Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
1a
1b Als Erregung der Nervenzelle wird der Vorgang bezeichnet, bei dem Nervenzellen elektrische Signale mit ihren Dendriten aufnehmen und über ihren Zellkörper zum Axon weiterleiten.
1c Die Hüllzellen isolieren das Axon wie ein Schutzmantel bei einem elektrischen Kabel. Zwischen zwei Hüllzellen bleibt jeweils ein schmaler Spalt frei, der Schnürring. Die elektrischen Signale springen von Schnürring zu Schnürring, sie überspringen also die isolierten Bereiche des Axons. Dadurch bewegen sich die elektrischen Signale viel schneller am Axon entlang als bei Axonen ohne Hüllzellen.
1d
1e Neurotransmitter übertragen an Synapsen das elektrische Signal von einer Nervenzelle auf die nächste. Wenn das elektrische Signal am Endknöpfchen ankommt, werden die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt ausgeschüttet und binden an die Rezeptoren der nächsten Zelle. Dadurch lösen sie in dieser Zelle ein elektrisches Signal aus, das dann weitergeleitet wird.
2a Gehirn und Rückenmark
2b Sensorische Nervenzellen leiten elektrische Signale von den Sinnesorganen und aus dem Körper zum zentralen Nervensystem. Motorische Nervenzellen leiten elektrische Signale vom zentralen Nervensystem zu den Erfolgsorganen.
2c 
2d Das Großhirn steuert Wahrnehmung, Denken, Sprache, Lernen und Gedächtnis.
Das Kleinhirn sorgt für Gleichgewicht und die richtige Ausführung von Bewegungen.
Im Zwischenhirn entstehen Gefühle, zudem steuert es die Körpertemperatur und den Schlaf-Wach-Rhythmus.
Die Hypophyse steuert andere Hormondrüsen im Körper.
Der Hirnstamm regelt Atmung, Herzschlag, Stoffwechsel und die Bewegung der Augen.
2e Die graue Substanz besteht aus den Zellkörpern der Nervenzellen. Die weiße Substanz besteht aus den Axonen der Nervenzellen mit ihren Hüllzellen.
3a individuelle Lösungen, zum Beispiel:
- sich an den Weg zur Schule erinnern
- sich an Geburtstage von Freunden und Familie erinnern
- sich daran erinnern, wie man Fahrrad fährt
3b Nach dem Drei-Speicher-Modell stellt man sich vor, dass das Gedächtnis aus drei miteinander verbundenen Speichern besteht: dem sensorischen Gedächtnis, dem Kurzzeitgedächtnis und dem Langzeitgedächtnis. Informationen von den Sinnesorganen und aus dem Körper gelangen zunächst ins sensorische Gedächtnis, wo sie eine Viertelsekunde bleiben und dabei in wichtige und unwichtige Informationen unterschieden werden. Unwichtiges wird sofort wieder vergessen, meist ohne dass wir es wahrnehmen. Wichtige Informationen werden an das Kurzzeitgedächtnis weitergeleitet und dort für einige Minuten gespeichert. Hier werden die neuen Informationen mit gespeicherten Informationen verglichen und dann als wichtig oder unwichtig bewertet. Informationen, die sehr auffällig sind, mit bereits vorhandenem Wissen oder mit Gefühlen verknüpft werden können oder öfter wiederholt werden, gelangen ins Langzeitgedächtnis. Hier können Fakten, Erlebnisse, Bewegungen und erlernte Fähigkeiten für viele Jahre gespeichert werden und bleiben oft ein Leben lang abrufbar.
3c Beim Lernen gelangen Informationen vom Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis. Dies geschieht, wenn Informationen auffällig sind, mit bereits vorhandenem Wissen oder mit Handlungen verknüpft werden oder häufig wiederholt werden.
3d Beim Lernen verändert sich das Gehirn: Wenn Nervenzellen häufiger genutzt werden, dann werden die Endknöpfchen breiter. Dadurch werden die Verbindungen zwischen den Nervenzellen stärker und elektrische Signale besser weitergeleitet. Beim Lernen werden auch neue Synapsen gebildet, dadurch sind die Nervenzellen stärker miteinander vernetzt. Wenn beim Lernen verschiedene Sinne genutzt werden, dann werden mehr Nervenzellen erregt und es entstehen mehr neue Synapsen. Wenn du Lernstoff oft wiederholst, dann werden diese Veränderungen verstärkt.
