristaltische Bewegung (! Abb.). Peristaltik ist eine wellenförmige Bewegung, bei der sich Ring- und Längsmuskeln abwechselnd zusammenziehen, und die im Verdauungskanal den Transport des Speisebreis bewirkt. 0 . Mundhöhle. In der Mundhöhle befinden sich die Zähne, � ie Zunge und die Ausführungsgänge der Mundspeicheldrüsen. Die aufgenommene feste Nahrung wird mit den Zähnen mechanisch zerkleinert.

Ringmuskel

Schleimhaut

Dünndarm (Querschnitt)

Peri­ staltik

Speise­ röhre Speiseröhre (geschlossen)

20

Speiseröhre (geöffnet)

Peristaltik

Die Oberfläche der Nahrung wird dadurch vergrößert, die N ahrung wird mit Mundspeichel angefeuchtet und mit Hilfe · der Zunge in die dünnwandige Speise­ röhre gelenkt. Die Mundspeicheldrüsen sondern täglich etwa 750 ml Speichel ab. Die Art und Menge der Speichelabsonderung ist von der aufgenommenen Nahrung abhängig (z. B. bei Zwieback dünnflüssiger Speichel, bei Äpfeln zähflüssiger Speichel). ® Durch den Mundspeichel wird die Gleitfähigkeit der zerkleinerten Nahrung verbessert, gleichzeitig wird ein Teil der Nährstoffe durch im Speichel enthaltene Enzyme biochemisch verändert. ® 0 ®

Mundspeicheldrüsengewebe (Ausschnitt)

Verdauungsdrüse

Verdauung ist die stufenweise biophysikalische und biochemische Umwandlung der Nährstoffe in aufnehmbare Stoffe im Verdauungskanal. Dabei werden die was­ serunlöslichen hochmolekularen Nährstoffe mit Hilfe von Enzymen in wasserlös­ liche niedermolekulare Stoffe umgewandelt. Die im Mundspeichel enthaltenen Enzyme leiten die Verdauung der Kohlen­ hydrate ein. Stärke wird teilweise zu Zucker umgewandelt. .,.. Enzyme sind Wirkstoffe, die biochemische Reaktionen im Organismus beeinflussen. Sie sind bei allen Stoffwechse'lvorgängen wirksam und bleiben unverändert erhalten.

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Nenne wirbellose Tiere, bei denen Ring- und Längsmuskeln wie bei der Peristaltik zusammenwirken ! Erläutere, was dadurch bewirkt wird ! Begründe, warum du während des Essens nicht gleichzeitig feste Nahrung und Ge­ tränke in den Mund aufnehmen sollst! Werte in diesem Zusammenhang deine Eßgewohnheiten und ziehe erforderliche Schlußfolgerungen ! Begründe die Regel "Gut gekaut ist halb verdaut"! Weise den Beginn der Kohlenhydratverdauung in der Mundhöhle nach ! Arbeite dabei nach der Anleitung 5 auf Seite 1 66 ! Ziehe aus deinen Beobachtungen im Experiment Schlußfolgerungen für deine Eßgewohnheiten! Beobachte Schnitte durch verschiedene Abschnitte des Verdauungskanals (z. B. Dauerpräparate von Dünndarm quer und Sp.eiseröhre quer) mit dem Mikroskop ! Vergleiehe! 21

Speiseröhre. Die Speiseröhre ist ein muskulöser, dünnwandiger Schlauch, der von der Rachenhöhle zum Magen führt. Die gekaute, eingespeichelte Nahrung wird durch den Schluckvorgang über die Rachenhöhle durch die Speiseröhre zum Magen transportiert. CD • Feste Nahrung passiert die Speiseröhre in 6 bis 8 Sekunden, Flüssigkeiten be­ nötigen dazu nur 1 bis 2 Sekunden. Magen. Der Magen des Erwachsenen hat ein durchschnittliches Fassungsver­ mögen von 1 600 ml bis 2 400 ml. Der Magen ist eine sackartige Erweiterung des Verdauungskanals. Im Magen wird die Nahrung so geschichtet, daß die zuletzt hineingelangten Anteile im Inneren liegen. Ist der Magen gefüllt, stellt sich ein Sättigungsgefühl ein. Von .der drüsenreichen Magenschleimhaut wird der Magensaft abgesondert. Der Magensaft enthält Salzsäure und Enzyme, durch die die Verdauung der Eiweiße eingeleitet wird. Durch peristaltische Bewegungen, die etwa alle 10 bis 20 Sekunden erfolgen, wird der Speisebrei mit dem Magensaft vermischt. Die Verweildauer der Nahrung im Magen ist von deren Zusammensetzung ab­ hängig (schwer- oder leichtverdauliche Speisen). Die durchschnittliche ungefähre Verweildauer einiger Nahrungsmittel im Magen • beträgt: für Milch 70 Minuten, für Fleischbrühe 60 bis 120 Minuten, für Brot 150 Minuten, für gekochtes Rindfleisch 1 8 0 Minuten, für Nüsse 240 Minuten, für Ölsardinen 480 Minuten. Der Mageninhalt wird portionsweise durch den Magenausgang (Pförtner) in den Dünndarm geleitet. Der Magenausgang öffnet sich jeweils, wenn ein Teil der Nah­ rung im Magen ausreichend mit Magensaft durchmischt ist. Ist der Magen leer, stellt sich ein Hungergefühl ein. Häufiges Überdehnen der Magenwand durch zu reich­ liche Nahrungsaufnahme führt zu bleibenden Schäden. Mehrere kleinere Mahlzeiten sind günstiger als wenige zu reichliche.

Magenpförtner Magenmuskulatur Magen des Menschen

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Magen (Längsschnitt)

Dünndarm (geöffnet)

Dünndarm (Querschnitt)

Dünndarmzotten (rechts mit gefärbten Blutgefäßen)

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Dünndarm. Der Dünndarm ist der Abschnitt des Verdauungskanals zwischen Magenpförtner und Dickdarm. Er hat beim erwachsenen Menschen eine Länge von etwa 5 m bis 7 m.

Die drüsenhaltige Darmschleimhaut ist stark gefaltet und bildet zahlreiche Ausstülpungen, die Dünndarmzotten. Dadurch wird die innere Oberfläche des Dünndarms stark vergrößert.

Die Zotten sind sehr dünnwandig und von einem Netz. feiner Blutgefäße sowie von Lymphgefäßen durchzogen.®

Die Drüsen der Dünndarmschleimhaut sondern Darmsaft ab, in dem Enzyme enthalten sind. Diese Enzyme bewirken zusammen mit Enzymen aus den Ver­ dauungsdrüsen die weitere Verdauung der Nährstoffe.