BioTOP 2, Schulbuch

BioTOP 2

BioTOP 2, Schulbuch + E-Book Schulbuchnummer: 215169 BioTOP 2, Schulbuch E-Book Solo Schulbuchnummer: 215233 Mit Bescheid des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung vom 26. September 2023, GZ 2022-0.744.378, gemäß § 14 Abs. 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGBl. Nr. 472/86, und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch für die 2. Klasse an Mittelschulen im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung (Lehrplan 2023) und für die 2. Klasse an allgemein bildenden höheren Schulen – Unterstufe im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung (Lehrplan 2023) geeignet erklärt. 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: JMrocek / Getty Images - iStockphoto Illustrationen: Michel Fleck, Wien: Seiten: 6.1; 6.3; 7.1; 7.2; 7.3; 7.4; 10.3; 12.1; 13.1; 14.1; 16.1; 16.2; 16.3; 25.1; 25.2; 26.2; 28.2; 28.3; 31.1; 36.1; 36.2; 41.1; 43.1; 45.3; 46.2; 46.3; 46.4; 46.5; 48.1; 48.2; 48.3; 48.5; 56.2; 60.2; 72.2 Rebecca Meyer, Wachtberg: Seiten: 8.5; 8.6; 9.1; 9.2; 19.1; 21.3; 39.1; 39.2; 39.3; 39.4; 39.5; 44.1; 44.4; 48.4; 52.2; 53.3; 54.1; 64.2; 64.3; 64.4; 64.5; 64.6; 64.7; 64.8; 64.9; 64.10; 64.11; 64.12; 64.13; 67.3; 67.5; 68.4; 69.1; 69.2; 70.2; 71.1; 71.3; 73.2; 73.3; 73.4; 73.5; 73.6; 73.7; 87.2; 87.3; 94.1; 96.1; 96.2; 96.3; 97.1; 97.2; 97.3; 97.4; 97.5; 97.6; 97.7; 97.8; 97.9; 97.10; 97.11; 97.12; 98.1; 98.2; 98.3; 98.4; 98.5; 98.6; 98.7; 98.8; 98.9; 98.10; 98.11; 98.12; 98.13; 98.14; 98.15; 98.16; 112.4; 118.3 1. Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2024 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Redaktion: Sandra Nemecek, Wien Korrektorat: Tülay Tuncel, 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 978-3-209-11538-6 (BioTOP SB 2 + E-Book) ISBN 978-3-209-12860-7 (BioTOP SB 2 E-Book Solo) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

www.oebv.at Susanna Jilka Sabine Lasinger Sabrina Mašek 2 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 biot2 ein und los geht’s! www.esquirrel.at Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

88 Der Lebensraum Wald Arbeitsheftseite 44 Wälder bestehen aus Bäumen. Bäume können sehr groß und sehr alt werden. Sie haben viele Blätter und können daher viel Kohlenstoffdioxid aufnehmen und mithilfe des Sonnenlichts Sauerstoff herstellen. Ein Wald ist ein Lebensraum für viele verschiedene Pflanzen und Tiere, die eine Lebensgemeinschaft bilden. Er beeinflusst das örtliche Klima. Unbelebte und belebte Faktoren prägen ihn. Unbelebte Faktoren sind zum Beispiel die Bodenart, die Höhenlage, das Licht, die Temperatur und die Feuchtigkeit. Zu den belebten Faktoren zählen Bakterien, Pilze, Pflanzen, Tiere und der Mensch. Die belebten Faktoren beeinflussen den Lebensraum durch die Nutzung der Fläche und durch die Nahrungsaufnahme. Was ist ein Urwald? Urwälder sind „natürliche“ Wälder. Die Pflanzen können wachsen und sterben, ohne dass der Mensch eingreift ( B 1). Tote Bäume werden nicht gefällt oder entfernt und können verrotten. Etwa 13 000 heimische Arten von Bakterien, Pilzen, Flechten, Moosen, Gliederfüßern und Schnecken leben in und von totem Holz. Durch das Zerfallen des Holzes werden Mineralsalze für andere Pflanzen frei. In heimischen Urwäldern können viele seltene Pflanzenarten und Pilze wachsen – manche kommen nur dort vor. Sie und die toten Bäume bieten vielen verschiedenen Tierarten Lebensraum und Nahrung. In Österreich gibt es nur noch zehn Urwälder, zB den Rothwald im Wildnisgebiet Dürrenstein und den Rauriser Urwald im Nationalpark Hohe Tauern. Dabei handelt es sich um meist kleine, aber weitgehend unberührte Waldgebiete. Bäume bestimmen die Waldart Die Art des Bodens, die Höhenlage, die Lichtverhältnisse und die Menge der Niederschläge bestimmen die Art des Waldes. Im Flachland und im Hügelland gibt es vorwiegend Laubwälder. Hier wachsen nur Laubbäume, wie Rotbuchen, Ahorne, Hainbuchen oder Eichen ( B 2). Die Äste bieten gute Verstecke für die Waldtiere. Die Früchte und Samen der Bäume sind Nahrung für viele Tiere. Der Laubwald ist im Winter ohne Blätter. Im Sommer halten die Blätter die Luft kühl und ein wenig feucht. Im Herbst färben sich die Blätter bunt, bevor sie abfallen. Viele heimische Wälder sind Mischwälder, die aus verschiedenen Laub- und Nadelbäumen bestehen. Mischwald wächst im Übergangsbereich von Laub zu Nadelwald. Natürlicher Mischwald hat einen interessanten Stockwerkbau (siehe Seite 94). In einem Nadelwald wachsen nur Nadelbäume wie Fichten, Tannen, Lärchen oder Rot Föhren ( B 3). Die Luft riecht nach Harz. Nadelwälder gibt es in trockenen Gegenden (Föhrenwälder) und im Gebirge. B 1 In einem Urwald können die Pflanzen wachsen und sterben, ohne dass der Mensch eingreift. B 2 In einem Laubwald wachsen nur Laubbäume. B 3 Ein Nadelwald (Rot-Föhren) Zusatzmaterial 2b5i8i Rundum-Blick 2c9y4m 64 Vielfalt der wirbellosen Tiere Arbeitsheftseite 32 In der 1. Klasse hast du bereits Säugetiere, Vögel, Kriechtiere (Reptilien), Lurche (Amphibien) und Fische kennen gelernt. Der Körper dieser Tiere ist nach dem gleichen Grundbauplan aufgebaut. Sie alle haben ein Skelett, das im Körper liegt (Innenskelett), und eine Wirbelsäule. Man fasst diese Tiere zu den Wirbeltieren zusammen. Was sind wirbellose Tiere? Alle Tiere, die keine Wirbelsäule haben, werden zu den wirbellosen Tieren gezählt ( B 1). Zu den wirbellosen Tieren gehören einige Stämme, deren einzige Gemeinsamkeit ist, dass sie keine Wirbelsäule haben ( B 3). Zu den wirbellosen Tieren zählen unter anderem der Stamm der Gliederfüßer und der Stamm der Weichtiere. Die Stämme werden weiter unterteilt in Klassen, Ordnungen, Familien, Gattungen und Arten ( B 2). Je näher einzelne Arten miteinander verwandt sind, umso ähnlicher sind ihre Merkmale. Der Körperbau ist an den Lebensraum und an die Ernährungsgewohnheiten angepasst. wirbellose Tiere (Es werden nur die bekanntesten Stämme aufgezählt.) Stamm der Gliederfüßer Stamm der Weichtiere Stamm der Stachelhäuter Stamm der Nesseltiere Stamm der Schwämme Stamm der Platt- und Ringelwürmer Woran erkennt man Gliederfüßer? Alle Gliederfüßer haben ein Außenskelett (eine schützende Hülle aus Chitin) und keine Wirbelsäule. Der Name „Gliederfüßer“ kommt von den Beinen, die in mehrere Abschnitte gegliedert sind. Zum Stamm der Gliederfüßer gehören die Klasse der Insekten ( B 4), die Klasse der Spinnentiere ( B 5) und