BioTOP 4, Schulbuch, aktualisierte Ausgabe

BioTOP 4 Mit kostenlosem eSquirrel-Kurs

BioTOP 4, Schülerbuch + E-Book Schulbuchnummer: 180124 Mit Bescheid des Bundesministeriums für Bildung vom 3. Jänner 2017, BMBF-GZ-5.018/0069-B/8/2015, gemäß § 14 Abs. 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGBl. Nr. 472/86, und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch für die 4. Klasse an Neuen Mittelschulen im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltkunde und für die 4. Klasse an allgemein bildenden höheren Schulen – Unterstufen im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltkunde geeignet erklärt. Mit Bescheid vom 19. August 2021, GZ 2021-0.251.596, teilt das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung mit, dass gegen die aktualisierte Fassung des Werkes BioTOP 4, Schülerbuch, BNR 180124, kein Einwand besteht. Dieses Werk wurde auf der Grundlage eines zielorientierten Lehrplans verfasst. Konkretisierung, Gewichtung und Umsetzung der Inhalte erfolgen durch die Lehrerinnen und Lehrer. Liebe Schülerin, lieber Schüler, du bekommst dieses Schulbuch von der Republik Österreich für deine Ausbildung. Bücher helfen nicht nur beim Lernen, sondern sind auch Freunde fürs Leben. Kopierverbot Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist – § 42 Abs. 6 Urheberrechtsgesetz: „Die Befugnis zur Vervielfältigung zum eigenen Schulgebrauch gilt nicht für Werke, die ihrer Beschaffenheit und Bezeichnung nach zum Schul- oder Unterrichtsgebrauch bestimmt sind.“ Umschlagbild: Design Pics / Thinkstock Illustrationen: Dr. Michel Fleck, Wien; Rebecca Meyer, Wachtberg 1. Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2022 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Redaktion: Sabrina Mašek, Mödling; Sandra Nemecek, Wien Herstellung: Oliver Stolz, Wien Umschlaggestaltung: Visuelle Lebensfreude, Bodem + Sötebier GbR, Hannover Layout: Visuelle Lebensfreude, Bodem + Sötebier GbR, Hannover Satz: Arnold & Domnick GbR, Leipzig Druck: Ferdinand Berger & Söhne GmbH, Horn ISBN 978-3-209-11524-9 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

www.oebv.at Susanna Jilka Vera Kadlec 4 BioTOP Hol dir die Quiz-App zum Schulbuch im App-Store (iOS) oder Google Play-Store (Android)! Wähle in der App dein Buch aus, gib den Code BiotZ4 ein und los geht’s! www.esquirrel.at Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

121 120 Lebensraum Meer Wirbeltiere im Meer Arbeitsheftseite 60 Welche Fische leben im Meer? Fische der Küsten sind zB Seepferdchen, Seezunge oder Scholle. Manche von ihnen sind beim Schnorcheln zu beobachten. Zu den Fischen der Freiwasserzonen zählen die Speisefische Makrele, Thunfisch, Dorsch, Seehecht und Sardine. Die Freiwasserzone weit weg von den Küsten wird Hochsee genannt. Hier leben zum Beispiel Blauhaie ( B 3). Sie zählen ebenfalls zu den Fischen. Blauhaie haben einen langen, stromlinienförmigen Körper. Sie haben keine Schwimmblase. Daher müssen sie immer schwimmen, um nicht auf den Meeresboden abzusinken. Außerdem ist die Bewegung notwendig, um genug Sauerstoff aus dem Wasser zu filtern, denn sie atmen mit Kiemen. Wie alle Fische sind Haie wechselwarm. Ihre Körpertemperatur ist von der Umgebungstemperatur abhängig. In einer Tiefe von mindestens 800m herrscht Dunkelheit und ein hoher Wasserdruck. Die meisten Tiefseefische sind nicht sehr groß. Farbe und Muster sind in dieser Tiefe nicht mehr wichtig, weil kein Sonnenlicht nach unten dringt. Die Wahrnehmung von Erschütterungen ist wichtiger als der Sehsinn. Es gibt keine Pflanzen. Viele Tiere leben in Gemeinschaft (Symbiose) mit Leuchtbakterien. Dadurch senden sie Licht aus. So können sie miteinander kommunizieren oder Beute anlocken. Der Tiefseeangler ist ein Beispiel dafür. Er wird bis zu 60 cm lang ( B 4). Das Weibchen trägt über dem Maul eine „Angel“. Am Ende dieser Angel ist ein Leuchtköder. Dieser besteht aus einem Becher, in dem Leuchtbakterien leben. Die Angel lockt Beute und Männchen an und schreckt Feinde ab. Außerdem dient sie der Orientierung. Männliche Tiefseeangler sind viel kleiner und haben weder eine Angel noch Zähne. Das Männchen verwächst teilweise mit dem Körper des Weibchens und lebt dort als Parasit. Korallenriffe stellen besondere Lebensgemeinschaften dar ( B 2). Sie werden von Steinkorallen gebildet ( B 5, Seite 123). Im oberen Bereich lebt der Korallenwächter, der zur Familie der Barsche gehört. Schwärme kleiner Fische, wie zB Riffbarsche oder Fähnchen-Falterfische, schwimmen in der Nähe der Korallen und suchen dort bei Gefahr Schutz. Papageifische knabbern an den Korallen. Unter den Korallen wohnen Muränen, die sich hier tagsüber verstecken. In der Nacht jagen sie. Auch andere Raubfische, wie zB der Rotfeuerfisch ( B 5), sowie räuberische Schnecken, Krebse und Seesterne verstecken sich hier. B 3 Der Blauhai B 4 Der Tiefseeangler B 5 Der Rotfeuerfisch Zusammenfassung Viele Säugetiere leben am und im Meer. Ihr Körper ist an die unterschiedlichen Lebensräume im Wasser angepasst. Wale werden in Zahnwale (zB Pottwal, Großer Tümmler) und Bartenwale (zB Blauwal, Buckelwal) unterteilt. Beispiele für Meeresfische sind Scholle, Blauhai und Tiefseeangler. 1 Finde die Auswirkungen des Lärms in den Meeren auf die Kommunikation der Wale heraus. 2 Recherchiere Länder, in denen immer noch Wale gefangen werden. Mit welchen Argumenten wird das begründet? 3 Welche Methoden setzen Organisationen zum Schutz der Wale ein? Was hältst du davon? Argumentiere deine Meinung. Halte vor deiner Klasse eine kurze Rede dazu. Mach mit W W W, S Welche Säugetiere leben im Meer? Wale, Robben und Seekühe sind Säugetiere, die sich im Laufe der Evolution an ein Leben am und im Meer angepasst haben. Sie stammen alle von landlebenden Säugetieren ab. Robben leben teilweise an Land, Seekühe und Wale ausschließlich im Wasser. Um an das Leben im Wasser angepasst zu sein, sind die vorderen Gliedmaßen dieser Tiere als Flossen ausgebildet. Die hinteren Gliedmaßen haben sich bei den Walen und Seekühen zurückgebildet, bei den Robben wurden sie zu einer Schwanzflosse. Das Atmungssystem ist an lange Tauchgänge angepasst. Wale (zu ihnen zählen auch die Delfine) sind wie alle Säugetiere gleichwarm. Ihr Körper wird durch eine dicke Fettschicht in der Unterhaut, den sogenannten Blubber, gewärmt. So können sie ihre Körpertemperatur von 37 °C auch in kalten Gewässern halten. Als Säugetiere atmen sie mit Lungen und müssen dafür immer wieder auftauchen. An der Kopfoberseite haben Wale ein Blasloch. Mit ihm können sie an der Wasseroberfläche Luft holen. Wale verständigen sich