Haben verschiedene Knochen unterschiedliche Eigenschaften? Untersuche in einem Modellversuch die Festigkeit von Platten- und Röhrenknochen.

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1 Naturwissenschaften - Biologie - Allgemeine Biologie - 1 Untersuchung von Pflanzen und Tieren (P ) 1.4 Vom Bau und Festigkeit der Knochen Experiment von: Phywe Gedruckt: :05:26 intertess (Version B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Haben verschiedene Knochen unterschiedliche Eigenschaften? Untersuche in einem Modellversuch die Festigkeit von Platten- und Röhrenknochen. Raum für Notizen. Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen

2 Zusätzliche Informationen Die verschiedenen Knochen des menschlichen Körpers werden unterschiedlich beansprucht und belastet. Ihrer Bauweise nach unterscheidet man Platten- und Röhrenknochen. Sie können ebenfalls anhand des Prozesses der Knochenbildung, der Ossifikation, unterschieden werden: Plattenknochen werden aus Bindegewebe gebildet, während Röhrenknochen aus Knorpelgewebe entstehen. Plattenknochen werden aus Bindegewebe gebildet. Zunächst werden Bindegewebsmembranen ausgebildet. Osteoblasten (Knochenbildende Zellen) migrieren zu den Membranen und lagern sich als knöchernes Grundgerüst an. Wenn die Osteoblasten von dem Grundgerüst umgeben sind, werden sie Osteozyten genannt. Es gibt keine Knorpel während des Prozesses. Die Röhrenknochen werden aus Knorpelgewebe geformt. Das heisst, dass der zukünftige Knochen zunächst als glasartiges Knorpelmodell geformt wird, welches dann von Bindegewebe (Knorpelhaut, Perichondrium) umgeben wird, das eventuell von Osteoblasten durchsetzt ist. DIe Osteoblasten formen einen Kranz aus kompaktem Knochen, während die Knorpel sich von innen heraus auflösen. Am Ende besteht das Äußere des Knochen aus einer Schicht aus Bindegewebe, die Periosteum genannt wird. Zusätzlich ist die äußere Hülle des Röhrenknochen ein kompakter Knochen. Danach folgt eine tiefere Schicht aus Spongiosa, welches rotes Knochenmark enthält. Der innere Teil des Röhrenknochens ist hohl, bei Erwachsenen befindet sich dort gelbes Knochenmark. Hinweise zu Aufbau und Durchführung In der Versuchsbeschreibung werden Bleibänder mit einer Länge von 30 cm als Gewichte verwendet. Stattdessen können auch andere Gewichte verwendet werden, es muss lediglich berücksichtigt werden, dass die einzelnen Gewichte die gleiche Masse haben und sich an den Knochenmodellen befestigen lassen, ohne diese zu beschädigen

3 Material Material Material aus "TESS advanced Biologie Basis Set Allgemeine Biologie, BIO" (Bestellnr ) Position 1 Material Stativfuß, variabel Bestellnr Menge 1 2 Stativstange, zweigeteilt, l = 600 mm, d = 10 mm Stativring, Stahl, d = 130 mm, mit Muffe Zusätzliches Material Zeichenkarton, 18 x 5 cm 2 Bleistift Klebestreifen Gewichte, z. B. Bleiband, l = 30 cm Für das Experiment benötigte Materialien - 3 -

4 Aufbau und Durchführung Aufbau und Durchführung Falte ein 18 cm langes und 5 cm breites Stück Zeichenkarton in Längsrichtung zweimal zusammen (Abb. 1). Es entsteht dann ein vierfach liegender Streifen von 18 cm Länge und etwa 1-1,5 cm Breite. Klebe die aufklaffende Längsseite mit vier kurzen Stücken Klebestreifen zusammen (Abb. 2). Abb. 1 Abb. 2 Rolle ein zweites, gleichgroßes Stück Zeichenkarton in der Längsrichtung um einen Bleistift (Abb. 3 und 4). Abb. 3 Abb. 4 Klebe die Rolle mit vier kurzen Stücken Klebestreifen zusammen und ziehe den Bleistift heraus (Abb. 5)

5 Abb. 5 Die so entstandenen Knochenmodelle sollten ähnlich aussehen wie in Abb. 6. Abb. 6 Baue das Stativ auf und lege beide Modelle auf den Stativring (Abb. 7). Abb. 7 Hänge über jedes Modell in der Mitte ein Gewicht, zum Beispiel ein Bleiband (Abb. 8). Hänge weitere Gewichte an die Modelle, bis eines der Modelle abknickt oder einknickt

6 - 6 - Abb. 8

7 Ergebnisse Ergebnisse Verwendetes Gewicht: nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Anzahl Gewichtsstücke, bei der das Knochenmodell "Röhrenknochen" einknickt: nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Stück Anzahl Gewichtsstücke, bei der das Knochenmodell "Plattenknochen" einknickt: nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Stück Die Anzahl der Gewichtsstücke, bei der die Modelle ein- oder abknicken, ist stark vom verwendeten Gewichtstyp und seiner Masse abhängig. In jedem Fall sollte feststellbar sein, dass das Modell des Röhrenknochen belastbarer ist als das Modell des Plattenknochens

8 Auswertung Auswertung Frage 1 Welches Modell hält die größere Belastung aus? Das Modell des Röhrenknochens. Frage 2 Überlege, welche Knochen unseres Körpers in welcher Weise ausgebildet sein sollten. Recherchiere gegebenenfalls im Internet

9 Die verschiedenen Knochen unseres Körpers werden unterschiedlich beansprucht und belastet. Ihrer Bauweise nach unterscheidet man Platten- und Röhrenknochen. Die Plattenknochen sind massiv gebaut und verhältnismäßig schwer. Sie dienen dem Schutz innerer Organe, zudem bieten sie ausreichend Oberfläche für Muskelansätze. Diese Knochen sind wie ausgedehnte, flache Platten geformt und treten in Schädel, Schulterblatt, Brustkorb, Becken und Brustbein auf. Die Röhrenknochen sind - wie eine Röhre - innen hohl und verhältnismäßig leicht. Dennoch können sie einer hohen Druckbelastung standhalten. Sie stützen das Skelett und dienen in Verbindung mit den Muskeln als Hebel um Lasten zu bewegen. Beispiele für Röhrenknochen sind Oberschenkelknochen, Schienbein, Wadenbein, sowie Elle und Speiche