LOGIN | NEU REGISTRIEREN

Schule > Biologie > Menschen > Bau und Funktion des Wirbeltierauges am Beispiel Mensch

Abb. 1: Bau des Wirbeltierauges

(Quelle: http://www.gerweroptik.ch/auge.jpg)
Abb. 2: Bau der Netzhaut
(Quelle: http://www.medizinfo.de/)
Abb. 3: Bildentstehung beim Auge
(Quelle: http://www.sn.schule.de/~physikms/material/pruefung/phprf97/auge.jpg)
Abb.4: Ferneinstellung der Linse Abb.5: Naheinstellung der Linse
(Quelle: http://www.igaoptic.de/besucher/mainseiten/rundumsB/Sehenwasistdas/Akkomodation.html)
Regler
*Vierhügelplatte
(=,Dach” des Mittelhirns)
Messglied Stellglied
*Sehrinde *Irismuskulatur
Regelgröße
*retinale Beleuchtungsstärke
Störgröße
*Hell- oder Dunkelsprünge
Abb. 6: Regelkreis zur Adaption
Abb. 7: Kurzsichtigkeit Abb.8: Korrektur durch Konkavlinse
Abb.9: Weitsichtigkeit Abb.10: Korrektur durch Konvexlinse
(Quelle: http://www.pae.asn-graz.ac.at/linux2/tutor-bu/dasauge.html#2.2 Sehstörungen)
1 Einleitung
Auge eines der 5 Sinnesorgane
vielleicht wichtigstes
Blindgeborene
2 Bau und Funktion des Wirbeltierauges am Beispiel Mensch
2.1 Organe des Auges
2.1.1
Folie + Lb. S. 313
Auge --> Augapfel und Einrichtungen für Bew. und Schutz ( Muskeln, Wimpern, Lider, Tränenapparat)
Augapfel in knöcherne Augenhöhle gebettet
Fkt. einiger Organe benennen

a) Hornhaut:
an Vorderseite der Lederhaut
durchsichtig; frei von Gefäßen --> lässt Licht ungehindert durchdringen

b) Regenbogenhaut (Iris):
bestehend aus Teilen der Ader- als auch der Netzhaut
unterschiedl. Färbung durch Pigmentschicht
Fkt. Blende --> Regelung d. Lichteinfalls auf Netzhaut durch Pupille
mit Hilfe zweier Muskel: Schließmuskel der Pupille (kreisförmig);
Erweiterer ( radspeichenartig)
mit vegetativem Nervensystem verbunden --> nicht dem Willen unterworfen --> auch Gefühlsregungen führen zur Veränderung der Pupille

c) Pupille:
= Sehöffnung
Durchmesser --> Vergrößerung/ Verkleinerung je nach Lichteinfall best. von Iris
hoher Lichteinfall --> Schutz durch Verkleinerung;
niedriger Lichteinfall --> möglichst viel Licht einfangen (Vergrößerung)
unterstützt Vorgang der Schärfeneinstellung --> Naheinstellung der Linse –> Vergrößerung; Ferneinstellung --> Verkleinerung

d) Linse:
an Hinterseite stärker gekrümmt (--> bikonvexe Linse)
aus Schichten unterschiedlicher Brechkraft aufgebaut
Substanz d. ~ aus schalenartig angehornten Fasern
~ von Kapsel ( widerstandfähige, elastische Haut) umgeben --> dort befestigt: Fasern d. Strahlenfortsätze --> Zug d. Fasern --> Krümmung bestimmend
Fkt.: Akkomodation mit Hilfe des Linsenmuskels;
dt. Physiologe und Physiker Hermann Helmholtz --> 1. Beschreibung der Funktion

e) Strahlenkörper:
zw. Iris und Aderhaut (hohe Zahl an Blutgefäßen)
umfasst Linsenmuskel und Strahlenfortsätze