untereinander mit Tönen und Lauten. Delfine verwenden diese Töne auch, um Beute aufzuspüren und zur Orientierung. Bei den Walen unterscheidet man Zahnwale und Bartenwale. Alle Zahnwale, wie zB der Pottwal und der Schwertwal (Orca), jagen und fressen Fische und Tintenfische. Sie halten sie mit ihren Zähnen fest und schlucken sie anschließend unzerkaut hinunter. Der Pottwal ist der größte Vertreter der Zahnwale. Er wird bis zu 18m lang und bis zu 50 Tonnen schwer. In seinem Unterkiefer befinden sich Zähne, die bis zu 20 cm lang werden können. Die Zähne des Oberkiefers sind sehr klein. Der Pottwal ernährt sich von Tintenfischen und Fischen. Die Suche nach Tintenfischen führt den Pottwal regelmäßig in große Tiefen von über 2 000 Meter. So ein Tauchgang kann bis zu 60 Minuten dauern. Delfine zählen zu den Zahnwalen. Der Große Tümmler ist an seiner sichelförmigen, dunklen Rückenflosse gut zu erkennen. Ausgewachsene Tiere werden zwischen 2m und 4m lang. Wie viele andere Delfinarten leben die Großen Tümmler in Familiengruppen, sogenannten Schulen. Sie ernähren sich von Fischen, Kleinkrebsen und Tintenfischen. Bartenwale, wie zB der Blauwal oder der Buckelwal, ernähren sich von Kleinkrebsen und Fischen ( B 1). Sie nehmen dabei viel Wasser auf und pressen es mithilfe der Zunge durch die Barten hinaus. Barten sind vom Oberkiefer herabhängende Hornplatten. An ihnen bleibt die Nahrung hängen. Der Blauwal ist das größte Tier der Erde. Ausgewachsene Tiere können bis zu 33m lang werden und wiegen bis zu 200 Tonnen. Neugeborene sind ungefähr 7 bis 8 Meter lang. Trotz ihrer enormen Größe ernähren sich Blauwale von Krill. Den Winter verbringen sie in den wärmeren Meeren. Dort bringen die Weibchen die Jungtiere (die Kälber) zur Welt. Im Sommer wandern sie zu den Polen, wo es reichlich Krill gibt. Blauwale wurden wegen ihres Fleisches gejagt und dabei fast ausgerottet. B 1 Buckelwal mit Kalb B 2 Lebensgemeinschaft des Korallenriffs: 1 – Riffbarsch, 2 – Korallenwächter, 3 – Papageifisch, 4 – Hornkoralle, 5 – Lederkoralle, 6 – Röhrenwürmer, 7 – Schwamm, 8 – Schlangenstern, 9 – Muräne, 10 – Fähnchen-Falterfisch, 11 – Taschenkrebs, 12 – Einsiedlerkrebs 1 2 3 9 5 7 6 8 4 10 11 12 Bio-Clip hp25hu Zusatzmaterial w4i9ix 107 106 Lebensraum Stadt Ökosystem Stadt Welche Lebewesen sind für die Menschen in der Stadt wichtig? In Stadtwohnungen können Zimmerpflanzen und Heimtiere die Natur ins Wohnzimmer bringen. Zimmerpflanzen erzeugen Sauerstoff u d verb s ern das Wohnklima ( B 5). Heimtiere sind oft die besten Fr unde des M ns en ( B 6). Die Tierbesitzerinnen und -besitzer übernehmen V rantw rtung für das Wohlergehen ihrer Tiere. Heimtiere sollten ihrer Lebensweise entsprechend (artgerecht) gehalten werden. Jeder Hund braucht ausreichend Auslauf und eine gute Erziehung. Andere Menschen dürfen durch die Heimtiere nicht belästigt werden. Es sollte für jede verantwortungsbewusste Hundehalterin und für jeden verantwortungsbewussten Hundehalter eine Selbstverständlichkeit sein, den Kot ihres oder seines Hundes zu beseitigen. Wo finden Tiere in der Stadt ihren natürlichen Platz? Zahlreiche Tierarten haben in der Stadt einen Lebensraum gefunden und sind zu Kulturfolgern geworden. Sie haben fast keine natürlichen Feinde und wenig Konkurrenz für das große Nahrungsangebot. Parks, Grünanlagen, Friedhöfe und Industrieg iet dienen statt Wäldern, Hecken und Wiesen als Rückzugsgebiete. Die Mauern von Häusern und Kirchen ersetzen Felsen. Teiche in Parks bieten Lebensraum für Wasser- und Uferbewohner. Statt Sumpfwiesen bevölkern ma che Tiere Kanäle und feucht K ller. Vogelarten, die sich an unterschiedliche Lebensbedingungen anpassen können, tauschen Nistplätze auf Felswänden mit Nistplätzen auf Mauervorsprüngen und Dachböden. Viele Tierarten verbringen das ge amte Jahr in der Stadt, doch s gibt auch Wintergäste. Die Bebauungsdichte nimmt vom Stadtrand zur Innenstadt zu, die Artenvielfalt der Tiere nimmt ab. Die Anzahl der Tiere bestimmter Arten nimmt jedoch zu, wenn sie sich an die Lebensbedingungen in der Stadt angepasst haben. Die weggeworfenen Abfälle und die Inhalte der Mülltonnen bieten vielen Tieren in der Stadt reichlich Nahrung. B 5 Zimmerpflanzen tragen zu einem angenehmen Wohnklima bei. B 6 Heimtiere si d oft die besten Freunde des Menschen. Zusammenfassung Städte sind vom Menschen geschaffene Ökosysteme. Es gibt keinen geschlossenen Stoffkreislauf. Nahrungsmittel, Gebrauchsgüter und Strom werden im Umland erzeugt. Müllvermeidung und Mülltrennung sind wichtig. Verschiedene Tierarten sind Kulturfolger. Sie besiedeln in Städten neue Lebensräume. Jedes natürliche Ökosystem besteht aus dem Lebensraum (Biotop), der von unbelebten Faktoren bestimmt ist. Dazu zählen zB Licht, Wasser und Boden. Das Zusammenleben von unterschiedlichen Lebewesen in einem Biotop nennt man Lebensgemeinschaft (Biozönose). Woraus besteht das Ökosystem Stadt? Wie in jedem Ökosystem gibt es auch in der Stadt Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Pflanzen sind Produzenten. Sie erzeugen mithilfe der Fotosynthese die benötigten Nährstoffe. Die Konsumenten ernähren sich von Produzenten und anderen Konsumenten. Die Destruenten bauen die Produzenten und Konsumenten ab und schließen omit den Kreislauf der Stoffe. Allerdings gibt es in der Stadt keinen geschlossenen Stoffkreislauf. Die vielen Menschen in der Stadt brauchen Nahrungsmittel, elektrischen Strom und alltägliche Gebrauchsgüter. Diese können nicht in der Stadt hergestellt werden. Sie werden im Umland der Städte erzeugt und in die Stadt gebracht. Auch die Versorgung mit Trinkwasser ist wichtig. Es wird aus Grundwasser gewonnen oder, wie zB in Wien, durch Wasserleitungen über lange Strecken in die Städte transportiert ( B 1). In der Stadt fallen große Mengen an Müll und Abwässern an. In Wien werden jährlich 500 000 Tonnen Restmüll gesammelt, ein Großteil davon könnte durch Verzicht auf Verpackungen und durch Mülltrennung vermieden werden. Die Gesamtmenge an Restmüll, die in Österreich anfällt, beträgt 1,4 Millionen Tonnen. In Österreich sind die Vermeidung, Verwertung und B s itigung von Abfall durch das Abfallwirtschaftsgesetz geregelt. Wer unverpackte Waren kauft oder Mehrwegverpackungen wie Pfandflaschen verwendet, trägt zur Müllvermeidung bei. Getränkedosen lassen sich zB durch Glasflaschen ersetz . Es ist auch nicht notwendig, bei j dem Einkauf ein eue Tragtasche zu kaufen. Billiger und umwelts onender ist die Verwendu g mitgebrachter Stofftragtaschen. Für die Mülltrennung stehen für Altpapier, Glas, Metalle und Kunststoffe eigene Sammelbehälter zur Verfügung ( B 2). Diese wertvollen Rohstoffe können durch Recycling wi derverwertet werden. Gesammelter Biomüll wird durch Kompostieru g zu gutem Dünger. In Wien wird der gesamte Restmüll in Müllverbrennungsanlagen verbrannt ( B 3). Dabei werdenStrom und Fernwärme erzeu t. Durch Fil anlagen wird sichergestellt, dass nur noch s hr wenige Schadstoffe in die Luft gelangen. Die Verbr nnungsrückstände werden in sogenannten Deponien gelage . In den Städten gibt es immer mehr Einrichtungen zur Nutzung von erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Erdwärme oder Sonnenenergie ( B 4). B 1 Trinkwasserversorgung für Wien durch die Hochquellenwasserleitung B 2 Mülltrennung ist eine Voraussetzung für Recycling. B 3 Müllverbrennung Spittelau B 4 Eine DachSolaranlage in Wien 1 Welchen Müll trennt ihr in eurer Klasse? Stellt geeignete Trennbehälter auf und bemüht euch auch, daheim den anfallenden Müll zu trenn . 