die Klasse der Krebstiere ( B 6). Insgesamt sind mehr als ¾ aller Tierarten, die Forscherinnen und Forscher bis heute entdeckt haben, Gliederfüßer. Die Anzahl der Beine hilft bei der Unterscheidung der Gliederfüßer. Insekten haben sechs Beine. Spinnentiere haben acht Beine. Krebstiere können mehr als zehn Beine haben. B 1 Tintenfische sind wirbellose Tiere und zählen zum Stamm der Weichtiere. Stamm: Gliederfüßer Klasse: Insekten Ordnung: Hautflügler Familie: Ameisen Gattung: Waldameisen Art: Rote Waldameise B 2 Ordnungssystem der Lebewesen am Beispiel der Roten Waldameise B 3 Zu den wirbellosen Tieren zählen verschiedene Stämme. Die blau markierten Stämme werden in diesem Buch besprochen. B 4 Die Rote Waldameise ist ein Insekt. Zusatzmaterial 2a93k8 56 Pilze sind keine Pflanzen Arbeitsheftseite 29 Auf feuchtem Untergrund, vor allem auf Waldböden und Holz, wachsen unterschiedliche Pilze. Sie werden in vielen Gegenden Österreichs auch „Schwammerln“ genannt ( B 1). Wozu zählt man die Pilze? Pilze werden fälschlicherweise oft zu den Pflanzen gezählt. Sie bilden jedoch ein eigenes Reich – neben den Pflanzen und den Tieren. Das erkennt man, wenn man sich die Zellen der Pilze im Mikroskop ansieht. Die Zellen enthalten keine Chloroplasten. Daher gehören Pilze nicht zu den Pflanzen. Sie können keine Tiere sein, denn ihre Zellen haben Vakuolen und Zellwände. Die Zellwände der Pilze sind anders aufgebaut als bei den Pflanzen. Sie enthalten Chitin. Dieser Stoff kommt auch im Außenskelett der Insekten vor (siehe Seite 65). Wie sind Pilze aufgebaut? Pilze sind viel größer, als es auf den ersten Blick scheint. Das oberirdische „Schwammerl“ ist nur ein kleiner Teil des Pilzes ( B 2). Der größere Teil befindet sich unter der Erde. Die Hyphen, feine weiße Fäden, wachsen dort als Pilzgeflecht. Dieses Pilzgeflecht wird Myzel (Mehrzahl: die Myzelien) genannt und dient der Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden ( B 3). Oberirdisch ist nur der Sporenträger des Pilzes zu sehen. Der Sporenträger wird ebenfalls von Hyphen gebildet. Er besteht aus Hut und Stiel. Das Myzel sieht bei allen Pilzen ähnlich aus. Die Form der Sporenträger ist jedoch verschieden (siehe Seite 58). Wie pflanzen sich Pilze fort? Pilze pflanzen sich durch Sporen fort. Die Sporen werden im Sporenträger gebildet, er dient der ungeschlechtlichen Fortpflanzung. Die Sporen sind sehr leicht und können daher durch den Wind verbreitet werden. Fallen diese Sporen auf feuchten Boden, können sie zu keimen beginnen. Sie bilden neue Myzelien. Es gibt auch eine geschlechtliche Fortpflanzung bei den Pilzen. Dabei werden keine Sporen gebildet. Stattdessen verschmelzen zwei Zellen aus unterschiedlichen Myzelien miteinander und bilden ein neues Myzel. Dieses Dauermyzel ist ein Überdauerungs- und Speicherorgan der Pilze. Einzellige Pilze Die zuvor beschriebenen Pilze können sehr groß sein und bestehen aus vielen Zellen. Es gibt aber ebenso einzellige Pilze. Dazu gehören unter anderem die Hefepilze. Sie sind nur im Mikroskop sichtbar und bilden keine Myzelien. Speziell gezüchtete Hefepilze werden in der Lebensmittelherstellung eingesetzt (siehe Seite 34). B 1 Die „Schwammerln“ (hier Steinpilze) sind die Sporenträger eines Pilzes. Hut Stiel Sporenträger Sporen Myzel B 2 Der Aufbau eines Pilzes B 3 Ein Myzel mit jungen Sporenträgern Das größte Lebewesen der Welt ist ein Pilz. Das Myzel des Dunklen Hallimasch hat eine Fläche von etwa 9 km2. Man nimmt an, dass er etwa 8 500 Jahre alt ist. Er befindet sich in den USA und wiegt geschätzte 400 Tonnen. Weißt du … Zusatzmaterial 2a559a 38 Algen Arbeitsheftseite 21 Algen leben im Wasser, man findet sie aber auch in der Luft und im Boden. Sie können einzellig, als Kolonie oder als mehrzellige Lebewesen vorkommen. Eine Kolonie ist eine Ansammlung von Lebewesen der gleichen Art. Welche ökologische Bedeutung haben Algen? Algen gehören wie die Pflanzen zu den Produzenten (Erzeugern). Sie können ihre Nahrung mithilfe der Fotosynthese selbst herstellen. Dafür besitzen sie das für die Fotosynthese notwendige Chlorophyll (Blattgrün). Im Mikroskop sind die Algen daher meist grün gefärbt. Bei der Fotosynthese wird als Nebenprodukt Sauerstoff frei, der für Menschen und Tiere lebensnotwendig ist. Mehr über Fotosynthese erfährst du auf Seite 52. Tatsächlich wird die Hälfte des Sauerstoffs auf der Erde von Algen erzeugt. Dabei binden sie große Mengen Kohlenstoffdioxid. Die Algen spielen daher eine wichtige Rolle für das Klima der Erde. Einzellige Algen sind außerdem ein wichtiger Bestandteil des pflanzlichen Planktons. Unter dem Begriff Plankton versteht man kleine Lebewesen, die frei im Wasser schweben. Plankton bildet die Nahrungsgrundlage für viele im Wasser lebende Lebewesen, zB kleine Krebse, Fische, Robben und Wale. Erinnere dich an die Nahrungskette aus der 1. Klasse: Tiere sind Konsumenten. Sie ernähren sich von Produzenten, wie den Algen, oder von anderen Tieren. Algen können sich zu stark vermehren, zB wenn Dünger von umliegenden Feldern und Wiesen in das Gewässer gelangt. Dann steigen viele Algen an die Oberfläche und es bildet sich ein dicker Algenteppich. Das Gewässer färbt sich grün. So eine starke Vermehrung einer Algenart nennt man Algenblüte. Einzellige Algen Einzellige Algen sind sehr einfach gebaute Lebewesen und mit freiem Auge nicht sichtbar ( B 1). Wie pflanzliche Zellen haben sie eine Zellhaut und eine Zellwand. Im Zellplasma liegen der Zellkern und die Chloroplasten. Einzellige Algen sind vor 2,5 Milliarden Jahren entstanden. Sie waren die ersten pflanzenartigen Lebewesen. Zusammen mit bestimmten Bakterien haben sie Sauerstoff gebildet. Erst dadurch wurde die Entwicklung weiterer Lebewesen und damit das Leben auf der Erde, wie wir es heute kennen, möglich. Grünalgen gehören zu den einzelligen Algen ( B 2). Man findet sie vor allem im Süßwasser (in Bächen, Flüssen und Seen). Sie können auch grüne Beläge auf Mauern und Baumrinden bilden. Die Vorfahren der heutigen Grünalgen sind auch die Vorfahren aller Pflanzen. Aus ihnen entwickelten sich die Moose und später alle anderen Pflanzen. B 1 Einzellige Cosmarium-Algen (mikroskopische Aufnahme, Größe: etwa 60 µm) B 2 Mikroskopische Aufnahme einer Grünalge (hier: Jochalge, Größe: 250–790 µm) B 3 Kolonien der Kugelalge Volvox (mikroskopische Aufnahme, Größe: 0,5 bis 2 mm) B 4 Armleuchteralgen Zusatzmaterial 29d2t5 Die Themenseiten: Dein Schulbuch für Biologie und Umweltkunde hat sechs große Abschnitte. Jeder Abschnitt hat eine unverwechselbare Leitfarbe: Mensch, Zelle, Pflanzen, Pilze, Wirbellose Tiere, Lebensräume Jede Doppelseite behandelt ein Thema (zB „Das Gehirn ist Teil des Nervensystems“). 24 Pflanzliche und tierische Zelle Arbeitsheftseite 15 Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut. Zellen sind die kleinsten lebenden Bausteine. Sie haben unterschiedliche Größen und Formen. Das hängt von ihrer Aufgabe ab. Manche Lebewesen bestehen sogar nur aus einer einzigen Zelle, zB die Einzeller oder die Bakterien. Auch der Mensch besteht aus Zellen, die bestimmte Aufgaben haben: Während du gerade über die Zellen lernst, bewegen die Muskelzellen deine Augenmuskeln. Die Sinneszellen im Auge reagieren auf Licht. Die Nervenzellen leiten die Informationen zum Gehirn weiter. Obwohl Zellen sehr klein sind, zeigen sie alle Merkmale des Lebens: Sie wachsen, sind beweglich, können sich teilen, reagieren auf Reize aus der Umwelt und haben einen Stoffwechsel. Als Stoffwechsel bezeichnet man den Auf-, Um- und Abbau von Nährstoffen in einem Lebewesen. Dadurch bekommen die Zellen und damit das Lebewesen Energie. Was haben pflanzliche und tierische Zellen gemeinsam? Pflanzen und Tiere bestehen wie alle Lebewesen aus Zellen. In ihrem Aufbau haben sie einige Gemeinsamkeiten ( B 3): Im Inneren der Zelle befindet sich eine helle, zähflüssige Masse, das Zellplasma. Im Zellplasma werden Fette sowie in Wasser gelöste Kohlenhydrate, Eiweißstoffe und Salze transportiert. Das Zellplasma ist von einer dünnen Zellhaut umgeben. Sie grenzt die Zelle nach außen hin ab. Im Zellplasma befindet sich der Zellkern. Er ist die Steuerzentrale für alle Lebensvorgänge. Der Zellkern enthält die Erbinformation. Sie bestimmt die Merkmale eines Lebewesens, die auch an die Nachkommen weitergegeben werden. Welche Merkmale hat eine pflanzliche Zelle? Die pflanzliche Zelle ist neben der Zellhaut zusätzlich von einer festen Zellwand umgeben ( B 1, B 3). Die Zellwand gibt der Pflanze Festigkeit. Da sich Pflanzen nicht wie Tiere fortbewegen, müssen sie fest stehen können. Der Austausch von Stoffen zwischen Zellen findet durch kleine Öffnungen in der Zellwand statt. In pflanzlichen Zellen gibt es auch große Hohlräume, die Vakuolen. In ihnen befindet sich der Zellsaft, der aus Wasser, Zucker und Salzen besteht. Durch den Druck in den Vakuolen erhalten die Zellen zusätzlich Festigkeit. In pflanzlichen Zellen gibt es neben dem Zellkern die Chloroplasten. Sie sehen wie kleine grüne Körnchen aus. Sie enthalten das für die Fotosynthese wichtige Chlorophyll (Blattgrün). Sonnenenergie wird mithilfe der Chloroplasten aufgenommen. Aus Wasser und Kohlenstoffdioxid werden der Nährstoff Traubenzucker sowie Sauerstoff erzeugt (siehe Seite 52). B 1 Mikroskopische Aufnahme von Zwiebelzellen (etwa 300-fach vergrößert) B 2 Mikroskopische Aufnahme tierischer Zellen (Leberzellen eines Frosches, etwa 1 000-fach vergrößert) Zellkern Zellwand Zellplasma Zellkern Zellhaut Zellplasma Der Begriff „Zelle“ kommt vom lateinischen Wort für „kleine Kammer“. Zellen wurden erst im 17. Jahrhundert vom Engländer Robert Hooke entdeckt. Er baute eines der ersten Mikroskope, mit dem er Pflanzenzellen entdeckte. Im 17. Jahrhundert wurden unter anderem die Zellen des Blutes und Bakterien entdeckt. Erst im 19. Jahrhundert erkannten Forscherinnen und Forscher, dass alle Pflanzen und Tiere aus Zellen bestehen. Weißt du … Zellplasma Vakuole mit Zellsaft Zellwand Zellhaut Chloroplast Zellkern B 3 Aufbau und Vergleich einer pflanzlichen Zelle (links) und tierischen Zelle (rechts) Zusatzmaterial 298fw3 7 6 Das Gehirn ist Teil des Nervensystems Mensch Arbeitsheftseite 3 Die äußere Schicht des Großhirns nennt man Großhirnrinde. Sie ist stark gefaltet. Die Falten vergrößern die Oberfläche des Großhirns. Dadurch haben viel mehr Nervenzellen Platz. Diese Vergrößerung der Oberfläche findet man sehr oft in der Natur. So ist zB auch dein Darm gefaltet, damit er die Bestandteile der Nahrung bestmöglich aufnehmen kann. Wurzeln haben ebenfalls eine große Oberfläche, damit sie möglichst viel Wasser aufnehmen können (siehe Seite 44). Durch die große Oberfläche werden wichtige Vorgänge in der Natur verbessert. Im Laufe der Entwicklung vergrößerte sich bei den Wirbeltieren vor allem das Großhirn ( B 4). Wirbellose Tiere (siehe Seite 64) haben dagegen meist nur sehr einfach gebaute Nervensysteme. Das Großhirn besteht aus zwei Hälften und wird durch den Balken miteinander verbunden. Die anderen Teile des menschlichen Gehirns sind das Zwischen-, Mittel-, Klein- und Nachhirn ( B 3). Sie sind für die Steuerung der Bewegung und der Organe verantwortlich. Was ist Lernen? Wenn etwas Neues gelernt wird, entstehen neue Nervenverbindungen im Gehirn. Damit man sich etwas gut merken kann, müssen diese Nervenverbindungen durch Wiederholungen gestärkt werden. Beim Vergessen werden Nervenverbindungen im Gehirn gelöst. 1 2 3 4 Wenn du zB stark mit dem Kopf auf den Boden aufschlägst, kannst du eine Gehirnerschütterung bekommen. Dein Gehirn stößt dabei gegen die Schädelknochen. Deine Pupillen werden dann beim Schauen in eine Lichtquelle nicht kleiner, wie es normal wäre. Du musst unbedingt zur Ärztin oder zum Arzt gebracht werden. Nach dem Unfall solltest du nicht flach liegen. Stattdessen solltest du deinen Kopf höher lagern, um den Druck auf dein Gehirn nicht noch weiter zu erhöhen. Die Rettung erreicht man unter der Telefonnummer 144. Erste Hilfe B 4 Gehirne im Vergleich: 1 – Frosch, 2 – Vogel, 3 – Katze, 4 – Schimpanse; Das Großhirn ist rosa dargestellt. Es gibt einige Techniken, die dir das Lernen erleichtern können: • Benutze alle deine Sinne: Wenn du einen Text nur liest, wirst du dir vermutlich wenig merken. Markiere den Text oder schreibe dir das Wichtigste auf, zB auf eine Karteikarte. Lies den Text laut vor. Erkläre einer anderen Person das Thema. Mache dir Zeichnungen zum Thema. • Wechsle den Ort: Wenn es dir schwerfällt, zB am Schreibtisch zu lernen, kann ein Ortswechsel helfen. • Bilde Verknüpfungen: Erinnere dich beim Lernen daran, was du schon über das Thema weißt, und verknüpfe dein Wissen (zB mit einer Mindmap). • Mache Wiederholungen: Es reicht nicht aus, zB Vokabeln nur einmal zu lernen. Wiederhole den Lernstoff in regelmäßigen Abständen. Nach fünf Wiederholungen ist das Wissen im sogenannten Langzeitgedächtnis angekommen. • Mache Pausen: Mache ausreichend Pausen, damit dein Gehirn Zeit zum Verarbeiten hat. Lerne zB 25 Minuten, mache 5 Minuten Pause und lerne dann wieder 25 Minuten … Nimm in den Pausen keine neuen Informationen auf (zB am Handy), um das Gelernte nicht zu „überschreiben“. • Schlafe genug: Die Hirnforschung weiß heute, dass Schlafen die Nervenverbindungen im Gehirn stärkt. Methode Lerntechniken Zusammenfassung Das Nervensystem steuert den menschlichen Körper. Es besteht aus dem Gehirn, dem Rückenmark und den Nervenfasern. Das Gehirn ist die Schaltzentrale unseres Körpers. Beim Lernen entstehen im Gehirn neue Nervenverbindungen. 1 Plane einen Versuch, der beweist oder widerlegt, dass eine ablenkungsfreie, ruhige Umgebung das Lernen erleichtert. Führe ihn mehrfach durch. Halte deine Ergebnisse schriftlich fest. 2 Recherchiere weitere Lerntechniken im Internet und fasse sie zusammen. 3 Eine Rätsel App auf deinem Smartphone wirbt damit, dass wir Menschen nur 10 % unseres Gehirns nutzen. Daher sollten wir es mit Rätseln trainieren. Schreibe eine Bewertung dieser App und bedenke dabei dein Wissen über das Gehirn. Mach mit Du hast in der 1. Klasse bereits einiges über den menschlichen Körper gelernt. Im menschlichen Körper erfüllen Organe, zB das Gehirn, das Herz, der Magen oder die Augen, ganz bestimmte Aufgaben. Oft arbeiten mehrere Organe zusammen. Sie bilden ein Organsystem, wie das Verdauungssystem oder das Nervensystem. Wofür brauchen wir das Nervensystem? Das Nervensystem steuert lebenswichtige Funktionen in unserem Körper und ist mit allen Organen verbunden. Es steuert zB die Atmung, die Verdauung, die Fortpflanzung oder die Bewegung. Das Nervensystem empfängt Informationen von den Sinnesorganen und leitet sie an das Gehirn zur Auswertung und Verarbeitung weiter. Zu den Sinnesorganen gehören die Augen, die Ohren, die Nase, die Zunge und die Haut (siehe Seite 10). Wie ist das Nervensystem aufgebaut? Das Nervensystem besteht aus dem Gehirn, dem Rückenmark und den Nervenfasern ( B 1). Ein Bündel von Nervenfasern nennt man umgangssprachlich Nerv. Das Gehirn ist die Schaltzentrale unseres Körpers. Es nimmt Informationen von den Sinnesorganen auf und verarbeitet und speichert sie. Auch zB Fühlen, Denken und Lernen finden hier statt ( B 2). Für diese Arbeit braucht das Gehirn viel Energie. Obwohl es im Vergleich zum Rest des Körpers klein und leicht ist, benötigt es 20 % der Energie. Außerdem benötigt es eine ständige Zufuhr von Sauerstoff. Schon nach wenigen Minuten ohne Sauerstoff kommt es im Gehirn zu schweren, bleibenden Schäden oder zum Tod. Das Rückenmark ist das „Hauptkabel“ der Nervenfasern im Körper. Es wird durch die Wirbel der Wirbelsäule geschützt. Gehirn und Rückenmark zusammen werden als Zentralnervensystem bezeichnet. Die feinen Nervenfasern durchziehen den ganzen Körper. Sie verbinden die Sinnesorgane, jeden Muskel, jedes Organ und fast jede Stelle des Körpers mit dem Gehirn. Nervenfasern bestehen aus Nervenzellen. Zellen sind die kleinsten Bausteine eines Lebewesens (siehe Seite 24). Alle Nervenfasern außerhalb von Gehirn und Rückenmark bilden das sogenannte periphere Nervensystem (peripher bedeutet außerhalb). Wie ist das Gehirn aufgebaut? Das Gehirn muss aufgrund seiner wichtigen Aufgabe gut geschützt werden. Die harten Schädelknochen schützen es vor Stößen von außen. Die drei Hirnhäute dämpfen gemeinsam mit einer Flüssigkeit Stöße des Gehirns gegen die Schädelknochen ab. Das Großhirn macht etwa 80 % des Gehirns aus ( B 3). Es ist für die Informationsverarbeitung, das Lernen, das Gedächtnis und das Denken zuständig. Auch die Informationen von den Sinnesorganen werden hier verarbeitet. Rückenmark Nervenfasern Gehirn B 1 Das Nervensystem des Menschen B 2 Das Nervensystem steuert alle Tätigkeiten. 1 2 3 4 5 7 6 B 3 Das Gehirn: 1 – Großhirn, 2 – Balken, 3 – Zwischenhirn, 4 – Mittelhirn, 5 – Nachhirn, 6 – Kleinhirn, 7 – Rückenmark Zusatzmaterial 28kx96 Die Zusammenfassung zeigt dir das Wichtigste auf einen Blick. Hier findest du Aufgaben zum Erarbeiten, Wiederholen und Festigen des Lernstoffes sowie Versuche und Aufgaben 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. 2 Wie arbeite ich mit diesem Buch? 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Bewegung und Vorbeugung von Stress 1 Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt für Kinder und Jugendliche täglich 1 Stunde Bewegung, zB in Form einer Sportstunde. An drei Tagen sollten Kinder und Jugendliche durch intensive Bewegung richtig ins Schwitzen kommen. Betrachte das folgende Diagramm über die sportliche Bewegung von Kindern und Jugendlichen in Österreich. Die Prozentangaben zeigen den Anteil der Personen, die sich täglich mindestens 1 Stunde bewegen. Beschreibe, was dir beim Betrachten des Diagramms auffällt. Nenne mögliche Gründe für diese Veränderungen. 2 Stress und Bewegungsmangel stehen im Zusammenhang. Beschreibe die Folgen von zu wenig Bewegung in Verbindung mit seelischer und körperlicher Gesundheit in eigenen Worten. 3 Nenne mögliche Ideen oder Maßnahmen für mehr Bewegung im Schulalltag. 3 bis 6 Jahre 7 bis 10 Jahre 11 bis 13 Jahre 14 bis 17 Jahre 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Bewegung von Kindern und Jugendlichen 1 Ordne zu und verbinde: Was gehört zu welchem Sinn? eng mit dem Geruchssinn verbunden beruht auf den Sinneszellen Stäbchen und Zapfen Geschmackssinn Pupille und Glaskörper sind daran beteiligt Geruchssinn wird durch die kleinsten Knochen ermöglicht Gehörsinn zur Wahrnehmung von Berührungen Sehsinn kann durch Lärm geschädigt werden Tastsinn befindet sich im größten Sinnesorgan unterscheidet süß, sauer, salzig, bitter und umami kann bis zu 10 000 Stoffe unterscheiden 2 Du hast auf Seite 7 verschiedene Lerntechniken kennen gelernt. Hier kannst du eine davon ausprobieren: Verknüpfungen mithilfe einer Mindmap bilden. Notiere alles, was du ohne Nachsehen zum Nervensystem weißt. Sobald dir nichts mehr einfällt, ergänzt du mithilfe der entsprechenden Buchseiten. Nutze dafür aber einen Stift mit einer anderen Farbe! So siehst du auf den ersten Blick, was du noch einmal wiederholen und festigen solltest. Diese Methode kannst du zB beim Lernen für den nächsten Biologietest nutzen. Das Nervensystem 23 22 Mensch Zum Thema Das kann ich! Mit dieser Seite kannst du den Lernstoff des Kapitels wiederholen. Hier findest du oft weitere Informationen und dazu passende Aufgaben. 