3e Die passende Lernmethode kann den Lernerfolg positiv beeinflussen: manche Menschen müssen die Informationen lesen, andere müssen sie sehen oder hören oder darüber sprechen. Beim Lernen können Zusammenfassungen, Skizzen, Mindmaps oder Karteikarten helfen. Wenn mehrere Sinne beteiligt sind und das Erlernte angewendet wird, dann werden Informationen am besten gespeichert.
Die Lernumgebung kann den Lernerfolg positiv beeinflussen: sie sollte hell, bequem, sauber, aufgeräumt und ruhig sein. Elektronische Geräte sollten ausgeschaltet oder auf lautlos gestellt werden, um Störungen zu vermeiden.
Eine gesunde Lebensweise kann den Lernerfolg positiv beeinflussen: Genügend Schlaf ist wichtig, damit Informationen vom Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis gelangen können. Eine ausgewogene Ernährung und regelmäßige Bewegung helfen, die Gehirnfunktion zu verbessern und Stress abzubauen.
Auch die Gefühle beeinflussen, wie gut man etwas lernen kann: Angst und Stress behindern das Lernen, Freude und Entspannung fördern das Lernen. Wenn man Lust darauf hat, etwas Neues zu lernen, und sich auf den Lernstoff konzentriert, dann fällt das Lernen leichter. Wenn man eine Aufgabe erfolgreich löst, dann motiviert das zum Weitermachen.
4a legale Drogen: Alkohol, Tabak, Cannabis / illegale Drogen: Heroin, Kokain, Crystal Meth, Ecstasy, LSD
4b Die meisten Drogen bewirken, dass im Gehirn mehr Dopamin freigesetzt wird oder sie verstärken die Wirkung des Dopamins. Dadurch entstehen zuerst Glücksgefühle, dann wird die Wahrnehmung intensiver und fantasievoller. Ängste verschwinden und ein Gefühl der Entspannung entsteht. Dieser Zustand heißt Rauschzustand.
4c Wenn man eine Droge oft nimmt, dann gewöhnt sich das Gehirn daran und die Wirkung wird schwächer. Dann braucht man die Droge immer öfter und immer mehr davon, um sich gut zu fühlen. Wenn man sich dann entscheidet, die Droge nicht mehr zu nehmen, dann treten körperliche und seelische körperliche und seelische Krankheitsanzeichen auf.
4d Zittern, Nervosität, Aggressivität. Ängste
4e Eine Abhängigkeit ist ein Zustand, in dem der Körper eine Droge braucht. Wenn die Droge nicht mehr genommen wird, dann treten Entzugserscheinungen auf. Abhängige nehmen die Droge nicht mehr, um sich gut zu fühlen, sondern um sich nicht schlecht zu fühlen: Sie entscheiden, die Droge zu nehmen, um keine Entzugserscheinungen zu haben.
Eine Sucht ist eine Krankheit, die entsteht, wenn durch den Konsum von Drogen die Synapsen der Nervenzellen im Gehirn verändert werden. Als Folge dieser Veränderungen kann man keine freie Entscheidung mehr treffen, sondern nimmt die Droge wie unter einem Zwang, fast automatisch. In diesem Zustand kann man das Verlangen nach der Droge und den Konsum nicht mehr kontrollieren.
Abhängigkeit und Sucht unterscheiden sich also durch die Möglichkeit, über den Drogenkonsum zu entscheiden: bei einer Abhängigkeit ist das möglich, bei einer Sucht nicht.
5a Individuelle Lösungen, zum Beispiel: Speicheldrüsen, Herz, Magen, Darm, Leber
5b Sympathikus, Parasympathikus
5c Der Sympathikus erhöht die körperliche Leistung, indem er das Herz schneller schlagen lässt und die Atmung beschleunigt. Der Parasympathikus sorgt für Erholung, aktiviert die Verdauung und hilft beim Aufbau von Energiereserven. Beide arbeiten entgegengesetzt zusammen: was der eine antreibt, wird vom anderen gehemmt.
5d Der Sympathikus erhöht die Herzfrequenz und beschleunigt die Atmung, während der Parasympathikus die Herzfrequenz senkt und die Atmung verlangsamt.
5e Beim Schlafen ist der Parasympathikus aktiv, da er für Erholung und den Aufbau von Energiereserven sorgt.
6a Hormone sind Stoffe, die Informationen übermitteln.
6b Hungergefühl, Körpertemperatur, Entwicklung der Geschlechtsmerkmale.
6c
6d Verschiedene Zellen haben unterschiedliche Rezeptoren auf ihrer Oberfläche. Ein Hormon wirkt nur auf die Zellen, an deren Rezeptoren es binden kann. Weil ein Hormon und ein Rezeptor zueinander passen wie ein Schlüssel in ein Schloss, sagt man: Hormone wirken nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.
6e Melatonin steuert den Schlaf-Wach-Rhythmus. Es wird bei Dunkelheit vermehrt freigesetzt und signalisiert dem Körper, dass es Zeit ist, sich auf den Schlaf vorzubereiten. Melatonin hilft, den Schlaf zu fördern und sorgt dafür, dass wir uns nachts gut ausruhen können.
6f Thyroxin, Calcitonin
6g Calcitonin steuert die Aufnahme von Calcium in die Knochen.
6h Cortisol wirkt entzündungshemmend, indem es die Aktivität verschiedener Zellen des Immunsystems dämpft. Dadurch verhindert es, dass Entzündungen zu stark werden und Schäden verursachen.
6i Der Blutzuckerspiegel ist die Menge des Traubenzuckers im Blut.
6j Insulin, Glukagon
6k Diese Hormone werden in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse hergestellt.
6l Insulin wird abgegeben, wenn der Blutzuckerspiegel nach der Nahrungsaufnahme steigt. Es bewirkt, dass Traubenzucker aus dem Blut in die Leber und die Muskeln aufgenommen und als Glykogen gespeichert wird. Dadurch sinkt der Blutzuckerspiegel.
6m Glukagon wird abgegeben, wenn der Blutzuckerspiegel sinkt, beispielsweise bei körperlicher Arbeit oder Sport. Glukagon bewirkt, dass das Glykogen in der Leber zu Traubenzucker abgebaut wird und ins Blut gelangt. Dadurch steigt der Blutzuckerspiegel.
7a starker Durst, Ausscheidung großer Urinmengen, Müdigkeit, Gewichtsabnahme, langsam heilende Wunden, häufige Infektionen
7b Diabetes Typ 1 ist eine genetisch bedingte Krankheit, bei der das Immunsystem die insulinproduzierenden Langerhans-Zellen in der Bauchspeicheldrüse angreift. Dadurch sind die Langerhans-Zellen dauerhaft entzündet und werden zerstört. Dann wird zu wenig oder kein Insulin mehr produziert und es kann nur noch wenig oder kein Traubenzucker mehr in die Körperzellen aufgenommen werden. Aus der Nahrung wird aber weiter Traubenzucker ins Blut aufgenommen, daher steigt der Blutzuckerspiegel stark.
Ursachen für die Entstehung von Diabetes Typ 2 sind neben einer genetischen Veranlagung vor allem Übergewicht, Bewegungsmangel und ungesunde Ernährung. Dadurch gibt es weniger Insulinrezeptoren auf den Zellen oder sie verändern sich so, dass das Insulin nicht mehr zum Rezeptor passt. In der Bauchspeicheldrüse wird zwar noch Insulin gebildet, es kann aber an den Zellen nicht mehr richtig wirken. Weil die Zellen so immer unempfindlicher für Insulin werden, spricht man von Insulinresistenz. Es wird immer mehr Insulin produziert, um den Blutzuckerspiegel zu regulieren.
7c Ein dauerhaft erhöhter Blutzuckerspiegel schädigt die Blutgefäße. Sie entzünden sich, werden steifer und dicker, dadurch steigt der Blutdruck. Die kleinen Blutgefäße in den Augen, den Nieren und an den Nerven sind am häufigsten betroffen. Dadurch entstehen Sehstörungen und Nierenerkrankungen, die Nervenzellen können absterben. Auch Verletzungen der Haut heilen nur sehr langsam. Geschädigte Blutgefäße am Herz und im Gehirn erhöhen das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle. Weil die Zellen nicht genug Traubenzucker bekommen, ist die Zellatmung vermindert. Dadurch steht weniger Energie für die Muskeln und das Nervensystem zur Verfügung und man fühlt sich oft müde und kraftlos.