2 Grünlilien sind beliebte Zimmerpflanzen. Du kannst sie leicht vermehren. Schneide einen Ableger mit einer Schere ab. Stelle ihn in einem Glas Wasser an einen hellen, warmen Platz. Es bilden sich rasch Wurzeln. Wenn die Wurzeln etwa 3 cm lang sind, kannst du deine neue Zimmerpflanze in einen Blumenopf m t Erde einsetzen. Mach mit W, E E Ableger Arbeitsheftseite 53 Zusatzmaterial 5y7fa7 Die Themenseiten: Dein Schulbuch für Biologie und Umweltkunde hat vier große Abschnitte. Jeder Abschnitt hat eine unverwechselbare Leitfarbe: Mensch, Vererbung, Lebensraum Stadt, Lebensraum Meer 101 100 Genetik in der Tierzucht Vererbung Arbeitsheftseite 50 Was ist Klonen? 1996 klonte erstmals ein schottischer Wissenschaft r ei chaf. B im Klonen werden genetisch gleiche (idente) Lebewesen gesc affen. Dazu w rde ein m Schaf eine unbefruchtete Eizell entnomm n und der Zellkern abgesaugt ( B 5). Ein m andere Schaf wurde d r Zellkern einer Körperzelle entnommen. Die ker los Eiz lle d s einen Schafs und der Zellkern der Körperz lle des anderen Schafs wurden zusammengeführt. Die Eizelle wurde ei em Empfängers af in die Gebärmutter eingepflanzt. Dadurch entst nd Dolly ( B 6). Genetisch war Dolly ein jüngerer „Zwilling“ des Schafs, d m man die Körperzelle entnommen h tt . Allerdings traten bei Dolly frühzeitig Alterserscheinungen wie Gelenksentzü dungen auf. Da alle Zellen eine „innere Uhr“ haben, waren Dollys Zellen so alt wie die Körperzellen d s Spenderschafs. 1998 wurde erstmals ein Rind geklont, 2001 ine Katze, 2003 ein Pfer , 2005 ein Hund. Kälber der Spenderkuh Spenderkuh Hormonbehandlung Empfängerkuh Empfängerkuh Einpflanzung mehrere Eizellen reifen Besamung Ausspülung der Embryos B 4 EmbryoTransfer in der Rinderzucht Entnahme von Körperzellen Entnahme iner Eizelle Schaf A Schaf B Zellkern einer Körperzelle Eizelle ohne Zellkern Verschmelzu g Embryo Schaf C Klon von Schaf A Einpflanzung B 5 Klo en eines ausgewachsenen Schafes Zusammenfassung Bei der Züchtung kann man gewünschte Merkmale durch gezielte Kreuzung verstärken. So entstanden die verschiedensten Haus- und Nutztierrassen. Verschiedene Methoden der Biotechnologie werden eingesetzt, um Lebewesen zu erzeugen oder mit ihr r Hilfe Produkte herzustellen. Beim Embryo-Transfer können viele Nachkommen gleichzeitig erzeugt werden. Beim Klonen entstehen genetisch gleiche Lebewesen. B 6 Dolly, das 1. geklonte Schaf 1 Recherchiere im Internet die Herkunftsarten von Hunden und Katz n. Finde Fotos von Rassen, die sich deutlich davon unterscheiden. Notiere mögliche Probleme dieser Zuchtrassen. 2 Diskutiert in der Klasse, ob Tiere auch um den Preis von gesundheitlichen Schäden gezüchtet werden sollen. Sammelt Argumente dafür und dagegen. Mach mit W S Wie werden Tiere durch Zucht veränd rt? Auch die Tierzucht hat eine lange Geschichte. Dabei werden Tier miteinander gekreuzt, um gewünschte Merkmale zu verstärken. So entstanden zB durch gezielte Auslese und Kreuzung aus dem Wildschwein viele Rassen von Hausschweinen. Das führte zu einer Verlängerung des Körpers und der Schnauze. Außerdem kam es durch Auslese von Mutationen zu zusätzlichen Rippenpaaren für die Fleischproduktion ( B 1). Allerdings ist das Hausschwein empfindlicher gegen Umwelteinflüsse als das Wildschwein. Seit der Mensch Kuhmilch als Nahrungsmittel nutzt, hat er Tiere mit gewünschten Merkmalen ausgewählt und gezüchtet. Es entstand das Hausrind. Durch Inzucht konnte man die Milchleistung erhöhen. Inzucht bedeutet die Kreuzung naher Verwandter. Die Fleischleistung hat man durch Verdrängungszucht gesteigert. Das bedeutet, dass unerwünschte Merkmale ersetzt werden. Ein Zuchtziel der modernen Rinderzucht sind Zweinutzungsrassen mit großer Milchleistung und hohem Fleischertrag ( B 2). Besonders bei Heimtieren findet man oft die Defektzucht. Dabei werden Defekte und Erbkrankheiten gefördert. Dies geschieht, weil die Züchterinnen und Züchter und die Tierbesitzerinnen und Tierbesitzer die damit verbundenen Körpermerkmale schön finden, zB die hängenden Ohren bei Widder-Kaninchen ( B 3). Die e Tiere sind oft krank und können vorzeitig sterben. Welchen Einsatz findet die Biotechnologie in der Tierzucht? In der Biotechnologie setzt man technische Methoden ein, um Lebewesen zu erzeugen oder mit ihrer Hilfe Produkte herzustellen (zB künstliches Insulin, siehe Seite 97). Künstliche Besamung, Embryo-Transfer und Klonen werden in der Tierzucht angewendet, besonders bei Rindern, Schafen und Kaninchen. Beim Embryo-Transfer werden Küh mit erwü schten M rkmalen mit Hormonen behandelt, damit sie mehrer Eizellen gleic zeitig bild n. Die Kühe werden dann besamt. Nach einer Woche w rden die dur h die Befruchtung entstandenen Embryos ausgespült. Sie werden anderen Kühen eingesetzt ( B 4) oder für eine spätere Anwendung oder Versendung tiefgefroren. Auf diese Weise können schnell mehr Nachkommen erzeugt werden. Wie werden Tiere durch Gent chnik verä dert? In der Forschung werden oft Fische verwendet, weil die Befruchtung außerhalb des Körpers stattfindet. V änd rte Eizellen müssen den Fischen nicht eingepflanzt werden. Beim Lachs hat das Einbringen von Genen dazu geführt, dass diese Tiere schneller wachsen. Seit 2017 ist der gentechnisch veränderte Lachs in Kanada und seit 2021 in den USA zugelassen und darf dort gegessen werden. Der Import und die Zucht von gentechnisch veränderten Tieren sind in Österreich und in der EU verboten. B 1 Aus dem Wildschwein (oben) entstand das Hausschwein (unten). B 2 Zucht und Auslese erhöhen beim Rind die Milchleistung und den Fleischertrag. B 3 WidderKaninchen haben hängende Ohren und dadurch viele gesundheitliche Probleme. Zusatzmaterial 99ad5r 13 12 Skelettregionen