Humanbiologie für Lehramtsstudierende: Ein Arbeits- und Studienbuch

214 Pages·2015·6.36 MB·German

by  Armin Baur (auth.)

Armin Baur
Humanbiologie
für Lehramtsstudierende
Ein Arbeits- und Studienbuch
Humanbiologie für Lehramtsstudierende
Armin Baur
Humanbiologie für
Lehramtsstudierende
Ein Arbeits- und Studienbuch
Armin Baur
Fachbereich Biologie
Pädagogische Hochschule
Schwäbisch Gmünd, Deutschland
ISBN 978-3-662-45367-4 ISBN 978-3-662-45368-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-45368-1
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Planung und Lektorat: Kaja Rosenbaum, Bettina Saglio
Redaktion: Dr. Bärbel Häcker
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V
Zur Verwendung des Buchs
Dieses Buch ist für Lehramtsstudierende des Fachs Biologie geschrieben, was aber nicht be-
deutet, dass es für andere Leser nicht hilfreich und geeignet wäre.
Innerhalb des Lehramtsstudiums Biologie ist die Humanbiologie ein sehr bedeutender Inhalts-
bereich, da humanbiologische Themen in den Bildungsplänen aller Schularten stark verankert
sind. Je nach der Ausrichtung des Studiengangs (Lehramt für Primarstufe, Sekundarstufe I
oder Sekundarstufe II) sind die geforderten inhaltlichen Tiefen im Bereich „Humanbiologie“,
die für die spätere berufliche Tätigkeit notwendig sind, sehr unterschiedlich.
Damit Sie dieses Buch Ihrem Studiengang und Ihrer Interessenslage entsprechend einsetzen
können, um sich in die Humanbiologie einzuarbeiten, ist es so aufgebaut, dass es für die
Aneignung von drei unterschiedlichen inhaltlichen Tiefen (Überblickswissen, Grundwissen,
vertieftes Wissen) verwendet werden kann. Sie können also ganz nach Ihren individuellen
Ansprüchen dieses Buch nutzen.
Ob Sie hierbei die inhaltlichen Tiefen bei den unterschiedlichen Themen (Kapiteln) variieren
oder ob Sie alle Themen in einer inhaltlichen Tiefe bearbeiten, können Sie Ihren Ansprüchen
entsprechend entscheiden.
z Verwendung des Buches bei der Aneignung eines „Überblickwissens“
Lesen und arbeiten Sie sich die Inhalte des Buches durch. Verwenden Sie anstelle der „Abbildun-
gen zum Beschriften“ die Lösungen im Buch (↑ Lösungen 2: „Lösungen: Abbildungen zum Be-
schriften“). Die „Abbildungen zum Beschriften“ sind mit einem Bleistiftsymbol gekennzeichnet
(siehe . Abb. 0.1). Hilfreiche Filmclips und Anleitungen zum Bau von Modellen, die im Buch
Beschriebenes verdeutlichen, sind auf der Produktseite des Verlags zu diesem Buch verfügbar.
z Verwendung des Buches bei der Aneignung eines „Grundwissens“
Arbeiten Sie die Inhalte des Buches durch, verwenden Sie bei Bedarf Zusatzliteratur. Bearbei-
ten Sie die „Abbildungen zum Beschriften“. Verwenden Sie hierzu Literatur (geeignet ist Faller
A & Schünke M (1999) Der Körper des Menschen. Einführung in Bau und Funktion. Thieme,
Stuttgart). Die „Abbildungen zum Beschriften“ sind mit einem Bleistiftsymbol gekennzeichnet
(siehe . Abb. 0.1). Lösungen zur Kontrolle sind am Ende des Buches vorhanden. Bearbeiten
Sie die Aufgaben 1 („Erklären/definieren Sie die folgenden Begriffe“) und 2 („Wiederholungs-
fragen und Wiederholungsaufgaben“) am Ende jedes Kapitels. Für die Aufgaben müssen Sie
unter Umständen teilweise Zusatzliteratur einbeziehen. Lösungen für die Aufgaben 1 und 2
sind am Ende des Buches vorhanden (verwenden Sie das Glossar als Lösung für Aufgabe 1).
Hilfreiche Filmclips und Anleitungen zum Bau von Modellen, die im Buch Beschriebenes
verdeutlichen, sind auf der Produktseite des Verlags zu diesem Buch verfügbar. Hier finden
Sie auch Zusatzübungen mit Lösungen.
z Verwendung des Buches bei der Aneignung eines „vertieften Wissens“
Arbeiten Sie die Inhalte des Buches und die „Zusatzinformationen“ durch, verwenden Sie
unbedingt Zusatzliteratur (Anregungen für geeignete Literatur sind im Buch gegeben). Sie
haben die Möglichkeit, Ergänzungen zu notieren (Seiten für eigene Notizen, siehe . Abb. 0.2).
VI Zur Verwendung des Buchs
Bearbeiten Sie die „Abbildungen zum Beschriften“. Verwenden Sie hierzu Literatur (geeignet
ist Faller A & Schünke M (1999) Der Körper des Menschen. Einführung in Bau und Funk-
tion. Thieme, Stuttgart oder ein Anatomielexikon mit deutschen Namensbezeichnungen).
Die „Abbildungen zum Beschriften“ sind mit einem Bleistiftsymbol gekennzeichnet (siehe
. Abb. 0.1). Lösungen zur Kontrolle sind am Ende des Buches vorhanden. Bearbeiten Sie die
Aufgaben 1 („Erklären/definieren Sie die folgenden Begriffe“), 2 („Wiederholungsfragen und
Wiederholungsaufgaben“) und 3 („Vertiefung und Vernetzung mit Zoologie und Botanik“) am
Ende jedes Kapitels. Für die Beantwortung der Fragen müssen Sie Zusatzliteratur einbeziehen.
Die Lösungen für die Aufgaben 1 und 2 sind am Ende des Buches vorhanden (verwenden Sie
das Glossar als Lösung für Aufgabe 1). Für das „vertiefte Wissen“ gehören die Lösungen des
„Grundwissens“ und die des „vertieften Wissens“ zusammen. Die Lösungen von Aufgabe 3
obliegen dem Leser. Hilfreiche Filmclips und Anleitungen zum Bau von Modellen, die im
Buch Beschriebenes verdeutlichen, sind auf der Produktseite des Verlags zu diesem Buch
verfügbar. Hier finden Sie auch Zusatzübungen mit Lösungen.
. Abb. 0.1 Symbol: Abbildungen zum Beschriften
. Abb. 0.2 Symbol: Seite für eigene Notizen
z Danksagung
Mein besonderer Dank gilt Sylva Baur, Dr. med. Astrid Baur, Thomas Schuller, Ingried Seibold
und Anne Storm für die Korrekturlesung der einzelnen Kapitel und für ihre wertvollen und
hilfreichen Anregungen.
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Zelle und Gewebe .....................................................................1
Armin Baur
1.1 Die Zelle ................................................................................2
1.1.1 Anatomie der (tierischen) Zelle ............................................................2
1.1.2 Funktionen der Zellorganellen ............................................................2
1.2 Das Gewebe .............................................................................4
1.2.1 Epithelgewebe ...........................................................................5
1.2.2 Binde- und Stützgewebe .................................................................5
1.2.3 Muskelgewebe ...........................................................................5
1.2.4 Nervengewebe ...........................................................................5
Ergänzende Literatur .....................................................................8
2 Atmung ...............................................................................11
Armin Baur
2.1 Einführung .............................................................................12
2.2 Anatomie ..............................................................................12
2.3 Physiologie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
2.4 Krankheiten und Verletzungen .........................................................18
Ergänzende Literatur ....................................................................19
3 Herz, Kreislauf, Blut und Lymphe ...................................................23
Armin Baur
3.1 Herz ....................................................................................24
3.1.1 Anatomie ..............................................................................24
3.1.2 Physiologie .............................................................................24
3.2 Kreislauf ...............................................................................26
3.2.1 Anatomie ...............................................................................26
3.2.2 Physiologie .............................................................................27
3.3 Blut ....................................................................................28
3.3.1 Zusammensetzung ......................................................................28
3.3.2 Aufgaben ...............................................................................29
3.4 Lymphsystem ..........................................................................29
3.5 Immunsystem ..........................................................................30
3.5.1 Das angeborene Immunsystem ..........................................................30
3.5.2 Das adaptive (spezifische) Immunsystem .................................................31
3.6 Krankheiten ............................................................................31
Ergänzende Literatur ....................................................................37
4 Bewegung ............................................................................41
Armin Baur
4.1 Physikalische Grundlagen ..............................................................42
4.2 Der passive Bewegungsapparat ........................................................42
4.2.1 Knochen ................................................................................42
4.2.2 Das Skelett ..............................................................................44
4.2.3 Gelenke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
VIII Inhaltsverzeichnis
4.3 Der aktive Bewegungsapparat .........................................................46
4.3.1 Aufbau eines Muskels ...................................................................46
4.3.2 Aktivierung des Muskels .................................................................46
4.3.3 Gleitfilamenttheorie .....................................................................47
4.3.4 Bewegungsvorgang am Beispiel des Armes ...............................................48
4.4 Krankheiten ............................................................................50
Ergänzende Literatur ....................................................................51
5 Sinnesorgane ........................................................................55
Armin Baur
5.1 Auge ...................................................................................56
5.1.1 Grundlagen Optik .......................................................................56
5.1.2 Anatomie des Auges. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
5.1.3 Physiologie .............................................................................58
5.1.4 Krankheiten .............................................................................61
5.2 Ohr .....................................................................................61
5.2.1 Anatomie ...............................................................................61
5.2.2 Physiologie .............................................................................62
5.2.3 Krankheiten .............................................................................64
5.3 Haut ...................................................................................66
5.3.1 Anatomie ...............................................................................66
5.3.2 Funktion ................................................................................66
5.3.3 Rezeptoren der Haut ....................................................................67
5.3.4 Hautanhangsgebilde ....................................................................68
5.3.5 Krankheiten .............................................................................69
Ergänzende Literatur ....................................................................74
6 Nervensystem ........................................................................77
Armin Baur
6.1 Neuron .................................................................................78
6.1.1 Anatomie ...............................................................................78
6.1.2 Physiologie .............................................................................79
