Biologie Epoche 9.Klasse Simon Hildebrand
Inhalt Das Auge (inkl. Zeichnung) Der Anatomische aufbau Die Linse (inkl. Zeichnung) Vergleich zwischen Kamera Auge Dioptrieberechnun Funktion des Auges Referate (Auge) Srobuskopeffekt Wahrnehmung (Auge) Die Haut und
(abb.1)
Das Auge Das Auge ist das erste Sinnesorgan, welches aus dem Gehirnbläschen des Embryos entsteht. Es wachst erst zur Seite und danach nach Vorne,Richtung Außen haut.( abb.1) Sobald es die Außen haut berührt, reagiert diese mit einer Verdickung. Das Auge bildet nun eine Höhle und schließt die Verdickung ein. Das Auge besteht aus verschiedenen Hautschichten, welche für die Sehfunktion sehr wichtig sind.
3.2 Anatomie Das Auge "schwimmt" in Fettgewebe, ist somit also voll beweglich. Der Augapfel wird durch 3 Schichten begrenzt. 2. Die Lederhaut, eine feste, stabilisierende Haut die vorne durchsichtig zur Hornhaut wird. 3. Die Aderhaut, die zur Verdunklung des Auges notwendig ist und 4. die Netzhaut. Sie hat hinten zwei "Eindellungen" den so genannten gelben Fleck, an dem wir am schärfsten sehen und den Blinden Fleck, die Stelle an der der Sehnerv ansetzt. Auf der Vorderseite des Auges finden wir ganz außen die Vordere Augenkammer. Dann folgt die Iris, verbunden mit einem Ringmuskel, der bewirkt, dass sich die Öffnung in der Mitte der Iris vergrößern und verkleinern kann. Hinter der Öffnung der Iris sitzt die Linse. Sie wird von den Zonulafasern gehalten, die außen am Ziliarkörper befestigt sind. Den Rest des Auges füllt der Glaskörper aus.
3.3 Funktion Versuch zur Linse Aufbau: Wir nahmen eine Lichtquelle die parallele Lichtstrahlen erzeugt, verschiedene Linsen und erzeugten Rauch Durchführung: Wir leiteten das Licht durch die verschiedenen Linsen und machten es mit dem Rauch sichtbar. Beobachtung: Umso gekrümmter die Linse war, desto höher war die Brechkraft bzw. umso näher an der Linse war der Brennpunkt.
3.3 Funktion Vergleich: Kamera und Auge Das Auge Die Linse: Durchsichtige Haut Die Netzhaut Iris: regelt Lichteinlass Die Aderhaut: verdunkelt Belichtungszeit ist Punktförmiger Fokus dank Fobia Verarbeitet das Bild gleich weiter Kamera Die Linse: Geschliffenes Glas Der Film/Chip Die Blende: regelt Lichteinlass Das Gehäuse: verdunkelt Belichtungszeit ist gekürzt Flächiger Fokus Zeichnet das Bild nur auf
3.3 Funktion Dioptrieberechnung Brennweite F in mm Brennweite F in m Brechkraft 1/F In Dptr 10 20 30 50 80 100 200 400 500 1000 0,01 0,02 0,03 0,05 0,08 0,10 0,20 0,40 0,50 1,00 100 50 33,3333333 20 12,5 10 5 2,5 2 1
3.3 Funktion Versuche zur Akkommodation Aufbau: Wir nahmen eine Lichtquelle mit einer Lichtöffnung in Form einer 1, eine Blende und eine Leinwand. Durchführung: Wir stellten die Gegenstände in beliebiger Entfernung auf und leiteten das Licht durch die Blende zur Leinwand. Dann veränderten wir die Größe der Blende. Beobachtung: Als die Blende offen war, war die projizierte 1 auf der Leinwand sehr unscharf aber hell. Umso kleiner wir die Öffnung der Blende machten, umso schärfer aber auch kleiner und dunkler wurde die 1. Aufbau: Wir nahmen eine Lichtquelle mit einer Lichtöffnung in Form einer 1, eine Konvexlinse und eine Leinwand. Durchführung: Wir stellten die Gegenstände in beliebiger Entfernung auf und leiteten das Licht durch die Linse zur Leinwand. Dann veränderten wir den Abstand von Linse und Leinwand. Beobachtung: Nur bei einer bestimmten Entfernung war die 1 scharf, groß und hell auf der Leinwand zu sehen.