7d Diabetes Typ 1 muss immer mit Insulin behandelt werden, weil der Körper kein eigenes Insulin mehr produziert. Diabetes Typ 2 kann durch frühzeitige Erkennung und Maßnahmen wie ausgewogene Ernährung, regelmäßige Bewegung und Gewichtsabnahme behandelt werden, da der Körper noch Insulin produziert und zu Beginn der Erkrankung nur wenige Insulinrezeptoren verändert sind. Sport kann die Anzahl der Insulinrezeptoren auf den Zellen erhöhen und auch ihre Funktion verbessern. Beim Sport wird außerdem Traubenzucker aus dem Blut ohne Insulin in die Muskelzellen aufgenommen, dadurch sinkt der Blutzuckerspiegel.
7e Die Entstehung von Diabetes Typ 2 kann man verhindern, indem man auf eine ausgewogene Ernährung achtet, regelmäßig Sport treibt, ein gesundes Körpergewicht hält und nur wenig Zucker und Alkohol konsumiert.
7f Bei zu hohem Blutzuckerspiegel sollte man mit der Diabetikerin oder dem Diabetiker sofort eine Ärztin oder einen Arzt aufsuchen und gegebenenfalls Insulin verabreichen. Bei zu niedrigem Blutzuckerspiegel sollte man der Diabetikerin oder dem Diabetiker schnell Zucker verabreichen, z.B. in Form von Traubenzucker oder süßen Getränken. Wenn sich der Zustand nicht schnell bessert, sollte ebenfalls eine Ärztin oder ein Arzt aufgesucht werden.
8a individuelle Lösungen, zum Beispiel: Prüfungen, Streit mit Freunden, Zeitdruck bei Aufgaben, Lärm, körperliche Schmerzen
8b Bei Stress werden Stressoren im Gehirn wahrgenommen und die Stressreaktion vom vegetativen Nervensystem gesteuert. Der Hypothalamus sendet elektrische Signale über das Rückenmark und die Nerven des Sympathikus. Dadurch schlägt das Herz schneller und die Nebennieren werden angeregt, die Hormone Adrenalin und Noradrenalin abzugeben. Diese Hormone bewirken, dass das Herz schneller schlägt, die Bronchien der Lunge sich erweitern und in Muskeln und Leber mehr Glykogen zu Traubenzucker abgebaut wird. Die Blutgefäße in Herz, Gehirn und Muskeln weiten sich, während sie sich in Verdauungsorganen und Haut verengen.
8c Die Kampf-oder-Flucht-Reaktion ist eine Anpassung des Körpers an gefährliche Situationen, die die Leistungsfähigkeit erhöht. Der Körper wird auf Kampf oder Flucht vorbereitet, indem man schneller reagiert und aufmerksamer wird. Diese Reaktion sichert das Überleben, indem sie den Körper auf die Bewältigung einer Gefahr vorbereitet.
8d Herz, Gehirn und Muskeln müssen in Stresssituationen besonders leistungsfähig sein. Dafür brauchen sie Energie. Diese Energie liefert die Glukose. Wenn in Stresssituationen mehr Glukose ins Blut abgegeben wird, dann kann in den Organen mehr Energie bereitgestellt werden. Das erhöht ihre Leistungsfähigkeit.
8e Wenn lange Zeit viel Cortisol produziert wird, dann kann das negative Folgen haben, wie Muskelabbau und hoher Blutdruck. Dadurch steigt das Risiko für Herzinfarkte oder Schlaganfälle. Die entzündungshemmende Wirkung von Cortisol schwächt auf Dauer das Immunsystem und kann so anfälliger für Infektionen machen. Viel Cortisol stört den Schlaf-Wach-Rhythmus, das kann zu Schlafproblemen und Müdigkeit führen. Auch das Risiko für Depressionen und Angstzustände steigt.