6.2 Zentralnervensystem (ZNS) ............................................................82
6.2.1 Gehirn ..................................................................................82
6.2.2 Rückenmark ............................................................................83
6.2.3 Reflex und normale Reaktion .............................................................84
6.3 Vegetatives Nervensystem/autonomes Nervensystem .................................84
6.4 Krankheiten und Verletzungen .........................................................85
Ergänzende Literatur ....................................................................87
7 Hormonsystem .......................................................................91
Armin Baur
7.1 Lage wichtiger Hormondrüsen .........................................................92
7.2 Hypothalamus-Hypophysen-System ...................................................93
7.2.1 Die positive Rückkopplung ..............................................................93
7.2.2 Die negative Rückkopplung ..............................................................94
7.3 Funktion wichtiger Hormone ...........................................................94
IX
Inhaltsverzeichnis
7.4 Krankheiten ............................................................................94
Ergänzende Literatur ....................................................................97
8 Ernährung und Verdauung .........................................................101
Armin Baur
8.1 Verdauungsorgane ....................................................................102
8.2 Nährstoffe .............................................................................104
8.3 Kohlenhydratverdauung ..............................................................104
8.3.1 Kohlenhydrate .........................................................................104
8.3.2 Verdauung und Aufnahme von Kohlenhydraten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
8.3.3 Energiegewinnung aus Glucose in der Zelle (Zellatmung) .................................107
8.4 Fettverdauung ........................................................................108
8.4.1 Fette (Lipide) ...........................................................................108
8.4.2 Verdauung und Aufnahme von Fetten (Lipiden) ..........................................109
8.4.3 Energiegewinnung aus Fetten und Speicherung von Fetten ..............................109
8.4.4 Fettsynthese ...........................................................................111
8.5 Eiweißverdauung .....................................................................111
8.5.1 Eiweiße (Proteine) ......................................................................111
8.5.2 Verdauung von Proteinen und Aufnahme von Aminosäuren ..............................112
8.5.3 Energiegewinnung aus Aminosäuren und ihr Umbau ....................................114
8.6 Vitamine ..............................................................................114
8.7 Ernährungsbedingte Krankheiten .....................................................115
Ergänzende Literatur ...................................................................118
9 Wasser-Elektrolyt-Haushalt ........................................................121
Armin Baur
9.1 Wasser ................................................................................122
9.1.1 Funktion des Wassers ...................................................................122
9.1.2 Störungen des Wasserhaushaltes ........................................................122
9.2 Elektrolyte ............................................................................122
9.2.1 Wichtige Elektrolyte ....................................................................123
9.2.2 Verteilung der Elektrolyte ...............................................................123
9.3 Niere ..................................................................................124
9.3.1 Aufgabe ...............................................................................124
9.3.2 Anatomie ..............................................................................125
9.3.3 Physiologie ............................................................................126
9.4 Hormonelle Steuerung ................................................................128
Ergänzende Literatur ...................................................................129
10 Fortpflanzung und Entwicklung ...................................................133
Armin Baur
10.1 Geschlechtsorgane ....................................................................134
10.1.1 Anatomie ..............................................................................134
10.1.2 Physiologie ............................................................................135
10.2 Ovarialzyklus und Menstruationszyklus ...............................................137
10.3 Befruchtung ...........................................................................138
10.4 Entwicklung ...........................................................................140
X Inhaltsverzeichnis
10.5 Geschlechtskrankheiten ...............................................................140
Ergänzende Literatur ...................................................................143
11 Lösungen: Wiederholungsfragen und Wiederholungsaufgaben ...............147
Armin Baur
11.1 Zelle und Gewebe .....................................................................148
11.2 Atmung ...............................................................................151
11.3 Herz, Kreislauf, Blut und Lymphe ......................................................153
11.3.1 Herz ...................................................................................153
11.3.2 Kreislauf ...............................................................................155
11.3.3 Blut ....................................................................................156
11.3.4 Lymphe und Lymphsystem .............................................................157
11.3.5 Immunsystem ..........................................................................157
11.4 Bewegung ............................................................................159
11.5 Sinnesorgane .........................................................................161
11.5.1 Auge ..................................................................................161
11.5.2 Ohr ....................................................................................163
11.5.3 Haut ...................................................................................165
11.6 Nervensystem .........................................................................166
11.7 Hormonsystem ........................................................................168
11.8 Ernährung und Verdauung ............................................................169
11.9 Wasser-Elektrolyt-Haushalt ............................................................172
11.10 Fortpflanzung und Entwicklung .......................................................173
12 Lösungen: Abbildungen zum Beschriften ........................................177
Armin Baur
Serviceteil ...........................................................................193
Glossar zum Buch ......................................................................194
Stichwortverzeichnis ...................................................................209