3.3 Funktion Erkenntnis zur Akkommodation Unter Akkommodation versteht man, die Veränderung der Sehschärfe bzw. den Ausgleich einer Unschärfe. Im Menschlichen Auge passiert die Akkommodation das Scharfstellen durch eine Kombination aus verschiedenen, hintereinander sitzenden Linsen (Hornhaut, Linse, Glaskörper) und der Veränderung der Brechkraft der Linse. Dies geschieht indem sich der Ziliarmuskel an- bzw. entspannt und dadurch, über die Ziliarfasern die Linse, die die perlende Eigenschaft eines Wassertropfens besitzt, auseinander zieht oder zu einer nahezu runden Masse werden lässt (siehe Arbeitsblatt Akkommodation ).
3.3 Funktion Arbeitsblatt Akkommodation..entspannt. Die Zonulafasern sind gestraft und die Linse hat eine geringe Brechkraft..angespannt. Die Zonulafasern sind schlaff und die Linse ist rund, hat also die höchste Brechkraft.
3.3 Funktion Entstehung des Bildes In der Embrionalentwicklung des Auges entsteht die Augenrückwand (Netzhaut), nicht gleichmäßig sondern in Wachstumsschüben. Dadurch wird sie vielschichtig. Die Netzhaut besteht aus vielen, spezialisierten Sinneszellen. Hierbei gibt es 2 Typen; die Zapfen für die Tagsicht und die empfindlicheren Stäbchen für dämmerlicht. In der Fobia finden wir ca. 3 Millionen davon pro cm². Stäbchen und Zapfen sind durch die übereinander liegenden Schichten wie gestapelt. Zwischen den Schichten sind verschiedene Farbstoffe eingelagert, die bei Lichtkontakt augenblicklich ausbleichen. Dadurch entsteht ein Reiz der über Nervenzellen, die nach vorne, also gegen das Licht angebracht sind weiter transportiert wird. Auf der Rückseite sind die Sinneszellen an der Aderhaut befestigt und an Blutgefäße angeschlossen die frisches, mit neuem Sehfarbstoff und Nährstoffen angereichertes Blut direkt aus der Leber an- und verbraucht wieder abtransportieren. Die Nervenzellen bilden ganze vier schichten. Da die Nervenzellen im Lichtweg zu den Sinneszellen verlaufen, muss das Licht durch sie hindurch. Das geht zwar, allerdings passiert dadurch eine leichte Manipulation des lichtes, eine leichte Unschärfe entsteht. Der einzige Punkt auf der Netzhaut wo die Nervenzellen nicht den Lichtweg versperren, da sie zur Seite abgeführt werden ist die Forea.
3.3 Funktion Versuche zur Bildentstehung I Versuch I Wir schauten für ca. 10 Sekunden in eine helle Lichtquelle. Als wir danach die Augen schlossen, sahen wir an der Stelle wo zuvor die Lichtquelle gewesen war für einen Moment noch dunkel die Umrisse der Lichtquelle. Versuch II Wir sahen für ca. 60 Sekunden auf ein Schwarzweißbild (Abb. 1). Dann richteten wir die Augen auf eine weiße Fläche. Nun war auf der weißen Fläche schwebend, das Bild mit vertauschten Farben bzw. der jeweiligen Gegenfarbe zu sehen. Abb. 1 (Quelle: Internet)
3.3 Funktion Versuche zur Bildentstehung II Versuch III Wir hielten uns ein Auge zu, fixierten die Katze der Abbildung und bewegten sie vor dem Auge vor und zurück. Bei ca. 23 cm verschwand die Maus und wurde durch weiß ersetzt.