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. Untersuchungen, Versuche und aktive Aufgaben sind mit dem Lupensymbol gekennzeichnet. Aufgaben mit diesem Zeichen helfen dir, dein Fachwissen zu festigen und zu erweitern. Bei diesen Aufgaben kannst du Zusammenhänge herstellen, Erklärungen finden und die Ergebnisse deiner Untersuchungen und Versuche darstellen. Diese Aufgaben fordern dich auf, dir eine fachlich begründete Meinung zu unterschiedlichen Themen zu bilden, diese auszudrücken und entsprechende Empfehlungen zu verfassen. Das kann ich! und Zum Thema: Diese Seiten findest du immer am Ende eines Kapitels. BioTOP-Codes – genaue Verweise auf digitales Zusatzmaterial Android iOS QuickMedia App 1. Scanne den QR-Code und lade die App auf dein Smartphone oder dein Tablet. 2. Scanne deinen Buchumschlag oder wähle dein Schulbuch in der AppMedienliste aus. 3. Scanne eine mit gekennzeichnete Buchseite oder wähle zB ein Video aus der App-Medienliste aus. 4. Spiele das Video ab. • zahlreiche Arbeitsblätter • Bio-Clips • Rundum-Blicke www.oebv.at 1. Webseite aufrufen Im Schulbuch eingedruckter BioTOP-Code 2. Gib den Code im Suchfeld ein. Zusatzmaterial 2ct5hj Online-Code/Fach/ISBN kostenloses Zusatzmaterial 3 Zu diesem Buch Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

Mensch Das Gehirn ist Teil des Nervensystems 6 Methode: Lerntechniken 7 Das Gehirn steuert die Bewegung 8 Die Haut ist ein Sinnesorgan 10 Methode: Versuche planen und durchführen 11 Der Sehsinn 12 Der Gehörsinn 14 Der Geruchs- und Geschmackssinn 16 Methode: Versuche auswerten 17 Überreizung und Stress 18 Gesund durch Bewegung 20 Das kann ich! 22 Zum Thema: Bewegung und Vorbeugung von Stress 23 Zelle Pflanzliche und tierische Zelle 24 Tierische Einzeller 26 Bakterien 28 Bakterien und Viren als Krankheitserreger 30 Schutz vor Infektionen 32 Einzeller und Lebensmittel 34 Das kann ich! 36 Zum Thema: Versuche mit Hefepilzen 37 Pflanzen Algen 38 Moose 40 Farne 42 Samenpflanzen 44 Fortpflanzung der Samenpflanzen 46 Nackt- und Bedecktsamer 48 Methode: Arbeit mit Bestimmungs- schlüsseln 49 Ausbreitung der Samen 50 Ernährung der Pflanzen 52 Das kann ich! 54 Zum Thema: Anpassungen der Ernährung 55 Pilze Pilze sind keine Pflanzen 56 Vielfalt der Pilze 58 Flechten 60 Das kann ich! 62 Zum Thema: Verbreitung von Flechten 63 4 Inhalt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

Wirbellose Tiere Vielfalt der wirbellosen Tiere 64 Insekten sind Gliederfüßer 66 Die Rote Waldameise 68 Die Honigbiene 70 Schmetterlinge 72 Heimische Schmetterlinge 74 Methode: Tiersteckbrief 75 Käfer 76 Methode: Arbeit mit der Becherlupe 77 Spinnentiere 78 Schnecken 80 Gefährdung wirbelloser Tiere 82 Schutz wirbelloser Tiere 84 Das kann ich! 86 Zum Thema: Die Sprache der Bienen 87 Lebensräume Der Lebensraum Wald 88 Heimische Nadelbäume 90 Heimische Laubbäume 92 Methode: Anlegen eines Herbars 93 Der Stockwerkbau des Mischwaldes 94 Das Nahrungsnetz im Lebensraum Wald 96 Das ökologische Gleichgewicht im Lebensraum Wald 98 Vielfalt der heimischen Wälder 100 Die Bedeutung des Waldes 102 Methode: Fachdiskussion 103 Was gefährdet den Wald? 104 Waldschutz 106 Das kann ich! 108 Zum Thema: Der Wolf – nützlich oder gefährlich? 109 Der Lebensraum Wiese 110 Der Stockwerkbau der Wiese 112 Methode: Lernkartei 113 Einige Pflanzen und Tiere der Wiese 114 Gefährdung und Schutz der Wiese 116 Der Lebensraum Hecke 118 Einige Pflanzen und Tiere der Hecke 120 Gefährdung und Schutz der Hecke 122 Vergleich verschiedener Lebensräume 124 Methode: Vergleichen 125 Das kann ich! 126 Zum Thema: Das Verschwinden der Wiesenschmetterlinge 127 Register 128 5 Inhalt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

6 Das Gehirn ist Teil des Nervensystems Arbeitsheftseite 3 Du hast in der 1. Klasse bereits einiges über den menschlichen Körper gelernt. Im menschlichen Körper erfüllen Organe, zB das Gehirn, das Herz, der Magen oder die Augen, ganz bestimmte Aufgaben. Oft arbeiten mehrere Organe zusammen. Sie bilden ein Organsystem, wie das Verdauungssystem oder das Nervensystem. Wofür brauchen wir das Nervensystem? Das Nervensystem steuert lebenswichtige Funktionen in unserem Körper und ist mit allen Organen verbunden. Es steuert zB die Atmung, die Verdauung, die Fortpflanzung oder die Bewegung. Das Nervensystem empfängt Informationen von den Sinnesorganen und leitet sie an das Gehirn zur Auswertung und Verarbeitung weiter. Zu den Sinnesorganen gehören die Augen, die Ohren, die Nase, die Zunge und die Haut (siehe Seite 10). Wie ist das Nervensystem aufgebaut? Das Nervensystem besteht aus dem Gehirn, dem Rückenmark und den Nervenfasern ( B 1). Ein Bündel von Nervenfasern nennt man umgangssprachlich Nerv. Das Gehirn ist die Schaltzentrale unseres Körpers. Es nimmt Informationen von den Sinnesorganen auf und verarbeitet und speichert sie. Auch zB Fühlen, Denken und Lernen finden hier statt ( B 2). Für diese Arbeit braucht das Gehirn viel Energie. Obwohl es im Vergleich zum Rest des Körpers klein und leicht ist, benötigt es 20 % der Energie. Außerdem benötigt es eine ständige Zufuhr von Sauerstoff. Schon nach wenigen Minuten ohne Sauerstoff kommt es im Gehirn zu schweren, bleibenden Schäden oder zum Tod. Das Rückenmark ist das „Hauptkabel“ der Nervenfasern im Körper. Es wird durch die Wirbel der Wirbelsäule geschützt. Gehirn und Rückenmark zusammen werden als Zentralnervensystem bezeichnet. Die feinen Nervenfasern durchziehen den ganzen Körper. Sie verbinden die Sinnesorgane, jeden Muskel, jedes Organ und fast jede Stelle des Körpers mit dem Gehirn. Nervenfasern bestehen aus Nervenzellen. Zellen sind die kleinsten Bausteine eines Lebewesens (siehe Seite 24). Alle Nervenfasern außerhalb von Gehirn und Rückenmark bilden das sogenannte periphere Nervensystem (peripher bedeutet außerhalb). Wie ist das Gehirn aufgebaut? Das Gehirn muss aufgrund seiner wichtigen Aufgabe gut geschützt werden. Die harten Schädelknochen schützen es vor Stößen von außen. Die drei Hirnhäute dämpfen gemeinsam mit einer Flüssigkeit Stöße des Gehirns gegen die Schädelknochen ab. Das Großhirn macht etwa 80 % des Gehirns aus ( B 3). Es ist für die Informationsverarbeitung, das Lernen, das Gedächtnis und das Denken zuständig. Auch die Informationen von den Sinnesorganen werden hier verarbeitet. Rückenmark Nervenfasern Gehirn B 1 Das Nervensystem des Menschen B 2 Das Nervensystem steuert alle Tätigkeiten. 1 2 3 4 5 7 6 B 3 Das Gehirn: 1 – Großhirn, 2 – Balken, 3 – Zwischenhirn, 4 – Mittelhirn, 5 – Nachhirn, 6 – Kleinhirn, 7 – Rückenmark Zusatzmaterial 28kx96 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

7 Mensch Die äußere Schicht des Großhirns nennt man Großhirnrinde. Sie ist stark gefaltet. Die Falten vergrößern die Oberfläche des Großhirns. Dadurch haben viel mehr Nervenzellen Platz. Diese Vergrößerung der Oberfläche findet man sehr oft in der Natur. So ist zB auch dein Darm gefaltet, damit er die Bestandteile der Nahrung bestmöglich aufnehmen kann. Wurzeln haben ebenfalls eine große Oberfläche, damit sie möglichst viel Wasser aufnehmen können (siehe Seite 44). Durch die große Oberfläche werden wichtige Vorgänge in der Natur verbessert. Im Laufe der Entwicklung vergrößerte sich bei den Wirbeltieren vor allem das Großhirn ( B 4). Wirbellose Tiere (siehe Seite 64) haben dagegen meist nur sehr einfach gebaute Nervensysteme. Das Großhirn besteht aus zwei Hälften und wird durch den Balken miteinander verbunden. Die anderen Teile des menschlichen Gehirns sind das Zwischen-, Mittel-, Klein- und Nachhirn ( B 3). Sie sind für die Steuerung der Bewegung und der Organe verantwortlich. Was ist Lernen? Wenn etwas Neues gelernt wird, entstehen neue Nervenverbindungen im Gehirn. Damit man sich etwas gut merken kann, müssen diese Nervenverbindungen durch Wiederholungen gestärkt werden. Beim Vergessen werden Nervenverbindungen im Gehirn gelöst. 1 2 3 4 Wenn du zB stark mit dem Kopf auf den Boden aufschlägst, kannst du eine Gehirnerschütterung bekommen. Dein Gehirn stößt dabei gegen die Schädelknochen. Deine Pupillen werden dann beim Schauen in eine Lichtquelle nicht kleiner, wie es normal wäre. Du musst unbedingt zur Ärztin oder zum Arzt gebracht werden. Nach dem Unfall solltest du nicht flach liegen. Stattdessen solltest du deinen Kopf höher lagern, um den Druck auf dein Gehirn nicht noch weiter zu erhöhen. Die Rettung erreicht man unter der Telefonnummer 144. Erste Hilfe B 4 Gehirne im Vergleich: 1 – Frosch, 2 – Vogel, 3 – Katze, 4 – Schimpanse; Das Großhirn ist rosa dargestellt. Es gibt einige Techniken, die dir das Lernen erleichtern können: • Benutze alle deine Sinne: Wenn du einen Text nur liest, wirst du dir vermutlich wenig merken. Markiere den Text oder schreibe dir das Wichtigste auf, zB auf eine Karteikarte. Lies den Text laut vor. Erkläre einer anderen Person das Thema. Mache dir Zeichnungen zum Thema. • Wechsle den Ort: Wenn es dir schwerfällt, zB am Schreibtisch zu lernen, kann ein Ortswechsel helfen. • Bilde Verknüpfungen: Erinnere dich beim Lernen daran, was du schon über das Thema weißt, und verknüpfe dein Wissen (zB mit einer Mindmap). • Mache Wiederholungen: Es reicht nicht aus, zB Vokabeln nur einmal zu lernen. Wiederhole den Lernstoff in regelmäßigen Abständen. Nach fünf Wiederholungen ist das Wissen im sogenannten Langzeitgedächtnis angekommen. • Mache Pausen: Mache ausreichend Pausen, damit dein Gehirn Zeit zum Verarbeiten hat. Lerne zB 25 Minuten, mache 5 Minuten Pause und lerne dann wieder 25 Minuten … Nimm in den Pausen keine neuen Informationen auf (zB am Handy), um das Gelernte nicht zu „überschreiben“. • Schlafe genug: Die Hirnforschung weiß heute, dass Schlafen die Nervenverbindungen im Gehirn stärkt. Methode Lerntechniken Zusammenfassung Das Nervensystem steuert den menschlichen Körper. Es besteht aus dem Gehirn, dem Rückenmark und den Nervenfasern. Das Gehirn ist die Schaltzentrale unseres Körpers. Beim Lernen entstehen im Gehirn neue Nervenverbindungen. 1 Plane einen Versuch, der beweist oder widerlegt, dass eine ablenkungsfreie, ruhige Umgebung das Lernen erleichtert. Führe ihn mehrfach durch. Halte deine Ergebnisse schriftlich fest. 2 Recherchiere weitere Lerntechniken im Internet und fasse sie zusammen. 3 Eine Rätsel-App auf deinem Smartphone wirbt damit, dass wir Menschen nur 10 % unseres Gehirns nutzen. Daher sollten wir es mit Rätseln trainieren. Schreibe eine Bewertung dieser App und bedenke dabei dein Wissen über das Gehirn. Mach mit Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

8 Das Gehirn steuert die Bewegung Arbeitsheftseite 4 Das Gehirn ermöglicht es uns, Bewegungen bewusst zu planen und auszuführen. Die Bewegungssteuerung kann aber auch unbewusst erfolgen. Ob bewusst oder unbewusst – für die Bewegungssteuerung müssen verschiedene Teile des Nervensystems zusammenarbeiten. Willkürliches und unwillkürliches Nervensystem Das Nervensystem kann man nicht nur in Zentralnervensystem und peripheres Nervensystem einteilen (siehe Seite 6), sondern auch nach seiner Aufgabe. Das willkürliche Nervensystem ist für die Steuerung bewusster Handlungen, zB Bewegungen der Skelettmuskeln, zuständig. Bewusst bedeutet, dass du etwas selbst steuerst. So entscheidest du selbst, wann du zB die Hand hebst oder läufst ( B 1). Diese Entscheidung passiert vor allem im Großhirn. Das unwillkürliche Nervensystem (Organnervensystem) steuert zB die Atmung, die Verdauung und den Herzschlag. Du kannst selbst nicht bewusst steuern, wie schnell dein Herz schlägt oder wie sich deine Darmmuskeln bewegen. Das passiert vor allem im Nachhirn, welches das Gehirn mit dem Rückenmark verbindet ( B 3, Seite 6). Das Nachhirn steuert auch Vorgänge wie Husten, Niesen, Schlucken und Erbrechen. Viele Bereiche des Nervensystems kann man nicht nur dem willkürlichen oder unwillkürlichen Nervensystem zuordnen. Das Kleinhirn hat zB willkürliche und unwillkürliche Anteile. Es steuert die Bewegungen des Körpers und das Gleichgewicht. Dafür werden die Informationen von den Sinnesorganen mit Informationen von den Muskeln abgestimmt. Damit die Bewegung in den Muskeln möglich ist, muss das Nervensystem mit den Muskeln verbunden sein. Das passiert über Nervenfasern. Die Nervenfasern bestehen aus Millionen Nervenzellen, die die Muskeln steuern ( B 2). Wie läuft eine bewusste Handlung ab? Bei einer bewussten Handlung können zum Beispiel folgende Vorgänge ablaufen ( B 5): Eine Person hört, dass das Handy läutet. Sie trifft die bewusste Entscheidung, es in die Hand zu nehmen. B 1 Die bewussten Bewegungen beim Sport werden durch das willkürliche Nervensystem gesteuert. B 2 Nervenzellen steuern die Muskeln. B 3 Müdigkeit verlängert die Reaktionszeit. B 4 Niesen ist ein Reflex. Reizverarbeitung im Gehirn Reizaufnahme durch die Sinneszellen des Ohrs Signalleitung über Nervenfasern Reaktion der Handmuskeln Signalleitung über Nervenfasern B 5 Ablauf einer bewussten Handlung: Das Handy wird in die Hand genommen. Zusatzmaterial 28s5k6 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

