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Atembewegung und Gasaustausch der Lunge

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Team Wissenswelt
Atembewegung und Gasaustausch der Lunge
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Beschreibung Atembewegung und Gasaustausch der Lunge

Du erfährst in diesem Video, wie die äußere Atmung beim Menschen abläuft. Dabei siehst du, dass es ein Brust- und eine Bauchatmung gibt und wie diese funktionieren. Dann wird auf den Weg der Atemluft bis hin zu den Lungenbläschen, den Alveolen, eingegangen. Wir erklären dir den Gasaustasuch an den Lungenbläschen und von welchen Faktoren dieser abhängig ist. Dabei siehst du, dass die Luft im Gebirge buchstäblich "dünn" ist.

Transkript Atembewegung und Gasaustausch der Lunge

Die Lunge ist das Atmungsorgan der Säuger und damit auch das des Menschen. Die Lungenflügel bestehen aus zwei beziehungsweise drei Lappen. Sie sind von einer dünnen Haut umgeben. Das Bindegewebe der Lunge besitzt kaum stabilisierende Elemente und ist von vielen Blutgefäßen durchzogen. Die Lunge kann sich nicht selbst bewegen, da sie keine eigene Muskulatur besitzt. Sie ist im Brustkorb zwischen Rippen und Zwerchfell aufgehängt. Das Zwerchfell ist ein großer, flacher Muskel, der quer zwischen der Brusthöhle und der Bauchhöhle liegt und weit in den Brustraum ragt. Bewegen sich nun die Rippen nach oben und das Zwerchfell nach unten, so erweitert sich der Brustraum. Die Lunge weitet sich, wird gedehnt und Luft strömt von außen hinein. Man unterscheidet zwei Atembewegungen: Heben sich nur Brustkorb und Schultern, dann spricht man von Brustatmung. Dabei ziehen sich Muskeln, die zwischen den Rippen liegen, zusammen. Der Brustkorb bewegt sich dabei nach oben. Auch die Schultern werden bei der Brustatmung angehoben. Der Brustraum vergrößert sich. Bei der Bauchatmung flacht das Zwerchfell nach unten ab. Da dabei alle Baucheingeweide nach vorne gedrückt werden, sieht es so aus, als ob sich der Bauch bewegt. Daher der Name. Für Menschen, die viel Luft für ihre Arbeit benötigen, wie zum Beispiel Sänger, ist das Trainieren der Atmung sehr wichtig. Welchen Weg nimmt nun die Atemluft beim Menschen? Zuerst gelangt sie durch die Nase in den Mundrachenraum. Durch die feinen Haare in der Nasenschleimhaut wird sie gesäubert, erwärmt und angefeuchtet. Vorbei an den Stimmbändern im Kehlkopf strömt sie weiter durch die Luftröhre in die Bronchien. Diese verzweigen sich in den rechten und linken Lungenflügel. Die Bronchien zweigen sich weiter auf in die dünneren Bronchiolen. Diese verzweigen sich weiter, bis sie schließlich in winzigen Lungenbläschen, genannt Alveolen, enden. Diese immer weiterreichende Verästelung erinnert an einen Baum. Der luftführende Teil der Lunge wird auch als Bronchialbaum bezeichnet. In den Lungenbläschen oder Alveolen enden die Verzweigungen. Dort findet der Gasaustausch zwischen Luft und Blut statt. Die Wand der Alveolen ist extrem dünn und von einem dichten Kapillarnetz, das heißt feinsten Blutgefäßen, umgeben. Das Blut kommt aus dem Körper und ist sauerstoffarm und kohlenstoffdioxidreich. Das Kohlenstoffdioxid wandert, man sagt diffundiert, aus dem Blut in die Alveolen. Gleichzeitig tritt Sauerstoff aus der Luft ins Blut über und wird an die roten Blutkörperchen gebunden. Je nach körperlicher Belastung ist der Sauerstoffverbrauch im Körper unterschiedlich. Beim Schlafen brauchen wir am wenigsten Luft. Fünfhundert Milliliter genügen einem Erwachsenen pro Atemzug. Er atmet circa zwanzigmal pro Minute. Das Herz schlägt circa sechzigmal pro Minute. Treiben wir Sport, steigt wegen der Muskelarbeit der Sauerstoffbedarf stark an. Wir atmen schneller und tiefer ein, bis zu 4,8 Liter pro Atemzug und bis zu fünfzigmal pro Minute. Das Herz kann dabei je nach Anstrengung bis zu einhundertachtzigmal pro Minute schlagen und so den Sauerstoff mit dem Blut schneller verteilen. Im Leistungssport wird die Leistungsfähigkeit bei Langzeitsportarten über den Sauerstoffbedarf des Sportlers gemessen. In verschiedenen Höhen ist aufgrund des unterschiedlichen Luftdrucks auch der Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft verschieden. So müssen wir bei einer Bergtour viel öfter ein- und ausatmen als bei einem Aufenthalt an der Nordsee. Unser Gehirn reagiert am empfindlichsten auf unterschiedliche Sauerstoffversorgung. So können wir auf Meereshöhe viel schneller Mathematikaufgaben lösen als in achttausend Meter Höhe. Und uns passieren dabei auch wesentlich weniger Fehler. Auch unsere Schreibschrift ist auf Meereshöhe viel ordentlicher. Luft, möglichst reine, sauerstoffhaltige Luft, ist lebensnotwendig.

