am Puls Biologie 5, Arbeitsheft

30 Tierphysiologie Homöostase: Modell eines Regelkreises Musik-Fans, die beim Popkonzert vor Aufregung ohnmächtig werden, Patienten und Patientinnen, die bei der Blutabnahme umkippen: In solchen Fällen spielt uns unser Blutdruck einen Streich. Alltägliche Änderungen des Blutdrucks aufgrund von Erregung oder Angst werden üblicherweise durch einen Regelkreis schnell wieder aus- geglichen. Durch Erweiterung oder Verengung der Blutgefäße wird ihr Innendruck auf den Normalzustand einregu- liert. Sinkt der Blutdruck schlagartig ab, ist die Störung so stark, dass der Regelkreis einige Zeit braucht, um die Homöostase wieder einzustellen. In solchen Fällen wird uns schwarz vor Augen. Mit dem folgenden Modellversuch zur Regulation der Wassertemperatur lässt sich die Funktion eines Regelkreises ganz allgemein nachvollziehen. Material: Becherglas (500ml) • Magnetrührer mit Rührfisch • (Digital-)Thermometer • 7–9 Bechergläser (50ml) • rote und blaue Karte • warmes Wasser • kaltes Wasser Trage die Begriffe Messfühler, Regelgröße, Regler, Stellglieder und Störgröße in die Felder 1 bis 5 richtig ein. Das skizzierte Modellexperiment soll in Gruppen zusammen durchgeführt werden. Dabei sollte jedes Gruppenmitglied eine feste Rolle und damit Aufgabe im Regelkreis haben. Die Rollen sind „Störgröße“, „Messfühler“, Regler“ und „Stellglied“. Erstelle Karten für jedes Gruppenmitglied. Darauf soll die Rolle und ihre Aufgabe genannt sein, zB „Störgröße: Gieße kaltes Wasser aus einem Becherglas in das große Be- cherglas.“ Führt dann gemeinsam den Versuch durch. Die Regulation der Wassertemperatur ist ein Prinzip mit „negativer Rückkopplung“. Erkläre, wie dieses Prinzip im vorliegenden Experiment verwirklicht ist und finde entsprechende Beispiele bei Lebewesen. Motor Temp. °C 500-ml-Becherglas mit 200 ml Wasser bei Zimmertemperatur kaltes Wasser kaltes Wasser heißes Wasser 10 ml zugießen Thermometer 10 ml zugießen rote Karte Istwert über unter Sollwert zeige zeige blaue Karte 1 2 3 4 5 Magnet- rührer Start durch Zu- gabe von bis zu 50 ml kaltem Wasser Wassertemperatur Abb. 31: Modellversuch zur Regulation der Wassertemperatur W 1  E 2  S 3  Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv