Das Nervensystem ist ein komplexes und faszinierendes Thema, das sich hervorragend für den Biologieunterricht eignet. Es steuert unsere Reaktionen, ermöglicht das Lernen und Speichern von Informationen und ist somit essenziell für unser Leben. Dieser Artikel bietet einen Überblick über verschiedene Arbeitsblätter und Materialien, die im Unterricht zum Thema Nervensystem eingesetzt werden können.
Die Nervenzelle: Baustein des Nervensystems
Die Nervenzelle, auch Neuron genannt, ist dieBasiseinheit des Nervensystems. Sie ist spezialisiert auf die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung von Informationen. Ein Mensch besitzt schätzungsweise bis zu 1 Billion Nervenzellen. Im Gegensatz zu anderen Zellen können sich Nervenzellen nicht teilen, daher ist die Anzahl der Nervenzellen bereits bei der Geburt festgelegt.
Aufbau einer Nervenzelle
Eine Nervenzelle besteht aus verschiedenen Strukturen:
- Zellkern: Die Steuerzentrale der Zelle, in der wichtige Prozesse wie Eiweißproduktion und Zellaktivität reguliert werden. Wie jede Zelle besitzt auch die Nervenzelle einen Zellkern.
- Soma: Der Zellkörper, der den Zellkern und die meisten Organellen enthält. Das Soma, auch Zellkörper genannt, enthält den Zellkern und die meisten Organellen.
- Dendriten: Verästelte Fortsätze, die Informationen von anderen Nervenzellen empfangen. Dies sind verästelte Fortsätze, an denen Informationen von anderen Nervenzellen empfangen werden.
- Axon: Ein langer Fortsatz, der Informationen weiterleitet. Diese Informationen werden über einen langen Fortsatz - das Axon - weitergeleitet. Manche Axone können über einen Meter lang werden. Eine einzige Nervenzelle kann bis zu 10.000 Verbindungen mit anderen Zellen eingehen.
- Axonhügel: Der Übergang vom Soma zum Axon, an dem entschieden wird, ob ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Der Übergang vom Soma zum Axon wird Axonhügel genannt. Hier wird entschieden, ob ein Aktionspotenzial ausgelöst wird.
- Synaptische Endigungen: Am Ende des Axons, wo eine Synapse gebildet wird - die Kontaktstelle zu einer anderen Zelle. Am Ende des Axons befinden sich die synaptischen Endigungen. Dort wird eine Synapse gebildet - die Kontaktstelle zu einer anderen Zelle. Über diese werden mithilfe von chemischen Botenstoffen (den Neurotransmittern) Informationen an die nächste Nervenzelle weitergegeben.
- Präsynaptische Zelle: Die sendende Zelle. Man unterscheidet dabei: präsynaptische Zelle (die sendende Zelle).
- Postsynaptische Zelle: Die empfangende Zelle. Postsynaptische Zelle (die empfangende Zelle)(lat. „prä“ = vor, „post“ = nach).
- Myelinscheide: Eine isolierende Schicht um das Axon, die die Informationsweiterleitung beschleunigt. Um Informationen schnell und verlustfrei weiterzuleiten, ist das Axon bei vielen Nervenzellen von einer Myelinscheide (auch Markscheide) umgeben. Diese besteht aus Schwann’schen Zellen, einer Art von Gliazellen, die das isolierende Myelin produzieren. Die Myelinscheide ist nicht durchgängig, sondern wird regelmäßig von Ranvier’schen Schnürringen unterbrochen. Neuronen mit Myelinscheide nennt man markhaltig.
Interaktive Materialien zum Aufbau der Nervenzelle
Es gibt verschiedene interaktive Tafelbilder im Powerpoint-Format, die den Aufbau einer Nervenzelle ohne Erklärungen veranschaulichen. Die einzelnen Abschnitte sind durchnummeriert und können im Unterrichtsverlauf selbst beschriftet oder auch die vorgegebenen Beschriftungen einzeln eingeblendet werden. Dies eignet sich etwa zur Ergebnissicherung an der interaktiven Tafel.
Funktionsweise des Nervensystems
Das Nervensystem funktioniert durch die Weiterleitung von elektrischen und chemischen Signalen. Trifft ein Reiz aus der Umwelt (z. B. Licht, Geräusch, Kältereiz) auf ein Sinnesorgan, so wird der Reiz von den Zellen des Sinnesorgans in Impulse umgewandelt. Diese werden dann von den Nervenzellen weitergeleitet. Alle Nervenzellen arbeiten nach dem gleichen Grundprinzip: Im Ruhezustand sind Nervenzellen außen positiv und innen geladen. Wird eine Nervenzelle durch einen elektrischen Impuls erregt, so kehrt sich die Ladung („Spannung) an einer Stelle um.
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Ruhepotenzial, Aktionspotenzial und Erregungsleitung
Anhand der physikalischen und chemischen Bedingungen um eine Nervenfaser werden Ruhepotenzial, Aktionspotenzial und dessen Fortleitung erklärt. In diesem Zusammenhang können Simulationen der Erregungsleitung von Nervenfasern eingesetzt werden, um den Unterschied in der Leitungsgeschwindigkeit zwischen markhaltigen und marklosen Nervenzellen zu verdeutlichen.
Die Reiz-Reaktions-Kette
Die Reiz-Reaktions-Kette beschreibt den Weg eines Reizes von der Aufnahme bis zur Reaktion. Beispiele hierfür sind:
- Der Ball fliegt auf den Goali zu und er fängt ihn.
- Ein Stich - ein Schmerz - und wir zucken zurück. Dass wir so schnell reagieren, verdanken wir unserem Nervensystem.
Die Schüler können die Reiz-Reaktions-Kette erarbeiten, indem sie die verschiedenen Begriffe an der Tafel selbständig ordnen.
Unterrichtsmaterialien zum Nervensystem
Es gibt eine Vielzahl von Unterrichtsmaterialien zum Thema Nervensystem, die kostenlos herunterladbar und im Unterricht einsetzbar sind. Diese Materialien umfassen:
- Arbeitsblätter zur Einführung in das Nervensystem, die einen kurzen Überblick über Bau und Funktion der Nervenzelle geben.
- Arbeitsblätter zur Verrechnung an Synapsen.
- Ein Begriffsnetz, das die Schüler mit Hilfe vorgegebener Begriffe füllen können, um das Thema zu wiederholen und zusammenzufassen.
- Aufgaben und Übungen zum Thema “Neurobiologie - Der Aufbau einer Nervenzelle” für Biologie in der 8.
- Multiple-Choice-Fragen und deren Lösungen zu den verschiedenen Themen rund ums Nervensystem.
- Ein illustriertes Arbeitsblatt zum Nervensystem bei Insekt und Mensch, das einen kurzen Lückentext und die Aufgabe, Reiz-Reaktions-Schemen zu entwerfen, enthält.
- Materialien zu den Lerneinheiten der Handreichung: Epithelien.
Das Nervensystem im Alltag
Das Nervensystem spielt eine wichtige Rolle in unserem Alltag. Es ermöglicht uns, Informationen zu empfangen, zu verarbeiten und zu speichern. Es steuert unsere Bewegungen, unsere Emotionen und unsere Gedanken.
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Einfluss von Drogen auf das Nervensystem
Party machen und Drogen nehmen gehört für viele junge Leute zusammen. Vor allem der gleichzeitige Konsum von Alkohol, Cannabis, Ecstasy, Speed und Co. kann negative Auswirkungen auf das Nervensystem haben. Die interaktive Unterrichtseinheit macht nach einer eher kurzen Einführung den Nervenaufbau und die Entstehung von Aktionspotentialen die Einflüsse verschiedener Stoffe (wie Coffein, Opiate, Nicotin…) auf das Nervensystem deutlich.
Das Gehirn
Das Gehirn ist die Steuerzentrale des Nervensystems. Es ist für die Verarbeitung von Informationen, das Lernen, das Gedächtnis und die Steuerung unserer Bewegungen verantwortlich.
Filme und Arbeitsblätter zum Thema Gehirn
Es gibt verschiedene Filme und Arbeitsblätter, die das Thema Gehirn anschaulich erklären. Die Schüler können mit Schulbuch oder Internet in Partnerarbeit ihre Kenntnisse über das Nervensystem und dessen Funktion wiederholen und gegebenenfalls ergänzen. Ihre Ergebnisse können sie dann in das Arbeitsblatt 1 „Die Datenautobahn in unserem Körper - das Nervensystem“ eintragen. Im Film „Das Gehirn“ können die Schüler verfolgen, wie ein Gehirn - hier am Beispiel des Fahrradfahrens erklärt - funktioniert.
Gedächtnissport
Gedächtnissportler verwenden verschiedene Methoden, um sich eine Abfolge von Gegenständen oder Fakten zu merken. Zwei dieser Methoden werden in dem Film „Das Gehirn“ vorgestellt. Mithilfe des Arbeitsblattes 5 „Wie viele Dinge kannst du dir merken? - Gedächtnissport im Klassenraum“ können die Schüler die Loci-Methode ausprobieren. Mit Hilfe des Films füllen die Schüler auch das Arbeitsblatt 6 „Wie merken sich Gedächtnissportler Fakten?“ aus.
Schlaf
In der Sendung erfahren die Schüler, was in ihrem Gehirn passiert, wenn sie schlafen. Mit Hilfe des Lückentextes auf dem Arbeitsblatt 8 „Was macht dein Gehirn, wenn du schläfst?“ und Arbeitsblatt 9 „Superhirne?
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Musikinstrumente
Durch die Sendung wird den Schülern auch deutlich, dass man das Gehirn dazu benötigt, um ein Instrument zu erlernen. Mithilfe des passenden Arbeitsblattes 10 „Wie lernst du, über Jahre, ein Instrument?“ erstellen die Schüler ein Flussdiagramm zum Thema.
Pubertät
Während der Arbeit mit dem Arbeitsblatt 11 „Pubertät: Umbau im Gehirn - warum die Pubertät so anstrengend ist…“ finden die Schüler heraus, dass Jugendliche so anstrengend sind, weil ihr Gehirn während der Pubertät umgebaut wird.
Reflexe
16 Fragen für Auszubildende in Gesundheitsberufen rund um Reflexe (Eigen- und Fremdreflexe, Reflexbogen …) vermitteln detaillierte Kenntnisse.
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