8 Kommentare

8 Kommentare
  1. Hallo Praxis 27,
    vielen Dank für Ihren Kommentar! Kennen Sie schon das Video "Die Atembewegung (Basiswissen)"? Hier werden die beiden Arten der Atmung ab 1:45 gegenübergestellt. Hier der Link zum Video:
    https://www.sofatutor.com/biologie/videos/die-atembewegung-basiswissen
    Ich hoffe, dass hilft Ihrem Kind weiter.
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor etwa 2 Jahren
  2. Hallo ich finde Sofatutor.com aus sehr hilfreich, aber können sie nicht auch ein Video zum Thema Bauchatmung erstellen? Das würde meinem einen Kind ziemlich helfen . Nochmal zur Veranschaulichung! Auch für ihre Klassenkameraden die vielleicht oder ganz bestimmt auch diese Lernapp nutzen würde es hilfreich sein ! Und gleichzeitig können Sie auch Brustatmung erklären bitte ?!!!!!

    Von Praxis 27, vor etwa 2 Jahren
  3. Sehr hilfreich

    Von Itslearning Nutzer 2535 44013, vor mehr als 2 Jahren
  4. Es war etwas kompliziert zu verstehen
    Aber es war gut erklärt und ich hoffe in in der Klasserarbeit gut abzuschneiden

    Von Yatisi610, vor fast 3 Jahren
  5. Ich denke, dass die Basis Aufgabe falsch ist,weil Sauerstoff aus den LungenBLÄSCHEN un das Blut diffundieren

    Von Jula A., vor fast 3 Jahren
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Atembewegung und Gasaustausch der Lunge Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Atembewegung und Gasaustausch der Lunge kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne die einzelnen Atmungsorgane beim Menschen.

    Tipps

    Der Weg der Luft führt von außen nach innen und dort von großen luftleitenden Röhren bis hin zu immer kleiner werdenden Verzweigungen.

    Die kleinen, feinen Bronchien werden als Bronchiolen bezeichnet.

    Der Mensch besitzt zwei Lungenflügel.

    Lösung

    Luft wird über die Nase oder den Mund eingeatmet und strömt durch den Rachen und den Kehlkopf über die Luftröhre in die Bronchien. Diese luftführenden Organe verästeln sich weiter in die Bronchiolen, welche in den Lungenbläschen enden.
    Die Lunge ist ein paariges Organ, welches aus dem dreilappigen rechten Lungenflügel (im Bild links), sowie dem zweilappigen linken Lungenflügel (im Bild rechts) besteht. Bei der Atmung wird die Lunge durch die Zwischenrippenmuskulatur sowie das Zwerchfell bewegt.

  • Beschreibe die Funktion der Atmungsorgane.