9 Mensch Sobald das Handy läutet, nehmen die Sinneszellen des Ohrs diesen Reiz auf (siehe Seite 14). Der Reiz wird in Signale „übersetzt“. Die Nervenfasern leiten die Signale von den Sinneszellen des Ohrs bis zum Rückenmark. Das Rückenmark leitet die Information an das Gehirn weiter. Dort werden die Reize verarbeitet. Das Gehirn sendet dann über das Rückenmark und die Nervenfasern ein Signal an die Muskeln im Arm. Dadurch wird eine Reaktion (Handlung) der Muskeln ausgelöst. Die geplante Bewegung wird ausgeführt. Das Handy wird in die Hand genommen. Die Zeit zwischen auftretendem Reiz und erfolgter Reaktion nennt man Reaktionszeit. Sie wird durch Alkohol, die Wirkung mancher Medikamente oder Müdigkeit verlängert ( B 3). Überreizung durch viele Sinneseindrücke und Stress (siehe Seiten 18–19) können die Reaktionszeit ebenfalls beeinträchtigen. Auch Krankheiten können das Nervensystem schädigen und für längere Reaktionszeiten sorgen. Was ist ein Reflex? Ein Reflex ist eine schnelle, unwillkürliche Reaktion. Manchmal muss der Körper sehr schnell reagieren – oft um sich zu schützen und um Schaden abzuwehren. Wenn beim Essen Speisereste in die Luftröhre geraten, muss man husten (Hustenreflex). Wenn etwas auf das Auge zufliegt, schließt sich das Lid sehr schnell. Auch Schlucken und Niesen sind Reflexe ( B 4). Wenn jemand versehentlich auf eine heiße Lampe greift, wird der Reiz ins Rückenmark geleitet ( B 6). Dort wird er sofort, ohne Weiterleitung an das Gehirn, auf die richtige Nervenfaser im Arm umgeschaltet. Die Hand wird unwillkürlich und ruckartig zurückgezogen. Gleichzeitig wird das Gehirn informiert und der Reiz als Schmerz wahrgenommen. Es greift aber nicht in den Befehlsablauf ein. Der Weg eines Reflexes ist kürzer, da das Signal nicht erst zum Gehirn gelangen muss. Reflexe haben eine kürzere Reaktionszeit. So können wir schneller auf Gefahren reagieren und den Körper schützen. Es gibt auch angeborene, frühkindliche Reflexe. Sie sichern das Überleben von Neugeborenen. Ein Beispiel dafür ist der Saugreflex, wenn man den Mundwinkel berührt. Drückt man auf die Handinnenfläche, schließt sich die Hand des Neugeborenen (Greifreflex,  B 7). Diese Reflexe verliert das Kind nach einigen Lebensmonaten, wenn sie nicht mehr notwendig sind. Reizverarbeitung im Rückenmark Information ans Gehirn Reizaufnahme Reaktion heiße Lampe B 6 Ablauf eines Reflexes B 7 Der Greifreflex ist ein frühkindlicher Reflex. Zusammenfassung Verschiedene Teile des Nervensystems müssen für die Bewegungssteuerung zusammenarbeiten. Man unterscheidet das willkürliche und das unwillkürliche Nervensystem. Bewusste Handlungen werden im Gehirn verarbeitet. Reflexe sind unwillkürliche Reaktionen, die im Rückenmark geschaltet werden und daher sehr schnell ablaufen. 1 Erkläre die Unterschiede zwischen willkürlichem und unwillkürlichem Nervensystem. 2 Du hast in deinem Alltag sicher schon einmal Reflexe beobachtet. Nenne Beispiele für Reflexe. 3 Amir greift auf eine heiße Herdplatte. Ruckartig zieht er seine Hand zurück. Es dauert kurz, bis Amir verstanden hat, was gerade passiert ist. Notiere eine Erklärung dafür. Mach mit Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

10 Die Haut ist ein Sinnesorgan Welche Aufgaben haben die Sinnesorgane? Die Sinnesorgane sind wie Fenster zur Umwelt. Alle Einflüsse aus der Umwelt (Reize), zB Licht, Geräusche oder Wärme, werden mithilfe der Sinnesorgane aufgenommen. Die Reize werden in Signale umgewandelt und über die Nervenfasern und das Rückenmark an das Gehirn weitergeleitet. Dort werden sie zu Wahrnehmungen verarbeitet. Der Mensch besitzt fünf Sinnesorgane: die Augen (Sehsinn), die Ohren (Gehör- und Gleichgewichtssinn), die Nase (Geruchssinn), die Zunge (Geschmackssinn) und die Haut (Tastsinn, Temperatur- und Schmerzempfinden). Sinnesorgane besitzen viele Sinneszellen, die nur ganz bestimmte Reize aufnehmen können. Die Sinneszellen der Augen nehmen zB nur Lichtreize auf. Wie ist die Haut aufgebaut? Die Haut ist das größte Sinnesorgan des Menschen. Sie ermöglicht das Tasten und Wahrnehmen von Temperaturunterschieden und Schmerz. Die Haut besteht aus verschiedenen Schichten ( B 3). Die Oberhaut schützt den Körper vor Verletzungen, vor Nässe und Kälte, vor dem Austrocknen sowie vor dem Eindringen von Giftstoffen und Krankheitserregern (siehe Seite 30). Außerdem schützt sie vor der UV-Strahlung (Ultraviolettstrahlung) des Sonnenlichts. Von der Oberhaut werden abgestorbene Hautzellen als Hautschuppen abgestoßen. Auch neue Hautzellen werden hier gebildet. Diese rücken allmählich nach außen und ersetzen die bereits abgenutzten Hautteile. Unter der Oberhaut befindet sich die Lederhaut, in der sich die Haare entwickeln. An jeder Haarwurzel sitzt ein kleiner Haarwurzelmuskel. Diese Haarwurzelmuskeln können sich zusammenziehen. Dann stellen sich die Haare auf und man bekommt eine „Gänsehaut“ ( B 1). In der Lederhaut befinden sich Drüsen. Drüsen erzeugen Körperflüssigkeiten. Die Talgdrüsen halten die Haut mit dem fettigen Talg geschmeidig. Die Schweißdrüsen erzeugen Schweiß. Dadurch helfen sie beim Regeln der Körpertemperatur. In der Lederhaut liegen auch Nerven- und Muskelfasern, Blutgefäße und Sinneszellen (Tastkörperchen und Wärme- und Kältepunkte). Unter der Lederhaut liegt die Unterhaut. Das Fettgewebe in der Unterhaut dient als Fettspeicher und als Polster gegen Druck und Stöße. Es schützt den Körper vor Wärmeverlust. B 1 Ziehen sich die Haarwurzelmuskeln zusammen, bekommt man eine Gänsehaut. B 2 Wenn Schweiß verdunstet, dann wird der Körper gekühlt. Der Ventilator beschleunigt die Verdunstung. Tipps für eine gesunde Haut: Tägliches Waschen mit einer milden Seife beugt Hautunreinheiten und unangenehmem Körpergeruch vor. Bewegung – am besten an der frischen Luft – unterstützt die Durchblutung der Haut und die Ausscheidung von Abfallstoffen durch den Schweiß. Ein guter Sonnenschutz verhindert einen Sonnenbrand und langfristige Hautschäden durch UV-Strahlung. Gesunde Ernährung und ausreichendes Trinken versorgen die Haut mit Wasser und Nährstoffen. Menschen mit heller Haut sollten sich einmal jährlich von einer Hautärztin oder einem Hautarzt untersuchen lassen. Weißt du … Sinneszelle Oberhaut Unterhaut Lederhaut Fettgewebe Schweißdrüse Blutgefäße Talgdrüse Haarwurzel Haare Nervenfaser Haarwurzelmuskel Tastkörperchen B 3 Aufbau der Haut Zusatzmaterial 294t48 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