3.3 Funktion Erklärungen zu den Versuchen Bei Versuch I sahen wir ein Negatives Nachbild. Dieses entsteht, wenn der Sehfarbstoff einer Sinneszelle vorübergehend aufgebraucht ist. Dann senden diese Zellen so lange den Impuls dunkel bis sich der Farbstoff wieder regeneriert hat. Im Alltag wir dieser Effekt durch ständige, geringe Blickrichtungswechsel verhindert, die wir unterbewusst betreiben. Bei Versuch II erlebten wir das Positive Nachbild. Hierbei sieht man immer die Gegen- bzw. Komplementärfarbe. Dies geschieht weil die Sehzellen noch so lange nach dem tatsächlichen Reiz elektrische Impulse an das Gehirn senden, bis der Sehfarbstoff wieder regeneriert ist. Die Reizwirkung dauert also länger als die tatsächliche Reizdauer. Im III. Versuch verschwand die Maus, da wir auf einer bestimmten Fläche der Netzhaut, dem blinden Fleck nicht sehen können. An der Stelle, an der eigentlich der blinden Fleck sehen müsste, bilden wir uns daher einfach die Umgebung, die wir sehen können nach.
3.3 Funktion Die Netzhautträgheit Wie sehen wir Bewegungsabläufe bzw. Warum funktioniert Fernsehen? Die Netzhaut kann, wegen des Aufbrauchens des Sehfarbstoffs (Netzhautträgheit) nur einzelne Bilder in bestimmtem zeitlichen Abstand aufnehmen. Dies wird durch eine ständige leichte, unbewusste Bewegung des Augapfels ausgeglichen. Trotzdem hat das Auge nur eine Bildwiederholfrequenz von ca. 25 Hz. Das Auge wandelt also eine flüssige Bewegung in ca. 16-18 einzelne Bilder pro Sekunde um. Erst in der Wahrnehmung werden diese Bilder wieder zu einer Flüssigen Bewegung zusammen gerechnet. Dabei sehen wir immer den kürzesten Weg zwischen zwei Bildern (siehe Arbeitsblatt Stroboskop Radspeichen ). Um also einen bestimmten Punkt in einer Bewegung festzuhalten bzw. eine Bewegung langsamer zu sehen müssen mehr als 18 Bilder pro Sekunde vom Bewegungsablauf gemacht werden. Dies gelang erstmals Edward Muggeridge 1878 bei der Frage ob ein Pferd im Galopp für kurze Zeit den Boden mit allen vier Hufen verlässt. Diese Frage klärte er, indem er 24 Kameras hintereinander aufstellte, und dann jede einzelne, leicht Zeitversetzt über eine Reißleine vom galoppierenden Pferd auslösen ließ. Damit konnte er jede Phase des Galopps einzeln festhalten, praktisch einfrieren. Dem Engländer William George Horner gelang es später, diese einzelnen Bilder so abzuspielen, dass sie im Gehirn wieder zu einer Bewegung wurden (siehe Arbeitsblatt Geburtsstunde des Films )
Strobuskopeffekt
3.3 Funktion Arbeitsblatt Stroboskop Radspeichen
3.3 Funktion Arbeitsblatt Geburtsstunde des Films
3.3 Funktion Versuche zur Farbentstehung Versuch I Wir nahmen 3 Diaprojektoren. Einen ließen wir ein grünes Viereck produzieren, einer sollte ein rotes Viereck produzieren und einer sollte ein blaues Viereck produzieren. Nun mischten wir die Projektionen an der Wand. Weiß Grün (50%) + Rot (50%) = Gelb Blau (50%) + Rot (50%) = Pink Grün (50%) + Blau (50%) = Türkis Grün (33,33%) + Rot (33,33%) + Blau (33,33%) = Bild: Wikipedia Versuch II Wir nahmen eine runde Scheibe die bis zur Hälfte mit Grün und von der anderen Seite bis zur hälfte mit Rot bemalt war. Nun drehten wir die Scheibe schnell. Die Farben verliefen vor unseren Augen zu Gelb. Erkenntnis: Mit Grün, Rot und Blau kann jede andere Farbe erzeugt werden. Allerdings gelten dabei nicht die Gesetzte der Subtraktiven Farbsynthese sondern die der Additiven Farbsynthese.