Mensch Arbeitsheftseite 6 Wi ist ein Wirb l aufgebaut? Ein Wirbel besteht aus einem großen Wirbelkörper ( B 3). In seinem Inner n b findet sich Knoch mark. A den Wirb lkörper schließt der knöcherne Wirbelbogen an. So entsteht d r Wirbelkanal. Im Wirbelkanal verläuft das Rückenmark. Es verbindet das Gehirn mit den and ren Teil des Körpers. Am Wirbelbogen liege Fortsätz . D r Dornfort atz ist nach hinten gerichtet und sorgt dafür, dass d e Wir lsäule nicht zu weit nach hinte geboge werden kann. Z ei Quer ortsätze an der Seite es Wirbelboge s schränken die seitlich Bewegung ein. Querfortsätz nd Dornfortsatz dienen dem Ansatz von Muskeln, Sehnen und Bändern. Die Gelenkfortsätze bilden die Verbindung zu den benachbarten Wirbeln und im Bereich der Brustwirbelsäule zu de Rippe . Zwisch n zw i Wirbeln liegen seitlich Zwischenräume, die jew il in Zwischenwirb lloch bilden ( B 4). Hier können die Rückenmarksnerv aus dem Wirbelkanal austrete (si he Seite 55). W s si Bandscheiben? Zwischen d n Wirb lkörpern liegen elastische Knorpelscheiben, die Bandscheibe ( B 4). Sie dienen als Stoßdämpfer und erleichtern die Bewegungen zwischen den Wirbeln. Die Bandscheiben machen twa 25% der Gesamtlänge der Wirbelsäule aus. Jede Bandscheibe besteht aus einem äußeren Faserring und ein m inn re Gelker , der wie ein W sserkissen wirkt. Beim Stehe , Sitz n oder bei Bew gung wird die Flüssigkeit a s den Ba dscheiben gepr sst. Dadu schrumpft der Mensch bis zu 3 cm am T g. B im Liege saugen die Bandsche ben w eder Flüssigkeit auf. So werd si auch mit Nä rstoffen v rsorgt. Wi sind die Gliedmaßen aufgebaut? Arm- und Beinskelett werden zusammen als Gliedmaßenskelett bezeichnet. Die Arme sind beweglich mit dem Schultergürtel (Schulterblatt und Schl sselbein) verbu de . Sie setz n sich aus je einem Ob rarmknochen, Elle u d Speiche d s Unterarm , acht Handwurzel-, fünf Mittelhand- und 14 Fingerknochen zusammen. Die Be ne sind mit dem Becke k ochen (Darm-, S tz- und Scha bei ) verbunden. Sie estehen aus je ein m Oberschenkelknochen, dem Schien- und Wadenbein des Untersche kels, den sieben Fußwurzel-, fünf Mittelfuß- und 14 Zehenkno n. 1 2 4 5 6 3 B 3 Aufbau eines Wirbels: 1 –Dornfortsatz, 2 –Gelenkfortsatz, 3 –Querfortsatz, 4 –Wirbelbogen, 5 –Wirbelkanal, 6 –Wirbelkörper Wirbelkörper Bandscheibe Rückenmark Zwischenwirbelloch Querfortsa z Dornfortsatz Gelenkfortsatz B 4 Aufbau der Wirbelsäule im Detail Zusammenfassung Der Schädel besteht aus Gehirn- und Gesichtsschädel. Die Wirbelsäule stützt das Skelett und wird in Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule, Kreuzbein und Steißbein eingeteilt. Die Wirbel bestehen aus Wirbelkörper, Wirbelbogen und Fortsätzen. Zwischen den Wirbelkörpern befinden sich Bandscheiben. 1 Recherchiere im Internet Säugetiere, die nicht sieben Halswirbel haben. Verwende eine naturwissenschaftliche Quelle zur Beantwortung dieser Aufgabe. 2 Vergleiche Arm- und Beinskelett. elche Unterschiede kannst u im Bau und in der Anordnung der einander entsprechenden Knochen erkennen? 3 Begründe die Unterschiede anhand ihrer jeweiligen Funktion. Mach mit W W, E S Wie ist der Schädel aufgebaut? Der Schädel schützt das Gehirn und wichtige Sinnesorgane. Er besteht nicht aus einem einzigen großen Knochen, sondern aus etwa 30 Einzelknochen ( B 1). Man unterscheidet den Gehirnschädel und d n Gesichtsschädel. Der Gehirnschädel besteht a s Stirnbeinen, Scheitelbein n, Keilbeinen, Schläfenbeinen, Hinterhauptsbein und Siebbein (siehe Seite 66). Diese Plattenknochen sind an den Schädelnähten fest miteinander verbunden. Der Gesichtsschädel wird aus dem Oberki ferknochen nd dem Unterkieferknochen gebildet. Der Unterkieferknochen ist durch Scharniergelenke beweglich mit dem Schädel verbunden. Er ist d r einzige bewegliche Knochen des Schädels. Die Kaumuskulatur ermöglicht das Kauen der Nahrung und das Sprechen. Zum Gesichtsschädel zählen auch die Augenhöhlen, die Nasenbeine und die Jochbeine. Wie ist die Wirbelsäule aufgebaut? Die Wirbelsäule ist doppelt S-förmig gekrümmt, also wie zwei übereinanderliegende S ( B 2). Durch diese Krümmung entsteht ein federnder Stab. Die Wirbelsäule verleiht dem Rumpf nicht nur die nötige Stütze für den aufrechten Gang, sondern ermöglicht auch seine Beweglichkeit. Wie ein Stoßdämpfer schützt sie das Gehirn vor Stößen. Die Wirbelsäule besteht aus Knochen (Wirbeln) und Knorpeln ( Bandscheiben). Die Wirbel sind durch kleine Gelenke verbunden. Man unterscheidet Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule, Kreuzbein und Steißbei . Insgesamt besteht die Wirbelsäule aus 32–34 Wirbeln. Di Anzahl der Wirbel kann nicht genau angegeben werden, denn der unterste Bereich, das Steißbein, ka n aus drei bis fünf miteinander verschmolzenen Wirbeln bestehen. Die Halswirbelsäule ist der beweglichste und auch empfindlichste Teil der Wirbelsäule. Sie besteht aus sieben Halswirbeln. Die beiden ersten Wirbel ermöglichen das Nicken und die Drehung des Kopf s. Die zwölf Brustwirbel sind mit den zwölf Rippenpaaren des Brustkorbs durch Scharniergelenke verbunden. Z hn dieser Rippenpaare sind elastisch mit dem Brustbein verbunden. Sie können sich bewegen, dadurch wird die Atmung ermöglicht. Die fünf Lendenwirbel sind die größte und kräftigsten Wirbel. Sie tragen den Großteil des Körpergewichts. Das Kreuzbein besteht aus verschmolzenen Wirbeln. Es ist über ein wenig b wegliches Gelenk mit dem Becken verbunden. Nach unt n sc ließt das Steißbein an. Es ist der Rest der „Schwanzwirbelsäule“, wie sie die tierischen Vorfahren des Menschen hatten. Gehirnschädel, Gesichtsschädel 8 7 1 2 3 10 9 6 5 4 B 1 Wichtige Knochen des Schädels: 1 –Scheitelbein, 2 –Schläfenbein, 3 –Hinterhauptsbein, 4 –Stirnbein, 5 –Keilbein, 6 – Jochbein, 7–Augenhöhle, 8 –Nasenbein, 9 –Oberkieferknochen, 10 –Unterkieferknochen Halswirbelsäule Brustwirbelsäule Lendenwirbelsäule Bandscheibe Kreuzbein Steißbein B 2 Die Wirbelsäule ist wie zwei S übereinander geformt. Zusatzmaterial 43np9k Die Zusammenfassung zeigt dir das Wichtigste auf einen Blick. Hier findest du Aufgaben zum Erarbeiten, Wiederholen und Festigen des Lernstoffes sowie zum Anwenden von erworbenem Wissen und zum Bewerten und Beurteilen von Sachverhalten. Mach mit Dieses Kästchen liefert dir interessante Zusatzinformationen. Weißt du… In diesem Kästchen findest du Anleitungen zur Heranführung an wissenschaftliche Arbeitsweisen. Methode Erste Hilfe ist wichtig! Daher liefert dir dieses Kästchen Hinweise und Ratschläge zur Ersten Hilfe. Erste Hilfe In den verschiedenen Kästchen findest du Aufgaben und zusätzliche Informationen. Jede Doppelseite behandelt ein Thema (zB „Skelettregionen“). 2 Wie arbeite ich mit diesem Buch? Nur zu Pr fzwecken – Eigentum d s Verlags öbv

