Beim Arzt: Reflexe prüfen
AFB I–IIBei einer Vorsorgeuntersuchung prüft die Ärztin mehrere Reflexe. Sie schlägt mit einem kleinen Hämmerchen unter die Kniescheibe — der Unterschenkel schnellt nach vorn. Dann leuchtet sie mit einer Lampe ins Auge — die Pupille wird eng. Zum Schluss pustet sie einen Luftstoß gegen das Auge — das Lid schließt sich.
Anschließend soll der Patient auf ein Signal hin so schnell wie möglich einen Knopf drücken. Das dauert deutlich länger als die Reflexe.
- Nenne die drei Reflexe, die die Ärztin prüft.
- Stelle den Reflexbogen des Kniesehnenreflexes als Pfeilkette dar.
- Begründe mithilfe von zwei Merkmalen, dass das Zurückschnellen des Unterschenkels ein Reflex ist.
- Vergleiche den Kniesehnenreflex mit dem Drücken des Knopfes.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Kniesehnenreflex, Pupillenreflex und Lidschlussreflex.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Schlag auf die Sehne (Reiz) → Dehnung des Oberschenkelmuskels → Sinneszellen im Muskel → sensorische Nervenfaser → Rückenmark (Umschaltung) → motorische Nervenfaser → Oberschenkelmuskel zieht sich zusammen → Unterschenkel schnellt vor.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Die Bewegung erfolgt automatisch, ohne dass der Patient darüber nachdenkt oder sie verhindern kann. Sie ist angeboren und läuft bei jedem Schlag immer gleich ab. Außerdem wird sie im Rückenmark umgeschaltet, ohne Umweg über das Gehirn.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Beim Kniesehnenreflex läuft die Erregung nur bis zum Rückenmark und direkt zurück zum Muskel; er ist angeboren und sehr schnell. Beim Knopfdrücken muss das Signal erst ins Gehirn, dort wahrgenommen und eine Entscheidung getroffen werden; erst dann geht der Befehl zum Muskel. Diese bewusste Reaktion dauert etwa 0,2 s, also deutlich länger, kann aber durch Übung schneller werden. Gemeinsam ist beiden: Sinneszellen, sensorische und motorische Nervenfasern und ein Muskel sind beteiligt.
Klick-Test in der Klasse
AFB II–IIIEine Klasse misst ihre Reaktionszeit am Computer: Sobald der Bildschirm grün wird, klickt man so schnell wie möglich die Maustaste. Jonas macht fünf Durchgänge hintereinander.
| Durchgang | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Reaktionszeit | 0,31 s | 0,27 s | 0,25 s | 0,24 s | 0,23 s |
Nach dem Test sagt Jonas: „Mit etwas Übung habe ich bessere Reflexe bekommen.“ Lea vermutet, dass man langsamer reagiert, wenn man sich gleichzeitig unterhält.
- Berechne die mittlere Reaktionszeit von Jonas.
- Werte die Messreihe aus.
- Überprüfe die Aussage von Jonas.
- Entwickle ein Experiment, mit dem die Klasse Leas Vermutung prüfen kann.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
(0,31 + 0,27 + 0,25 + 0,24 + 0,23) s : 5 = 1,30 s : 5 = 0,26 s.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Die Reaktionszeit nimmt von 0,31 s auf 0,23 s ab. Anfangs sinkt sie deutlich, später nur noch wenig. Jonas wird durch Übung schneller, nähert sich aber einem Wert von etwa 0,2 s, der nicht mehr wesentlich unterschritten wird.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Die Aussage ist falsch. Der Klick ist eine bewusste Reaktion: Das Grün wird im Großhirn wahrgenommen, dort wird entschieden, und erst dann geht der Befehl zum Finger. Reflexe sind angeboren, laufen über das Rückenmark und lassen sich durch Übung nicht verbessern. Jonas hat also nicht seine Reflexe, sondern seine bewusste Reaktion trainiert.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Jede Person übt zuerst einige Durchgänge, damit der Übungseffekt die Messung nicht verfälscht. Dann macht sie zum Beispiel zehn Durchgänge in Ruhe und zehn Durchgänge, während sie sich mit einer Mitschülerin unterhält; die Reihenfolge wird bei der Hälfte der Klasse vertauscht. Computer, Maus, Sitzposition und Tageszeit bleiben gleich. Für jede Bedingung wird die mittlere Reaktionszeit berechnet. Ist sie mit Gespräch bei den meisten Personen deutlich größer, wird die Vermutung bestätigt.