11 Mensch Welche Reize erkennt die Haut? Mit dem Tastsinn können wir Gegenstände ertasten. Die Tastkörperchen in der Lederhaut werden durch Druck gereizt. Sie leiten diese Informationen über Nervenfasern an Rückenmark und Gehirn weiter. Temperaturunterschiede werden über Wärme- und Kältepunkte in der Haut an das Rückenmark und das Gehirn übermittelt. Die Haut kann auf Wärme oder Kälte reagieren. Wenn es heiß ist, gibt sie Schweiß ab. Durch die Verdunstung des Schweißes entsteht Verdunstungskälte und der Körper kühlt ab ( B 2). Wenn es hingegen kalt ist, verengen sich die Blutgefäße der Haut. So kühlt der Körper weniger aus. Schmerzempfindungen entstehen, wenn freie Nervenendigungen gereizt werden. Diese befinden sich nicht nur in der Haut, sondern im ganzen Körper und können überall Schmerzen melden. Schmerzinformationen dienen als Warnung und schützen den Körper. Schmerz empfinden wir auch dann, wenn die Haut durch zu viel UV-Strahlung der Sonne geschädigt wird. Die Haut verfärbt sich rot und es entsteht ein Sonnenbrand ( B 4). Durch die UV-Strahlung kann es zu Veränderungen der Hautzellen kommen. Im schlimmsten Fall kann sogar Hautkrebs entstehen. Sonnenschutzmittel mit hohem Lichtschutzfaktor können vor einem Sonnenbrand schützen. B 4 Ein Sonnenbrand schädigt die Zellen der Haut. B 5 Mit zwei Bleistiften kann man testen, wo die Haut am empfindlichsten ist. Forscherinnen und Forscher entdecken Neues nicht einfach durch Ausprobieren. Forschung läuft in mehreren Schritten ab. Wenn du einen Versuch durchführst, solltest du wie eine Forscherin oder ein Forscher vorgehen: • Zunächst stellst du dir eine Forschungsfrage: Was soll untersucht werden? Was möchtest du mit dem Versuch herausfinden? Eine Forschungsfrage könnte zB lauten: „Wo ist der Tastsinn der menschlichen Haut besonders empfindlich?“ • Bevor du den Versuch planst, stellst du eine Vermutung (Hypothese) auf und notierst sie. Was könnte bei deinem Versuch herauskommen? Du kannst dabei auf dein Vorwissen zurückgreifen oder recherchieren. • Anhand deiner Forschungsfrage planst du den Versuch und stellst die notwendigen Materialien zusammen. Wichtig dabei: Überlege genau, ob dein Versuch deine Frage beantwortet. Überprüfe immer nur eine Sache. Wenn du zu viele Dinge auf einmal ausprobierst oder änderst, weißt du nicht, was genau zu deinem Ergebnis geführt hat. • Anschließend führst du den Versuch durch und beobachtest genau. Dabei notierst du deine Ergebnisse, die ausgewertet und besprochen werden (mehr dazu bei der Methode „Versuche auswerten“ auf Seite 17). Methode Versuche planen und durchführen Zusammenfassung Die Sinnesorgane nehmen Reize aus der Umwelt auf. Diese werden über Nervenfasern und Rückenmark an das Gehirn weitergeleitet. Die Haut ist unser größtes Sinnesorgan und besteht aus verschiedenen Schichten. Sie reagiert auf Tastreize, Temperaturunterschiede und Schmerz. 1 Notiere die wichtigsten Unterschiede zwischen einfachem Ausprobieren und wissenschaftlichem Arbeiten. 2 Halte deine Vermutung zur Forschungsfrage im Methoden-Kästchen schriftlich fest. 3 Plane einen Versuch, der die Forschungsfrage beantwortet ( B 5 kann dabei helfen). Halte deine Ergebnisse fest und begründe sie. 4 „Die Haut erneuert sich alle vier Wochen.“ Recherchiere den Wahrheitsgehalt dieser Aussage. Mach mit Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

12 Der Sehsinn Arbeitsheftseite 6 Wie ist das Auge aufgebaut? Mithilfe der Augen kannst du deine Umwelt wahrnehmen und sehen. Dabei fällt Licht durch die durchsichtige Hornhaut in die Pupille ( B 1). Bei Helligkeit und starkem Lichteinfall wird die Pupille verengt. Bei wenig Licht wird sie erweitert ( B 2). Die Größenanpassung der Pupille geschieht durch Muskeln in der Regenbogenhaut (Iris). Die Regenbogenhaut bestimmt auch die Augenfarbe. Sie geht in die Aderhaut über, die das Auge mit Blut versorgt. Hinter der Pupille und der Regenbogenhaut befindet sich die Linse. Der durchsichtige Glaskörper gibt dem Auge seine Form. Er besteht fast nur aus Wasser und lässt daher Licht durch. Die Lederhaut schützt den Glaskörper. Im vorderen Teil des Auges ist sie als weißer Bereich rund um Regenbogenhaut und Pupille sichtbar. An der hinteren Wand des Auges trifft das Licht auf die Netzhaut. Auf der Netzhaut befinden sich viele Sinneszellen. Sie nehmen die Lichtreize auf und der Sehnerv leitet sie an das Gehirn weiter. Erst dort wird das Bild wahrgenommen und verarbeitet. Nur an einer Stelle kannst du nicht sehen, nämlich am blinden Fleck. Hier tritt der Sehnerv aus dem Auge aus. Daher befinden sich dort keine Sinneszellen auf der Netzhaut. Welche Sinneszellen befinden sich auf der Netzhaut? Auf der Netzhaut gibt es zwei Typen von Sinneszellen: Stäbchen und Zapfen. In jedem Auge gibt es 120 Millionen Stäbchen. Sie reagieren auf Bewegungen und ermöglichen das Hell-Dunkel-Sehen. Die etwa 6 Millionen Zapfen reagieren auf Farben. Es gibt Zapfen für die Farben Rot, Blau und Grün. Bei Menschen und manchen Affen hat sich eine gute Fähigkeit des Farbensehens entwickelt. Besonders die Farben Rot und Grün können sehr gut unterschieden werden. Das dient zum Beispiel dazu, reife von unreifen Früchten zu unterscheiden. Für das Farbensehen benötigen die Zapfen mehr Licht als die Stäbchen. Bei schwachem Licht werden daher nur die Stäbchen gereizt. Deshalb können wir in der Dämmerung, wenn das Licht nur schwach ist, keine Farben mehr erkennen. Unsere Sinneszellen auf der Netzhaut können ermüden. Dann entstehen sogenannte Nachbilder. Das passiert zum Beispiel, wenn man lange auf helle oder farbige Gegenstände schaut. Sieht man danach auf eine weiße Fläche, entsteht ein neues Bild: Aus hell wird dunkel und komplementäre Farben erscheinen. GRÜN Ziliarmuskel Augenmuskel Lederhaut Pupille Linse Regenbogenhaut (Iris) Hornhaut Sehnerv Glaskörper blinder Fleck Aderhaut Netzhaut B 1 Aufbau des Auges B 2 Anpassung des Auges an die Lichtverhältnisse: Bei starkem Lichteinfall wird die Pupille verengt (oben). Bei geringem Lichteinfall wird die Pupille erweitert (unten). B 3 Nachbilder entstehen durch die Ermüdung von Sinneszellen der Netzhaut. Zusatzmaterial 2955pt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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