Arbeitsheftseite 51 Die Bluterkrankheit oder Hämophilie Die Hämophilie (Bluterkrankheit), wörtlich „Blut-Neigung“, ist eine Störung der Blutgerinnung. Diese Krankheit wird rezessiv vererbt. Das Blut erkrankter Personen hat eine verminderte Gerinnungsfähigkeit. Durch ein verändertes Gen kann ein Gerinnungsfaktor (ein Eiweißstoff) nicht mehr gebildet werden. Wenn es zu einer Blutung kommt, schließen sich Wunden nicht vollständig oder schnell genug, weil das Blut nicht gerinnen kann. Trotz großer medizinischer Fortschritte ist das Leben der Betroffenen eingeschränkt. Die Behandlung von Hämophilie erfolgt durch die Verabreichung der fehlenden Gerinnungsfaktoren. Man weiß seit Jahren, wie die Hämophilie vererbt wird. So ist es auch möglich, das Risiko einer Erkrankung innerhalb einer Familie zu berechnen. Die Erbinformation für die Bildung der Gerinnungsfaktoren befindet sich auf dem X-Chromosom. Frauen haben zwei X-Chromosomen. Daher kann ein verändertes Gen auf einem der beiden X-Chromosomen durch das zweite X-Chromosom ausgeglichen werden. Da Männer aber nur ein X-Chromosom haben, kann hier eine mögliche Veränderung nicht ausgeglichen werden. Mit wenigen Ausnahmen erkranken daher nur Buben an Hämophilie. Zwei Drittel aller Erkrankungen sind vererbt, ein Drittel ist durch Mutationen entstanden. Stelle die Vererbung bei der angegebenen Ausgangslage dar. Überträgerin: krank: gesund: Trage neben den Personen auch ihr Geschlecht ein: (weiblich) oder (männlich) 3 Die Mutter hat ein verändertes X-Chromosom (Xh) und ist somit Überträgerin der Hämophilie (XXh). Der Vater ist gesund (XY). 4 Die Mutter ist gesund (XX), der Vater an Hämophilie erkrankt (XhY). W W 1 Lies die folgenden Aussagen genau durch und stelle sie, wenn nötig, richtig. Genetik bedeutet Vererbungslehre. Der größte Teil der Erbinformation liegt im Zellplasma. Die Gene sind Bestandteile der Zellhaut. Mutationen sind plötzliche Veränderungen im Code der Gene. Die mendelschen Regeln wurden von Gregor Mendel aus Kreuzungsversuchen mit Pflanzen abgeleitet. Die mendelschen Regeln gelten nicht beim Menschen. Defektzucht bezeichnet die Zucht von Heimtieren, die Erbkrankheiten zur Folge hat. 2 Meerschweinchen können schwarzes (S) oder weißes (w) Fell haben. Schwarz ist hier dominant gegenüber Weiß. Ein Männchen mit den Erbanlagen SS und ein Weibchen mit den Erbanlagen ww werden miteinander gekreuzt. Stelle die Vererbung in der 1. und der 2. Folgegeneration dar. Zeichne Linien für die vererbten Merkmale ein und male die entsprechende Fellfarbe aus. 1. Folgegeneration 2. Folgegeneration W W S w S w X Xh X Y 103 102 Basis Plus Das kann ich! Vererbung Mit dieser Seite kannst du den Lernstoff des Kapitels wiederholen. Auf dieser Seite findest du zusätzliche Sachtexte und dazu passende Aufgaben. BioTOP-Codes – Hier findet deine Lehrerin/dein Lehrer passgenaue Verweise auf Online-Zusatzmaterial • weitere Arbeitsblätter • Arbeitsblätter zur Leseförderung • englischsprachige Arbeitsblätter • Anleitungen für einen Stationenbetrieb • Interaktive Tafelbilder 1. Website aufrufen Im Schulbuch eingedruckter BioTOP-Code 2. Im Suchfeld auf www.oebv.at BioTOP-Code eingeben Zusatzmaterial w4v3sh Die Aufgaben: Alle Aufgaben in diesem Buch sind mit Zeichen markiert. Damit weißt du auf einen Blick, um welche Aufgabenart es sich handelt. Wenn du die Aufgaben löst, kannst du selbst überprüfen, was du gut beherrschst und wobei du dir noch schwertust. Aufgaben mit diesem Zeichen helfen dir, Fachwissen zu festigen und Grundfertigkeiten zu erlernen. Bei diesen Aufgaben kannst du dein erworbenes Fachwissen und deine erlernten Grundfertigkeiten anwenden. Diese Aufgaben fordern dich auf, selbstständig Lösungswege zu finden oder etwas zu beurteilen. Versuche und aktive Aufgaben sind mit dem Lupensymbol gekennzeichnet. Basis und Plus – Das kann ich! Diese Doppelseite findest du immer am Ende eines Kapitels. Die Kompetenzen: Die Buchstaben W, E und S bei den Aufgaben kennzeichnen die Kompetenzen Wissen organisieren (W), Erkenntnisse gewinnen (E) und Schlüsse ziehen (S). Die Aufgaben werden mit bestimmten Verben, mit sogenannten Operatoren, gestellt. Diese Operatoren lassen sich bestimmten Kompetenzen zuordnen. Kompetenz Wissen organisieren: beschreiben, nennen, darstellen, erklären, aufzählen, notieren, erstellen, angeben, zeigen, durchlesen, zusammenfassen, informieren, recherchieren, gestalten, herausfinden, beschriften Kompetenz Erkenntnisse gewinnen: untersuchen, betrachten, beobachten, bestimmen, planen, protokollieren, deuten, ordnen, vergleichen, anwenden, auswerten, gegenüberstellen, abzeichnen, skizzieren Kompetenz Schlüsse ziehen: argumentieren, begründen, diskutieren, beurteilen, erfassen, vermuten, bewerten, prüfen, überlegen, analysieren, interpretieren 3 Zu diesem Buch Nur zu Prüfzwecken – Eigentum de Verlags öbv

Mensch Der Körperbau 6 Das Skelett 8 Knochenverbindungen 10 Skelettregionen 12 Die Muskulatur 14 Basis und Plus – Das kann ich! 16 Die Ernährung 18 Ernährungsarten 20 Das Verdauungssystem 22 Ernährung, Verdauung und Krankheit 24 Das Ausscheidungssystem 26 Das Atmungssystem 28 Die Atmung 30 Erkrankungen der Atemwege 32 Basis und Plus – Das kann ich! 34 Das Blut (1) 36 Das Blut (2) 38 Das Kreislaufsystem 40 Erkrankungen des Kreislaufsystems 42 Lymphsystem und Immunsystem 44 Reaktionen des Immunsystems 46 Krankheitserreger 48 AIDS 50 Basis und Plus – Das kann ich! 52 Das Nervensystem 54 Funktionen des Nervensystems 56 Stress und Erkrankungen des Nervensystems 58 Sinnesorgane – das Auge 60 Funktionen und Erkrankungen des Auges 62 Das Ohr 64 Geruchs- und Geschmackssinn 66 Die Haut 68 Basis und Plus – Das kann ich! 70 4 Inhalt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

Das Hormonsystem 72 Die Pubertät 74 Die Geschlechtsorgane 76 Die Sexualität des Menschen 78 Biologische Aspekte der Sexualität 80 Die Schwangerschaft (1) 82 Die Schwangerschaft (2) 84 Geburt und Entwicklung des Kindes 86 Die Verhütung 88 Basis und Plus – Das kann ich! 90 Vererbung Grundlagen der Vererbung 92 Mendelsche Regeln 94 Genetik des Menschen 96 Genetik in der Pflanzenzucht 98 Genetik in der Tierzucht 100 Basis und Plus – Das kann ich! 102 Lebensraum Stadt Leben in der Stadt 104 Ökosystem Stadt 106 Unbelebte Faktoren im Lebensraum Stadt 108 Pflanzen in der Stadt 110 Tiere in der Stadt 112 Basis und Plus – Das kann ich! 114 Lebensraum Meer Meere als Lebensräume 116 Ökosystem Meer 118 Wirbeltiere im Meer 120 Wirbellose Tiere im Meer 122 Stachelhäuter – wirbellose Meerestiere 124 Basis und Plus – Das kann ich! 126 Register 128 5 Inhalt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