    Tipps

    Überlege, welchen Weg die Atemluft nimmt. Sie wird zu Beginn dieses Weges für ihre Reise durch die Atemwege vorbereitet. An ihrem Zielort gibt sie ihre kostbare Fracht, die Sauerstoffmoleküle, an das Blut ab.

    Lösung

    Atemluft, welche über die Nase eintritt, wird mit Hilfe der Nasenschleimhaut erwärmt und befeuchtet. Auch Schmutz und Bakterien werden zum Teil entfernt. Die weiteren Atemwege, bestehend aus Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen führen die Atemluft bis hin zu den Lungenbläschen am Ende der Bronchiolen. Hier findet der Gasaustausch zwischen Atemluft und Blut statt.
    Um die Einatmung zu ermöglichen, wird die Lunge über das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskulatur bewegt. Bei Anspannung dieser Muskulatur wird die Lunge erweitert, sodass Luft einströmt.

  • Beschreibe den Gasaustausch in der Lunge.

    Tipps

    Vereinfacht gesagt, wandern die Teilchen, aus denen Stoffe wie Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid bestehen, bei der Diffusion immer in eine bestimmte Richtung. Sie wandern vom Ort, an dem sie wenig Platz haben (aufgrund von Gedränge vieler gleichartiger Teilchen) zum Ort, an dem sie viel Platz haben.

    Betrachte das Wort Gasaustausch einmal genauer. Um welche Gase handelt es hierbei? Welches Gas wird in welche Richtung ausgetauscht?

    Lösung

    Unser Körper benötigt Sauerstoff aus der Luft, um die Energieversorgung sicher zu stellen. Bei diesem Prozess fällt Kohlenstoffdioxid als Abfallprodukt an.

    Sauerstoff wird über die Atemwege ins Körperinnere transportiert und dort in den Lungenbläschen, oder auch Alveolen, ans Blut abgegeben. Gleichzeitig wird überschüssiges Kohlenstoffdioxid aus dem Blut an die Luft in den Alveolen abgegeben und beim nächsten Ausatemvorgang nach draußen transportiert. Dieser Vorgang nennt sich Gasaustausch, da Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid ausgetauscht werden.

    Der Austausch findet mittels Diffusion statt. Die Wände der Alveolen sowie des sie umgebenden Kapillarnetzes sind sehr dünn, sodass Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid durch sie hindurch diffundieren können. Diffusion findet immer vom Ort der höheren Konzentration zum Ort der niedrigeren Konzentration statt. Sauerstoff diffundiert also vom Inneren der Alveole ins Kapillarblut, Kohlenstoffdioxid wandert in die entgegengesetzte Richtung.

    Aus dem sauerstoffarmen, kohlenstoffdioxidreichen Blut, welches vom Körper kommend durch die Lungenkapillaren strömt wird sauerstoffreiches, kohlenstoffidoxidarmes Blut, welches danach im gesamten Körper verteilt wird. Dabei geben die roten Blutkörperchen in den Lungenkapillaren ein Kohlenstoffdioxidmolekül ab und nehmen stattdessen ein Sauerstoffmolekül auf.

  • Erkläre, wie die Herz-Lungen-Wiederbelebung einer bewusstlosen Person abläuft.

    Tipps

    Bei der Ersten Hilfe an einer bewusstlosen Person ohne Atmung versucht der Ersthelfer, möglichst viele Funktionen überlebenswichtiger Organe zu ersetzen. Zwei dieser Organe sind Herz und Lunge. Wie genau kann der Ersthelfer von außen die Funktion dieser Organe übernehmen?

    Lösung

    Bevor ein Ersthelfer die Herz-Lungen-Wiederbelebung durchführt, wählt er den Notruf, um möglichst schnell professionelle Hilfe zu erhalten. Die Rettungskräfte können mit Medikamenten, Defibrillatoren oder Beatmungsgeräten mehr erreichen als der Ersthelfer.

