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Sinnesorgane als Reizempfänger

Zwei Aufgaben zu den Sinnesorganen — mit einem Morgen voller Reize und dem Zwei-Punkt-Test.

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Ein Morgen voller Reize

AFB I–II

Am Samstag wird Mia wach, weil die Sonne durchs Fenster scheint. In der Küche duftet es nach Toast. Sie trinkt einen Schluck Orangensaft, der sauer schmeckt. Auf dem Weg nach draußen tritt sie barfuß auf einen spitzen Legostein. Im Bus hört sie ein leises Flüstern aus der letzten Reihe nicht, die Durchsage des Fahrers aber schon. Als der Bus in eine enge Kurve fährt, merkt sie, wie sie zur Seite gedrückt wird.

  1. Nenne alle Sinnesorgane, die in dem Text Reize aufnehmen.
  2. Ordne jedem dieser Sinnesorgane den adäquaten Reiz aus dem Text zu.
  3. Erläutere am Beispiel des Flüsterns und der Durchsage den Begriff Reizschwelle.
  4. Vergleiche das Hören der Durchsage mit dem Bemerken der Kurve.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Gehe den Text Satz für Satz durch. Es sind sechs.
Hinweis zu Aufgabe b)
Unterscheide Reizarten wie Licht, Schall, Stoffe, Druck und Bewegung.
Hinweis zu Aufgabe c)
Beide Reize sind Schall — worin unterscheiden sie sich?
Hinweis zu Aufgabe d)
Nenne Gemeinsamkeiten (Ort, Art des Signals) und Unterschiede (Organ, Reiz).

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Auge (Sonne), Nase (Toastduft), Zunge (Saft), Haut (Legostein), Ohr bzw. Schnecke (Durchsage), Gleichgewichtsorgan (Kurve).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Auge — Licht der Sonne; Nase — Duftstoffe des Toasts; Zunge — gelöste Geschmacksstoffe (Säure) des Safts; Haut — Druck bzw. Schmerz durch den Legostein; Schnecke — Schall der Durchsage; Gleichgewichtsorgan — Bewegung bzw. Lageänderung in der Kurve. (Beim Legostein und in der Kurve melden zusätzlich Drucksinneszellen der Haut.)

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Reizschwelle ist die kleinste Reizstärke, die gerade noch eine Erregung auslöst. Das Flüstern aus der letzten Reihe ist so leise, dass es unter der Reizschwelle der Hörsinneszellen bleibt — Mia hört es nicht. Die Durchsage ist lauter, liegt über der Reizschwelle und wird wahrgenommen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Gemeinsam: Beide Sinnesorgane liegen im Innenohr, beide Sinneszellen erzeugen elektrische Erregung, die zum Gehirn geleitet wird. Unterschied: Die Schnecke antwortet auf Schall, das Gleichgewichtsorgan auf Bewegung und Lage des Kopfes; die Wahrnehmungen im Gehirn sind entsprechend verschieden (Ton bzw. Kippen).

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Der Zwei-Punkt-Test

AFB II–III

Schülerinnen und Schüler setzen einer Person mit geschlossenen Augen die beiden Spitzen eines Stechzirkels auf die Haut. Sie verkleinern den Abstand, bis die Person nur noch eine Spitze spürt. Der kleinste Abstand, bei dem noch zwei Spitzen erkannt werden, heißt Zwei-Punkt-Schwelle.

HautstelleZwei-Punkt-Schwelle
Fingerkuppe2 mm
Lippe5 mm
Handfläche10 mm
Unterarm35 mm
Rücken45 mm
  1. Werte die Tabelle aus.
  2. Interpretiere die Messwerte mithilfe der Drucksinneszellen der Haut.
  3. Widerlege die Aussage: „Am Rücken gibt es gar keine Drucksinneszellen.“
  4. Plane einen Versuch, mit dem man prüfen kann, ob sich die Zwei-Punkt-Schwelle an der Fingerkuppe von Linkshändern und Rechtshändern unterscheidet.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Ordne die Hautstellen und berechne, um welchen Faktor sich Fingerkuppe und Rücken unterscheiden.
Hinweis zu Aufgabe b)
Zwei Spitzen werden nur getrennt gespürt, wenn sie verschiedene Sinneszellen reizen.
Hinweis zu Aufgabe c)
Was spürt die Versuchsperson am Rücken bei 30 mm Abstand?
Hinweis zu Aufgabe d)
Denk an genügend Versuchspersonen, gleiche Bedingungen und Kontrollen, ob die Person rät.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Die Zwei-Punkt-Schwelle ist an der Fingerkuppe am kleinsten (2 mm) und am Rücken am größten (45 mm) — ein Unterschied um etwa das 22-Fache. Lippe und Handfläche liegen dazwischen, der Unterarm nahe beim Rücken. Fingerkuppe und Lippe sind also am feinsten auflösend.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Zwei Spitzen werden nur als zwei erkannt, wenn sie verschiedene Drucksinneszellen erregen und dazwischen mindestens eine nicht erregte liegt. An der Fingerkuppe liegen die Drucksinneszellen sehr dicht, deshalb reichen 2 mm. Am Rücken liegen sie weit auseinander, beide Spitzen fallen bis 45 mm in den Bereich derselben Sinneszelle.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Auch am Rücken spürt die Person bei jedem Abstand eine Berührung — also werden dort Drucksinneszellen erregt. Sie erkennt nur nicht zwei getrennte Spitzen. Die Messwerte zeigen deshalb eine geringere Dichte, aber nicht das Fehlen von Drucksinneszellen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Mehrere Linkshänder und Rechtshänder (z. B. je 10) testen, jeweils Zeigefinger beider Hände. Die Person hält die Augen geschlossen, der Druck der Spitzen ist immer gleich schwach. Abstand in 1-mm-Schritten verringern und zwischendurch zufällig nur eine Spitze aufsetzen, um Raten zu erkennen. Für jede Gruppe den Mittelwert bilden und vergleichen.