6 Der Körperbau Von der Zelle zum Organismus Die Zelle ist der kleinste Baustein jedes Lebewesens, also auch des menschlichen Körpers (siehe BioTOP 2). Die einzelnen Zelltypen unterscheiden sich je nach Aufgabe in ihrer Form und Struktur. Beispiele für solche Zelltypen sind Knochen-, Haut-, Bindegewebs-, Fett-, Nerven- oder Muskelzellen ( B 1). Der Körper des Menschen besteht aus etwa 100 Billionen Zellen. Ein Gewebe wird von vielen gleichartigen Zellen gemeinsam gebildet. Da im menschlichen Körper unterschiedliche Zelltypen vorhanden sind, entstehen auch unterschiedliche Gewebearten. Beispiele für ein Gewebe sind zB das Muskelgewebe oder das Nervengewebe. Mehrere Gewebearten bauen gemeinsam ein Organ auf. Der Magen besteht zB aus Muskelgewebe, Nervengewebe und Bindegewebe. Seine Aufgabe ist es, die Nahrung zu verdauen. Arbeiten mehrere Organe zusammen, entsteht ein Organsystem. Es erfüllt eine bestimmte Aufgabe im Körper. Beispiele sind zB das Verdauungssystem oder das Stütz- und Bewegungssystem ( B 2). Ein Organismus ist zB der Mensch oder ein anderes Lebewesen. In ihm erfüllen mehrere Organsysteme unterschiedliche Aufgaben. Damit der Körper richtig funktionieren kann, müssen alle Organsysteme perfekt zusammenarbeiten. Aus welchen Organsystemen ist der Körper aufgebaut? Das Skelett bildet die Stütze des Körpers (siehe Seite 8). Die Muskulatur (die Gesamtheit aller Muskeln) ermöglicht die Bewegung des Skeletts und damit des Körpers (siehe Seite 14). Skelett und Muskulatur ergeben gemeinsam das Stütz- und Bewegungssystem. Das Verdauungssystem dient der Zerlegung und Aufnahme der Nahrung. Der Magen zB ist ein Teil dieses Verdauungssystems (siehe Seite 22). Das Ausscheidungssystem reinigt das Blut von Abfallstoffen (siehe Seite 26). Zu ihm gehören zB die Nieren. Das Atmungssystem bringt Sauerstoff ins Blut und entfernt Kohlenstoffdioxid aus dem Körper (siehe Seite 28). Das Blutgefäßsystem, auch Kreislaufsystem genannt, verteilt mit dem Blut die benötigten Stoffe im Körper (siehe Seite 40). Das Lymphsystem besteht aus den lymphatischen Organen und dem Lymphgefäßsystem. In den Lymphgefäßen wird die aus den Blutgefäßen austretende Zwischenzellflüssigkeit (Lymphe) gesammelt und wieder in das Blutgefäßsystem geleitet. Das Lymphsystem ist ein Teil des Immunsystems (siehe Seite 44). Das Immunsystem dient der Abwehr von Krankheitserregern und der Erkennung von körperfremden Stoffen (siehe Seite 44). Muskelzelle Das Muskelgewebe bildet mit anderen Geweben den Magen. Der Magen ist ein Organ des Körpers. Alle Organsysteme bilden den Organismus Mensch. Der Magen ist ein Teil des Verdauungssystems des Menschen. Die Muskelzellen bauen das Muskelgewebe auf. B 1 Von der Zelle zum Organismus Arbeitsheftseite 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

7 Mensch Das Nervensystem steuert und kontrolliert den gesamten Körper. Es erhält seine Informationen von den Sinnesorganen (siehe Seite 54). Das Hormonsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung der Körperfunktionen und der Entwicklung des Organismus (siehe Seite 72). Das Fortpflanzungssystem, die Geschlechtsorgane, ermöglicht die Fortpflanzung (siehe Seite 76). Unter Visualisierung versteht man das Sichtbarmachen von Inhalten. Diese Methode eignet sich, um etwas zu veranschaulichen oder zu verdeutlichen. Visualisierungsmethoden werden zB bei Vorträgen, beim Präsentieren oder im Unterricht eingesetzt. Mindmapping, Bilder, Diagramme oder Kurzfilme sind bekannte Visualisierungsmethoden. Wandtafeln, Pinnwände, Flipcharts, Whiteboards und Beamer werden häufig als Medien verwendet. Tipps für gelungenes Visualisieren • Lass alles Unnötige weg. • Lenke die Aufmerksamkeit auf das Wesentliche. • Merksätze prägen sich besser ein. • Verwende verständliche Symbole. Gelungenes Beispiel für eine Visualisierung: Methode Visualisierung Zusammenfassung Der Körper des Menschen besteht aus etwa 100 Billionen Zellen. Zellen mit gleichen Aufgaben bilden ein Gewebe. Unterschiedliche Gewebearten bilden die Organe. Diese erfüllen bestimmte Aufgaben im Körper. Mehrere Organe arbeiten in Organsystemen zusammen. Organsysteme des menschlichen Körpers sind: Stütz- und Bewegungssystem, Verdauungssystem, Ausscheidungssystem, Atmungssystem, Kreislaufsystem, Lymphsystem, Immunsystem, Nervensystem mit den Sinnesorganen, Hormonsystem und Fortpflanzungssystem. 1 2 3 4 B 2 Der menschliche Körper besteht aus verschiedenen Organsystemen. Einige davon sind hier abgebildet: 1 –Stütz- und Bewegungssystem 2 –Kreislaufsystem 3 –Verdauungssystem 4 –Atmungssystem 1 Erstelle eine Mindmap zu den Organsystemen des Menschen. Ergänze bei jedem Zweig oder Unterzweig der Mindmap eine Zeichnung. 2 Verfasse einen Merksatz zu jedem Zweig oder Unterzweig. Mach mit W W Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

8 Das Skelett Arbeitsheftseite 4 Wozu dient das Skelett? Das Skelett stützt den Körper (zB die Wirbelsäule  B 1) und gibt ihm Form. Das Skelett ermöglicht die Bewegung und den aufrechten Gang. Es schützt auch die empfindlichen inneren Organe. Der Schädel schützt zum Beispiel das Gehirn. Der Brustkorb schützt das Herz und die Lunge. Man unterscheidet die Skelettregionen Schädel, Rumpf (Wirbelsäule und Brustkorb mit Schultergürtel und Beckengürtel), Armskelett und Beinskelett (siehe Seite 12). Wie ist das Skelett aufgebaut? Das Skelett besteht aus Knochen und Knorpeln. Die elastischen Knorpel des Körpers bestehen aus lebenden Zellen. Sie können sich verformen. Dadurch schwächen sie Stöße ab (zB Gelenksknorpel) oder verbinden Knochen elastisch (zB die Verbindung zwischen Brustbein und Rippen). Ein erwachsener Mensch hat etwa 200 Knochen. Sie werden in unterschiedliche Knochenarten eingeteilt. Alle Knochen bestehen aus hartem Knochengewebe. Sogenannte knochenbildende Zellen sorgen dafür, dass Knochen wachsen und sich erneuern können. Andere Zellen entfernen altes Knochengewebe. Das Knochengewebe besteht aus 10% Wasser, 20% organischem Material, wie zB Eiweißfasern, und 70% mineralischen Stoffen (hauptsächlich Calciumphosphat). Die Knochen werden durch Milchprodukte und andere Nahrungsmittel mit einem hohen Calciumgehalt (zB grünes Gemüse wie Brokkoli oder Spinat, Beeren, Nüsse) gestärkt. Welche Knochenarten gibt es? Beispiele für Röhrenknochen sind der Oberarmknochen, Elle und Speiche, der Oberschenkelknochen sowie Schien- und Wadenbein. Röhrenknochen haben in ihrem Inneren eine mit Knochenmark gefüllte Markhöhle ( B 2). Das Knochenmark ist ein weiches, stark durchblutetes, schwammiges Gewebe. Bei Kindern und Jugendlichen werden in den meisten Knochen Blutzellen gebildet. Bei Erwachsenen bildet nur das Knochenmark in den Rippen, in den Wirbeln, im Brustbein, Becken und Schulterblatt Blutzellen und ist daher rot ( B 3). Das Knochenmark der Röhrenknochen enthält viele Fettzellen und ist weiß-gelblich. Die Markhöhle ist von den lockeren Knochenbälkchen umgeben ( B 4). Die Knochenbälkchen wirken wie ein Gerüst, das den Knochen stabiler macht. Das Innere des Knochens sieht dadurch aus wie ein Schwamm. Nach außen schließt die kompakte Knochenrinde an ( B 2). Die Knochenrinde ist von der Knochenhaut bedeckt. Die Knochenhaut enthält Blutgefäße und Nerven. 