Ein- und Ausatemluft
AFB I–IIDie Tabelle zeigt die Zusammensetzung von Einatemluft und Ausatemluft (gerundet, ohne Edelgase).
| Gas | Einatemluft | Ausatemluft |
|---|---|---|
| Stickstoff | 78 % | 78 % |
| Sauerstoff | 21 % | 17 % |
| Kohlenstoffdioxid | 0,04 % | 4 % |
| Wasserdampf | wenig | viel |
- Entnimm der Tabelle, welche Gase sich beim Atmen verändern und welches gleich bleibt.
- Beschreibe den Bau der Lungenbläschen.
- Erkläre die Veränderung bei Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid mithilfe der Diffusion.
- Begründe , warum der Anteil an Stickstoff gleich bleibt.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Sauerstoff nimmt ab (21 % → 17 %), Kohlenstoffdioxid nimmt zu (0,04 % → 4 %), Wasserdampf nimmt zu. Stickstoff bleibt bei 78 %.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Rund 300 Millionen winzige Lungenbläschen sitzen traubenförmig an den Enden der Bronchiolen. Sie haben zusammen eine Oberfläche von etwa 100 m², sind von Kapillaren umsponnen, und die Wand zwischen Luft und Blut ist sehr dünn.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Im Lungenbläschen ist die Sauerstoffkonzentration höher als im ankommenden Blut; Sauerstoff diffundiert ins Blut, deshalb enthält die Ausatemluft weniger. Kohlenstoffdioxid ist im ankommenden Blut höher konzentriert und diffundiert in die Bläschen; es wird ausgeatmet.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Stickstoff wird im Körper weder verbraucht noch gebildet. Seine Konzentration ist in Luft und Blut gleich, deshalb gibt es keinen Austausch.
Bergsteigen in 5000 Metern
AFB II–IIIAuf einem 5000 m hohen Berg ist die Luft „dünner“: Ein Liter Luft enthält nur etwa halb so viele Teilchen wie am Meer. Der Anteil des Sauerstoffs an allen Teilchen beträgt aber auch dort 21 %.
Bergsteiger atmen in dieser Höhe schneller und tiefer und sind trotzdem bei Anstrengung schnell erschöpft.
- Erläutere , warum in großer Höhe weniger Sauerstoff ins Blut diffundiert.
- Vergleiche den Gasaustausch in 5000 m Höhe mit dem Gasaustausch am Meer.
- Stelle eine Vermutung auf , warum Bergsteiger schneller und tiefer atmen.
- Beurteile die Aussage: „Oben auf dem Berg besteht die Luft nur noch zu 10 % aus Sauerstoff.“
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
In jedem Atemzug gelangen nur etwa halb so viele Sauerstoffteilchen in die Lungenbläschen. Der Konzentrationsunterschied zwischen Luft und Blut ist kleiner, deshalb diffundiert in derselben Zeit weniger Sauerstoff ins Blut.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Gleich bleiben Bau der Lunge, Oberfläche, Wanddicke und die Richtung der Diffusion. Unterschiedlich ist die Menge: Am Meer ist der Konzentrationsunterschied groß, in 5000 m klein — es wird weniger Sauerstoff aufgenommen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Durch schnelleres und tieferes Atmen gelangt pro Minute mehr Luft in die Lungenbläschen. So kommen trotz dünner Luft mehr Sauerstoffteilchen an, und der Konzentrationsunterschied bleibt größer.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Die Aussage ist falsch: Der Anteil des Sauerstoffs bleibt bei 21 %. Nur die Zahl aller Teilchen pro Liter ist kleiner — also gibt es insgesamt weniger Sauerstoffteilchen pro Atemzug.