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Das Herz – eine Pumpe

Zwei Sachaufgaben zu Herztönen und Herzleistung — mit Hinweisen und Erwartungshorizont.

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1

Das Stethoskop

AFB I–II

Beim Abhören des Herzens hört Dr. Özdemir pro Herzschlag zwei Töne: „Lub — dub“. Der erste Ton entsteht zu Beginn der Systole, der zweite zu Beginn der Diastole.

  1. Beschreibe den Bau des Herzens.
  2. Stelle in einer Tabelle dar, welche Klappen in Systole und Diastole geöffnet bzw. geschlossen sind.
  3. Erkläre , welche Klappen den ersten und welche den zweiten Herzton verursachen.
  4. Begründe , warum die Wand der linken Kammer dicker ist als die der rechten.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Hälften, Räume, Klappen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Zwei Zeilen (Systole, Diastole), zwei Spalten (Segelklappen, Taschenklappen).
Hinweis zu Aufgabe c)
Ein Ton entsteht, wenn Klappen zuschlagen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Wohin pumpt welche Kammer?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Die Herzscheidewand teilt das Herz in eine rechte und eine linke Hälfte, jede mit Vorhof und Kammer. Zwischen Vorhof und Kammer liegen Segelklappen, am Ausgang der Kammern zu Lungenarterie und Aorta Taschenklappen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Systole: Segelklappen geschlossen, Taschenklappen offen. Diastole: Segelklappen offen, Taschenklappen geschlossen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Zu Beginn der Systole schlagen die Segelklappen zu — erster Ton. Zu Beginn der Diastole schließen sich die Taschenklappen — zweiter Ton.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Die linke Kammer pumpt das Blut durch den ganzen Körperkreislauf und muss dafür einen hohen Druck aufbauen. Die rechte Kammer pumpt nur durch die nahe Lunge. Mehr Arbeit erfordert mehr Muskel.

2

Herz im Training

AFB II–III

Die Tabelle zeigt typische Werte eines Jugendlichen.

SituationHerzfrequenzSchlagvolumen
Ruhe70 pro min70 ml
Joggen140 pro min90 ml
Sprint190 pro min100 ml
  1. Berechne das Herzminutenvolumen in allen drei Situationen.
  2. Interpretiere die Ergebnisse: Wie steigert das Herz seine Leistung?
  3. Stelle eine Vermutung auf , warum Ausdauersportler in Ruhe oft nur 50 Schläge pro Minute haben.
  4. Beurteile die Aussage: „Ein Herz, das langsam schlägt, ist schwach.“

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
HMV = Schlagvolumen · Herzfrequenz; rechne in Liter um.
Hinweis zu Aufgabe b)
Welcher Wert steigt stärker?
Hinweis zu Aufgabe c)
Was passiert mit einem Muskel durch Training?
Hinweis zu Aufgabe d)
Beziehe dich auf das Schlagvolumen.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Ruhe: 70 ml · 70 = 4900 ml ≈ 4,9 l pro Minute. Joggen: 90 ml · 140 = 12 600 ml = 12,6 l. Sprint: 100 ml · 190 = 19 000 ml = 19 l.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Das Herz pumpt beim Sprint fast viermal so viel Blut wie in Ruhe. Die Herzfrequenz steigt fast auf das Dreifache, das Schlagvolumen nur um etwa die Hälfte; die Steigerung kommt vor allem über die Frequenz.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Durch Ausdauertraining wird der Herzmuskel kräftiger, das Schlagvolumen größer. Um in Ruhe dieselben rund 5 l pro Minute zu pumpen, reichen dann weniger Schläge.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Die Aussage ist in dieser Form falsch: Bei Sportlern schlägt ein kräftiges Herz langsam, weil es pro Schlag mehr Blut auswirft. Ein langsamer Puls kann aber auch krankhaft sein; entscheidend ist, ob genug Blut pro Minute gepumpt wird.