1 2 4 3 5 6 7 14 15 18 19 20 11 12 13 16 17 8 9 10 B 1 Das Skelett: 1 Schädel 2–7 Rumpf 2 –Schlüsselbein, 3 –Schulterblatt, 4 –Brustbein, 5 –Rippen, 6 –Wirbelsäule, 7–Beckenknochen 8–13 Armskelett 8 –Oberarmknochen, 9 –Elle, 10 –Speiche, 11 –Handwurzelknochen, 12 –Mittelhandknochen, 13 – Fingerknochen 14–20 Beinskelett 14 –Oberschenkelknochen, 15 –Kniescheibe, 16 –Wadenbein, 17–Schienbein, 18 – Fußwurzelknochen, 19 –Mittelfußknochen, 20 – Zehenknochen Zusatzmaterial w4v3sh Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv

9 Mensch Ein Röhrenknochen besteht aus dem Knochenschaft und den beiden Knochenenden. Bei Kindern und Jugendlichen sind diese Teile noch durch Knorpel verbunden. Diese Verbindung wird Wachstumsfuge genannt. Durch sie kann der Knochen in die Länge wachsen. Nach und nach lagert sich Knochenmaterial in die Wachstumsfuge ein. Mit etwa 20 Jahren ist die Wachstumsfuge ganz verknöchert, das Längenwachstum ist beendet. Der längste Röhrenknochen des menschlichen Körpers ist der Oberschenkelknochen. Plattenknochen sind flache Knochen ohne Markhöhle. Sie enthalten aber trotzdem meist rotes, blutbildendes Knochenmark zwischen den Knochenbälkchen. Beispiele für Plattenknochen sind Schädelknochen, Rippen, Schulterblätter, Brustbein und Beckenknochen. Kurze Knochen wie zB die Handwurzelknochen sind an ihrer unregelmäßigen Form zu erkennen. Sesambeine sind kleine Knochen, die in eine Sehne (die Verbindung zwischen Knochen und Muskel) eingewachsen sind. Sie bewirken einen zusätzlichen Abstand der Sehne zum Knochen. Die Kniescheibe ist ein Beispiel für ein Sesambein. Knochenhaut Markhöhle mit Knochenmark Blutgefäße Knochenbälkchen Knochenrinde Nerv B 2 Aufbau eines Röhrenknochens B 3 Rotes Knochenmark in Wirbeln und Rippen (Modell) B 4 Knochenbälkchen eines Röhrenknochens Zusammenfassung Das Skelett verleiht dem Körper Halt, gibt ihm Form, schützt die inneren Organe und ermöglicht die Bewegung. Es besteht aus Knochen und Knorpeln. 1 Betrachte B 1. Welche Röhrenknochen und welche Plattenknochen kannst du erkennen? Erstelle eine Tabelle mit den unterschiedlichen Knochenarten. 2 Suche in deiner Umgebung Gegenstände, die eine ähnliche Funktion haben wie verschiedene Bauteile des Skeletts und beschreibe sie. 3 Lege einen gesäuberten Hühnerknochen in ein Marmeladenglas. Übergieße ihn vorsichtig mit Essigessenz. Lege den Deckel auf und lass das Glas 3–4 Tage stehen. Entnimm dann mit einer Zange den Knochen, spüle ihn ab und untersuche ihn. Was hat sich geändert? Vermute, welche Knochenbestandteile aufgelöst wurden. Mach mit W E, S E Bei starken Belastungen, zB bei Stürzen, können Knochen brechen. Nach einem Knochenbruch muss der betroffene Körperteil ruhiggestellt oder geschient werden. Andernfalls könnten sich die Bruchstellen gegeneinander verschieben. Bei einem offenen Bruch sollte die Wunde keimfrei verbunden werden (Handschuhe bei der Behandlung offener Brüche nicht vergessen!). Ein Knochenbruch muss unbedingt im Krankenhaus behandelt werden. In den meisten Fällen wird ein Gipsverband angelegt. Wenn man erkennt, dass jemand einen Knochenbruch im Bereich der Wirbelsäule, des Beckens oder des Schädels hat, darf man die Person nicht bewegen! Sonst können die Verletzungen noch verschlimmert werden. Erste Hilfe Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv

10 Knochenverbindungen Arbeitsheftseite 5 Wie sind Knochen miteinander verbunden? Das Skelett kann seine Aufgaben nur deshalb erfüllen, weil die einzelnen Knochen miteinander verbunden sind (Knochenverbindung). Die Verbindung der einzelnen Knochen kann fest oder beweglich sein. Feste Knochenverbindungen dienen dem Schutz von inneren Organen, zB im Schädel. Sie können aber auch mehrere Knochen zu besonders festen Skelettbauteilen verbinden, zB im Becken. Je nach Bauart werden bei diesen festen Verbindungen Knochennähte, Verschmelzungen oder Knorpelverbindungen unterschieden. Bei den Knochennähten sind die Einzelknochen miteinander verzahnt. Solche Verbindungen findet man am Schädel. Beim Neugeborenen sind diese Nähte noch nicht ganz fest verbunden. Zwischen den Schädelknochen befinden sich an einigen Stellen Zwischenräume, die nur mit Haut verschlossen sind. Man nennt sie Fontanellen ( B 1). Sie ermöglichen, dass sich die Schädelknochen dem wachsenden Gehirn anpassen. Die Fontanellen schließen sich im Laufe der ersten beiden Lebensjahre. Ist das Wachstum des Gehirns abgeschlossen, werden diese Knochenverbindungen immer mehr verfestigt. Sie bilden dann eine feste Schutzhülle. Bei Knochen, die durch Verschmelzungen miteinander verbunden sind, sind die Einzelknochen nicht mehr zu unterscheiden ( B 2). Im Becken sind Sitzbein, Schambein und Darmbein so miteinander verbunden. In Skelettregionen, in denen Knochen elastisch und doch fest miteinander verbunden sein sollen, findet man Knorpelverbindungen. Hier sind Knochen über ein Knorpelstück miteinander verbunden. Diese Knochenverbindung gibt es zum Beispiel im Brustkorb zwischen den Rippen und dem Brustbein. Damit der Körper bewegt werden kann, sind bewegliche Knochenverbindungen notwendig. Diese beweglichen Knochenverbindungen werden Gelenke genannt, zB das Hüftgelenk ( B 2). Wie sind Gelenke aufgebaut? Die beiden Knochenenden sind so gebaut, dass sie ineinandergreifen und so die Bewegung unterstützen. Man bezeichnet sie als Gelenkskopf und Gelenkspfanne ( B 3). Die Gelenksflächen sind von Gelenksknorpel überzogen. Diese Knorpel schützen die Knochenenden vor Abnutzung. Sie machen die Gelenke leichter beweglich und federn Belastungen für das Gelenk ab. Zwischen den Knochenenden befindet sich ein Spalt, der Gelenksspalt. Er ist mit einer Flüssigkeit, der Gelenksschmiere, gefüllt. Die Gelenksschmiere erhöht die Beweglichkeit. Fontanellen Baby Erwachsener B 1 Die Schädelknochen sind durch Knochennähte verbunden. Kreuz-DarmbeinGelenk Darmbein Kreuzbein Oberschenkel Hüftgelenk Schambeinfuge Schambein Sitzbein B 2 Die Beckenknochen sind verschmolzen, das Hüftgelenk ist beweglich. Was passiert, wenn du mit den Fingerknöcheln knackst? Wenn du zum Beispiel an den Fingern ziehst, bilden sich Gasblasen aus Kohlenstoffdioxid aus der Gelenksschmiere, die zerplatzen. Dadurch entsteht das Knackgeräusch. Anschließend löst sich das Gas wieder in der Gelenksschmiere. Weißt du… Zusatzmaterial ud26ed Nur zu Prüf wecken – Eigentum es Verlags öbv