3.3 Funktion Die Farbentstehung Auf unserer Netzhaut befinden sich 3 verschiedene Farb-Typen von Zapfen. Die mit einem Farbstoff der vor allem auf grünes Licht reagiert, die mit einem Farbstoff der vor allem auf rotes Licht reagiert und die mit einem Farbstoff der vor allem auf blaues Licht reagiert. Anhand der Menge der verblichenen Sehfarbstoffe kann errechnet werden welche Farbe das Licht hat, das auf die Sinneszellen getroffen ist.
3.4 Wahrnehmung Optische Täuschungen Gruppe 1 Optische Täuschungen, die uns verschiedene Bilder beinhalten:
3.4 Wahrnehmung Optische Täuschungen Gruppe 2 Optische Täuschungen, die bestimmte Dinge verändern/verformen/erzeugen:
3.4 Wahrnehmung Optische Täuschungen Gruppe 3 Optische Täuschungen, die Bilder erstellen die so nicht funktionieren:
3.4 Wahrnehmung Erkenntnis Die Wahrnehmung eines Bildes findet zum großen Teil im Gehirn statt. Das Gehirn muss die einzelnen Bilder die es vom Auge bekommt in eine flüssige Bewegung umsetzen. Es muss Stellen an denen wir nichts sehen (blinder Fleck) mit einem Bild füllen. Außerdem ist das Auge nicht in der Lage Entfernungen festzustellen. Entfernungen werden anhand von Größenverhältnissen und Trübung vom Gehirn erstellt. Trotzdem ist der Nervenstrang der vom Auge zum Gehirn führt, der dickste aller menschlichen Organe.
Die Haut Aufbau Die Haut ist das größte Sinnesorgan des Menschen. Sie Besteht aus drei teilen, der Oberhaut, der Lederhaut und der Unterhaut. In der Oberhaut sitzen die sitzen die Schweißdrüsen.Auf der haut sitzen Bakterien, die den Talk und Schweiß Zersetzen. Bei diesem Prozess wird Buttersäure freigesetzt, die den typischen Schweißgeruch hervorruft. Unter der Oberhaut, sitzt die Lederhaut. Sie besteht aus Bindegewebsfasern in denen feine Blut und Nervenzellen sitzen. Diese sind für die Kühlung des Körpers zuständig. Ist es zu warm, stoßen diese eine Flüssigkeit aus, welche auf der oberhaut verdampft. Ist es zu kalt ziehen sich die Gefäße zusammen so das nur wenig Blut in den Gefäßen ist.
Die mendelschen Regeln 1. mendelsche Regel Kreuzt man zwei reine Rassendie sich in einem Merkmal unterscheiden miteinander, so sind die Bastarde ( Hybriden) untereinander sämtlich gleich. (uniformitätsregel) 2. mendelsche Regel Kreuzt man die Bastarde von 2 Rassen miteinander, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so treten in der F1 Generation, die Merkmale der Eltern (P) wieder auf und zwar im Verhältnis 1:3. ( Spaltungsregel)
Kombinationquatrat KZ Gr GK Rg gk GR GGRR GGRk GgRR GgRk GK GGRk Ggkk GgRk Ggkk Rg GgRR GgRk ggrr ggrk gk GgRk Ggkk ggrk ggkk
Die Rückkreuzung Phänotyp Rot Genotyp (Aa) Keimzellen (A) X W eiß (aa) (a) (a) Genotypen- A x a = Aa verteilung Phänotyp a x a = aa Ergebniss im Verhältniss 1:1 Rot X W eiß
Beispiel Stammbaum (wittwenspitz)