Kiemen – Bau und Funktion

Kiemen – Bau und Funktion Übung

• Benenne zentrale Elemente der Fischatmung.

  Tipps

  An den Kapillaren wird Sauerstoff aus dem Wasser aufgenommen.

  Wassser und Blut fließen im Gegenstromprinzip aneinander vorbei.

  Lösung

  Die einzelnen Kiemenblättchen liegen dicht nebeneinander befestigt an den Kiemenbögen. In ihnen befinden sich Blutgefäße, die sich immer feiner und dünner vernetzen. Die feinsten Blutgefäße bezeichnet man als Kapillare. Wird frisches, sauerstoffreiches Wasser durch die Zwischenräume der einzelnen Kiemenblätter gepumpt, kann das Blut in den feinen Kapillaren den Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen. Wasser und Blut fließen dabei in entgegengesetzten Richtungen aneinander vorbei. Nachdem das Wasser an den Kiemenblättern vorbeigepumpt worden ist, enthält es weniger Sauerstoff als zuvor.

• Beurteile zentrale Aussagen zu Wasser und Kiemen.

  Tipps

  Im Sommer kann es dazu kommen, dass Fische in einem zu warmen Teich ersticken.

  Kiemenblättchen müssen stets sauber gehalten werden, damit sie gut funktionieren und nicht beschädigt werden.

  Lösung

  Fische können unter Wasser atmen, denn im Wasser befindet sich auch Sauerstoff, wenn auch sehr viel weniger als in der Luft. 10 ml Sauerstoff findet man in einem Liter Wasser. Je nach Temperatur kann unterschiedlich viel Sauerstoff im Wasser gelöst sein. Kaltes Wasser ist dabei sauerstoffreicher als warmes Wasser. Im Gegenstromprinzip fließt dann das sauerstoffreiche Wasser an den Kiemenblättchen vorbei. Kiemenreusen verhindern, dass die Kiemenblättchen verschmutzen oder durch Dreck verletzt werden.

• Bestimme die Temperatur der Wasserproben.

  Tipps

  Eine kalte Limonade schäumt beim Öffnen nicht so sehr wie eine warme.

  Kohlenstoffdioxid ist ein Gas.

  Lösung

  Wie auch bei Sauerstoff handelt es sich bei Kohlenstoffdioxid um ein Gas, das in Wasser gelöst werden kann. Auch die Temperaturabhänigkeit des Kohlenstoffdioxids ist nicht anders als beim Sauerstoff. In kaltem Wasser kann mehr Kohlenstoffdioxid gelöst sein als in warmem. Die richtige Reihenfolge ist als erstes die Probe mit wenig gelöstem Kohlenstoffdioxid, bis zur Probe mit dem meisten Kohlenstoffdioxid.

• Nenne Beispiele für das Prinzip der Oberflächenvergrößerung.

  Tipps

  Kiemenkapillare nutzen die Oberflächenvergrößerung für den Gasaustausch.

  Der Gasaustausch einer Amphibienlunge ist nicht so effizient wie der Gasaustausch bei einer Säugerlunge.

  Für die Herstellung von fünf 200-ml-Gefäßen benötigt man mehr Material als für ein 1000-ml-Gefäß.

  Lösung

  Außer bei dem gebogenen Rohr, handelt es sich bei allen gezeigten Abbildungen um das Prinzip der Oberflächenvergrößerung. Bei den Blutgefäßen wird beispielsweise gezeigt, wie durch die Verflechtung in dünne Gefäße die Oberfläche des Gefäßes vergrößert wird. Auch die Lungen sind ein Beispiel der Oberflächenvergrößerung. Gezeigt ist eine weniger stark verzweigte Amphibienlunge und eine stark verzweigte Säugerlunge. Säuger haben durch die enorme Oberflächenvergrößerung einen effizienteren Gasaustausch als die Amphibien. Amphibien müssen zusätzlich ihre Hautatmung nutzen, um genügend Sauerstoff aufnehmen zu können.

• Nenne die Funktionen der Kiemenbestandteile.

  Tipps

  Kiemenblättchen haben auf Grund ihrer starken Durchblutung eine rote Färbung.

  Kiemenbögen sind knöchern und fest.

  Lösung

  Die Kiemen eines Fisches liegen hinter den Augen, gut geschützt hinter den Kiemendeckeln. Am hinteren Deckelende liegt die Kiemenspalte, über die das Wasser für die Atmung wieder herausgepresst werden kann. Hinter den Kiemendeckeln sieht man, wie viele kleine Kiemenblättchen an den knöchernen Kiemenbögen befestigt sind. In den tiefrot gefärbten Kiemenblättchen befinden sich feinste Blutgefäße für die Sauerstoffaufnahme. Kiemen an den Kiemenreusen können wie ein Kamm Nährstoffe und andere Bestandteile aus dem Wasser filtern, die die feinen Kiemenblättchen beschädigen könnten.

• Bestimme, bei welcher Abbildung das Gegenstromprinzip der Kiemen korrekt gezeigt wird.

  Tipps

  Das Blut in den Blutgefäßen fließt in die entgegengesetzte Richtung des Wassers.

  Wie an einem Fahnenmast sind die Kiemenblättchen an den Kiemenbögen befestigt. Das Wasser ist dabei wie der Wind für die Fahne.

  Lösung

  Fische pressen durch das Schließen des Mauls das Wasser in den hinteren Mundraum, an den Kiemen vorbei. Kiemenbogen und Kiemenblättchen kannst du dir wie Fahnenmast und Fahne vorstellen. Die Kiemenblättchen sind wie kleine Fähnchen am Kiemenbogen befestigt. Das Wasser fließt an den Kiemenblättchen so vorbei wie der Wind an einer Fahne. Das Blut in den Kiemenblättchen fließt in den Blutgefäßen in die entgegengesetzte Richtung des Wassers. Sauerstoffarmes Blut wird zunächst bis in die Spitzen der Kiemenblättchen gepumpt, wo es dann durch feine Kiemenkapillaren zurück Richtung Kiemenbogen fließt.