11 Mensch Die Gelenkskapsel besteht aus der Knochenhaut der beiden Knochenenden, die sie verbindet. Die Gelenkskapsel erzeugt die Gelenksschmiere und verhindert ihr Auslaufen. Bänder verleihen dem Gelenk zusätzliche Stabilität und Festigkeit. Bänder sind wenig dehnbare Verbindungen zwischen zwei Knochen. Sehnen verbinden Knochen mit Muskeln. Welche Arten von Gelenken gibt es? Die Form der Knochenenden in einem Gelenk kann ganz unterschiedlich sein. Die nötige Bewegung bestimmt den Aufbau eines Gelenks. Es gibt verschiedene Gelenkstypen: Beim Kugelgelenk ist der Gelenkskopf rund und die Gelenkspfanne schalenförmig. Das Kugelgelenk ermöglicht eine Bewegung in alle Richtungen. Schultergelenk, Hüftgelenk und die Fingergrundgelenke – mit Ausnahme des Daumens – gehören zu diesem Gelenkstyp ( B 4). Zwischen dem ersten und zweiten Halswirbel befindet sich ein Zapfengelenk. Der erste Halswirbel ist ringförmig. Der zweite Halswirbel bildet einen Knochenzapfen, der in diesen Ring hineinragt. Gemeinsam sorgen sie für die große Beweglichkeit des Kopfes. Alle anderen Wirbel bilden mit ihren Wirbelkörpern Drehgelenke (siehe Seite 13). Sie ermöglichen die Drehung um eine Achse. Ein Scharniergelenk kann nur in einer Ebene vor- und zurückbewegt werden. Scharniergelenke gibt es zB im Ellbogen und in den Fingern ( B 4). Bei Sattelgelenken ist der Gelenkskopf sattelförmig. Sattelgelenke gibt es unterhalb des Daumens und zwischen Handwurzelknochen und Mittelhandknochen. Das Kniegelenk stellt einen besonderen Gelenkstyp dar: Es ermöglicht sowohl Beugung und Streckung als auch Drehung nach außen und innen. Allerdings ist die Drehung nur bei gebeugtem Kniegelenk möglich. Straffe Gelenke haben nur eine geringe Beweglichkeit. Sie sind durch Bänder verstärkt. Beispiele sind die Gelenke zwischen den Hand- bzw. Fußwurzelknochen. Auch das Kreuz-Darmbein-Gelenk ( B 2) ist nur wenig beweglich. Bei der Geburt (siehe Seite 86) verändert sich die Neigung des Kreuzbeins. So kann das Kind durch den Geburtskanal gelangen. Knochenhaut Gelenkskopf Gelenkspfanne Gelenksknorpel Gelenkskapsel Gelenksspalt mit Schmiere B 3 Aufbau eines Gelenks Kugelgelenk Scharniergelenk B 4 Die Gelenke im Finger Zusammenfassung Knochen sind entweder fest oder beweglich miteinander verbunden. Feste Verbindungen sind zB Knochennähte und Verschmelzungen. Bewegliche Knochenverbindungen sind die Gelenke. Sie ermöglichen Bewegungen. Es gibt unterschiedliche Gelenkstypen. 1 Erstelle eine Tabelle mit den genannten Gelenkstypen und ihrem Vorkommen im Körper. Überprüfe die Bewegungsmöglichkeiten an deinem eigenen Körper. 2 Recherchiere die Verwendung unterschiedlicher Gelenkstypen bei technischen Geräten. Erweitere die Tabelle um eine Spalte und trage deine Ergebnisse hier ein. Du kannst auch Fotos oder Zeichnungen der Gelenke einfügen. 3 Notiere Gründe dafür, dass manche Gelenkstypen leicht und andere schwer oder gar nicht technisch umzusetzen sind. Mach mit W, E W S Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

12 Skelettregionen Arbeitsheftseite 6 Wie ist der Schädel aufgebaut? Der Schädel schützt das Gehirn und wichtige Sinnesorgane. Er besteht nicht aus einem einzigen großen Knochen, sondern aus etwa 30 Einzelknochen ( B 1). Man unterscheidet den Gehirnschädel und den Gesichtsschädel. Der Gehirnschädel besteht aus Stirnbeinen, Scheitelbeinen, Keilbeinen, Schläfenbeinen, Hinterhauptsbein und Siebbein (siehe Seite 66). Diese Plattenknochen sind an den Schädelnähten fest miteinander verbunden. Der Gesichtsschädel wird aus dem Oberkieferknochen und dem Unterkieferknochen gebildet. Der Unterkieferknochen ist durch Scharniergelenke beweglich mit dem Schädel verbunden. Er ist der einzige bewegliche Knochen des Schädels. Die Kaumuskulatur ermöglicht das Kauen der Nahrung und das Sprechen. Zum Gesichtsschädel zählen auch die Augenhöhlen, die Nasenbeine und die Jochbeine. Wie ist die Wirbelsäule aufgebaut? Die Wirbelsäule ist doppelt S-förmig gekrümmt, also wie zwei übereinanderliegende S ( B 2). Durch diese Krümmung entsteht ein federnder Stab. Die Wirbelsäule verleiht dem Rumpf nicht nur die nötige Stütze für den aufrechten Gang, sondern ermöglicht auch seine Beweglichkeit. Wie ein Stoßdämpfer schützt sie das Gehirn vor Stößen. Die Wirbelsäule besteht aus Knochen (Wirbeln) und Knorpeln (Bandscheiben). Die Wirbel sind durch kleine Gelenke verbunden. Man unterscheidet Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule, Kreuzbein und Steißbein. Insgesamt besteht die Wirbelsäule aus 32–34 Wirbeln. Die Anzahl der Wirbel kann nicht genau angegeben werden, denn der unterste Bereich, das Steißbein, kann aus drei bis fünf miteinander verschmolzenen Wirbeln bestehen. Die Halswirbelsäule ist der beweglichste und auch empfindlichste Teil der Wirbelsäule. Sie besteht aus sieben Halswirbeln. Die beiden ersten Wirbel ermöglichen das Nicken und die Drehung des Kopfes. Die zwölf Brustwirbel sind mit den zwölf Rippenpaaren des Brustkorbs durch Scharniergelenke verbunden. Zehn dieser Rippenpaare sind elastisch mit dem Brustbein verbunden. Sie können sich bewegen, dadurch wird die Atmung ermöglicht. Die fünf Lendenwirbel sind die größten und kräftigsten Wirbel. Sie tragen den Großteil des Körpergewichts. Das Kreuzbein besteht aus verschmolzenen Wirbeln. Es ist über ein wenig bewegliches Gelenk mit dem Becken verbunden. Nach unten schließt das Steißbein an. Es ist der Rest der „Schwanzwirbelsäule“, wie sie die tierischen Vorfahren des Menschen hatten. Gehirnschädel, Gesichtsschädel 8 7 1 2 3 10 9 6 5 4 B 1 Wichtige Knochen des Schädels: 1 –Scheitelbein, 2 –Schläfenbein, 3 –Hinterhauptsbein, 4 –Stirnbein, 5 –Keilbein, 6 – Jochbein, 7–Augenhöhle, 8 –Nasenbein, 9 –Oberkieferknochen, 10 –Unterkieferknochen Halswirbelsäule Brustwirbelsäule Lendenwirbelsäule Bandscheibe Kreuzbein Steißbein B 2 Die Wirbelsäule ist wie zwei S übereinander geformt. Zusatzmaterial 43np9k Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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