    Bei der Herz-Lungen-Wiederbelebung übernimmt der Ersthelfer die Funktion des Herzens und der Lunge. Um den vorhandenen Sauerstoff im Körper zu verteilen, wird als Erstes 30 Mal die Herzdruckmassage im Tempo von 100 bis 120 Schlägen pro Minute durchgeführt. Dabei sollte der Brustkorb circa 5 cm eingedrückt werden, damit das Blut möglichst effizient durch den Körper gepumpt wird. Anschließend wird zwei Mal die Beatmung über den Mund oder die Nase durchgeführt. Damit die Atemluft auch in den Lungenbläschen ankommt, wird der Kopf des Verunglückten überstreckt. Damit wird sichergestellt, dass die Atemwege frei und nicht durch den Zungenmuskel verschlossen sind.

    Das Ziel der Herz-Lungen-Wiederbelebung ist es, das Gehirn des Verunglückten bis zum Eintreffen der Rettungskräfte mit Sauerstoff zu versorgen.

  • Vergleiche Brust- und Bauchatmung miteinander.

    Tipps

    Die Abbildung zeigt links die Brustatmung und rechts die Bauchatmung. Vergleiche die Darstellungen miteinander.

    Drei der Begriffe lassen sich allein anhand ihres Namens zuordnen.

    Lösung

    Bei der Brustatmung werden beim Einatmen die Schultern angehoben und die Zwischenrippenmuskulatur angespannt, wodurch sich die Rippen heben. Da die Lunge elastisch ist und fest an der Brustkorbwand anliegt, folgt sie dieser Bewegung und wird geweitet. Es entsteht ein Unterdruck in der Lunge, wodurch Luft hineinströmt.

    Bei der Bauchatmung wird das Zwerchfell beim Einatmen angespannt. Dieser lange, flache Muskel trennt die Brusthöhle von der Bauchhöhle und liegt im entspannten Zustand nach oben gewölbt vor. Bei Anspannung flacht das Zwerchfell ab und verlängert den Brustraum nach unten. Die Lunge kann sich nach unten ausdehnen und Luft strömt hinein. Die Organe in der Bauchhöhle haben dadurch weniger Platz und schieben die Bauchdecke nach außen.

    Bei beiden Formen der Atmung geschieht das Einatmen aktiv durch die Zwischenrippenmuskulatur bzw. das Zwerchfell. Das Ausatmen geschieht passiv durch die Eigenelastizität der Lunge. Meist wird die Bauch- und Brustatmung kombiniert eingesetzt.

  • Beschreibe, wie sich der Luftdruck auf den Körper auswirkt.

    Tipps

    Viele Bergsteiger, die auf sehr hohe Gebirge wie den Mount Everest steigen, greifen auf eine künstliche Sauerstoffversorgung zurück. Warum ist das notwendig?

    Die Zusammensetzung der Luft ist in allen Höhenlagen gleich. Mit zunehmender Höhe sinkt der Luftdruck und damit auch das Gewicht der Luft. Dieses Gewicht wird ausgemacht durch das Gewicht der Gase, aus denen die Luft zusammengesetzt ist. Was bedeutet also ein geringeres Gewicht für die Anzahl an Molekülen in der Luft?

    Lösung

    Der Sauerstoffgehalt der Luft beträgt in jeder Höhe 21 % vom gesamten Gasgemisch. Der Luftdruck, also das Gewicht der Luft, sinkt jedoch mit steigender Höhe. Dieses Gewicht setzt sich zusammen aus dem Gewicht der Moleküle, welche im Gasgemisch Luft vorhanden sind. Weniger Gewicht bedeutet also auch weniger Moleküle.

    Der menschliche Körper benötigt Sauerstoff zur Energieproduktion. Der Bedarf eines Körpers an Sauerstoff ist in jeder Höhenlage gleich. Sind in großer Höhe weniger Sauerstoffmoleküle vorhanden, muss ein Bergsteiger häufiger atmen, um seinen Bedarf an Sauerstoff zu decken. Das geht mit einem erhöhten Puls einher, um den wenigen Sauerstoff optimal im Körper zu verteilen. Daher ermüdet ein Bergsteiger schneller als ein Strandspaziergänger.

    Auf dem Mount Everest, mit 8,85 km der höchste Berg der Welt, ist der Luftdruck mit 33 kPa mehr als dreimal geringer als auf Höhe des Meeresspiegels mit 101,3 kPa.

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