f) Aderhaut:
Versorgungsschicht
viele Blutgefäße --> Ernährung; Aufrechterhaltung der Temperatur
g) Glaskörper
bestehend aus wasserklarer Gallerte; von dünner Membran umhüllt
bildet Glaskörperraum --> nimmt Hauptteil des Augapfels ein
2.1.2 Schutzorgane des Auges
Augenbrauen --> Schutz vor Schweiß
Wimpern --> Staubschutz; Dämpfung zu grellen Lichtes
Lider --> Lidschlag --> Verteilung der Tränenflüssigkeit
2.1.3 Bau und Funktion der Netzhaut
Folie

a) Bau:
auch Retina
innerste Augenhaut
entspr. Verlängerung des Sehnervs
nervöser Teil --> 3 Schichten : Photorezeptoren; bipolare Ganglienzellen; multipolare Ganglienzellen
Photorezeptoren erster Schicht --> Dendriten der Sehnervenganglienzellen
Form --> Unterscheidung: kegelförmige Zapfen; zylinderförmige Stäbchen
ungleich auf Netzhaut verteilt
Mitte der ~: gelber Fleck ( Stelle d. schärfsten Sehens) --> Farbzapfen bes. dicht; in dessen Zentrum --> Sehgrube (nur mit gelbl. Zapfen besetzt)
je größer Abstand von Sehgrube --> weniger Zapfen
Rand d. ~: rötliche Stäbchen ( enth. Sehpurpur) u. Stützzellen
Stäbchen u. Zapfen über Neuriten mit bipolaren Ganglienzellen verbunden
über Axone mit multipolaren Ganglienzellen (= 3. Schicht)verbunden
multipolare Ganglienzellen empfangen Impulse aus zweiter Schicht
Axone: bilden Sehnerv; verlassen Augapfel
Austrittsstelle --> frei von Sinneszellen --> blinder Fleck

b) Funktion:
Reizaufnahme durch Lichtsinneszellen
ges. ca. 125 Mio. Zellen; < Stäbchen
Photorezeptorschicht –> Rezeptoren (Stäbchen und Zapfen)
Erregung durch elektromagnetische Wellen --> Grundlage für Sehsinnesorgan
enthalten lichtempfindliche Pigmente (z.B. Rhodopsin) --> Änderung der Form bei Lichteinfall ( Rhodopsin --> Zerfallen in Opsin u. Retinal)
Veränderung der Durchlässigkeit der Membran für Na-Ionen --> Veränderung d. Membranpotentials
anders als bei anderen Rezeptoren --> andere Funktionsweise der Synapse bei Photorezeptoren
Dunkelheit --> Freisetzung d. Neurotransmitters --> Wandern über synaptischen
Spalt --> Hemmung der Folgezellen
b) Belichtung --> Einstellung der Transmitterausschüttung --> keine Hemmung der Folgezellen, sondern Prozesse zur Aktivierung von Folgezellen in Gang gesetzt
Umwandlung des einfallenden Lichtes in elektrische Impulse
nach Umwandlung in elektrische Impulse --> Weiterleitung über Ganglienzellen des 2. und 3. Neurons
Ausbildung einer Sinnesempfindung
Zapfen ermöglichen das Sehen von Farben, das Erkennen von kleinen Objekten; Sehen bei Helligkeit
3 Arten von Zapfen: rot- blau- grünempfindlich
für verschiedene Wellenlängen des Lichts empfindlich
unterschiedlich starke Verarbeitung der verschiedenen Wellenlängen
im Zusammenspiel --> Erkennen sämtlicher Farben mgl.
Farbenblindheit/ Farbenfehlsichtigkeit ( 8% männl., 0,5% weibl.) --> Veränderung/ Fehlen von Zapfensorten
Stäbchen v. a. Nachtsehen --> ermöglichen Sehen bei schlechter Beleuchtung
2.1.4 Der Sehnerv
2.1.4 Der Sehnerv
enthält ~ 1 Mio. Nervenfasern
entspricht Leitungsbahn des Gehirns
verläuft in Augenhöhle s-förmig --> Anpassungsmöglichkeit an extreme Augenbewegungen
von beiden Augen wegführenden Nerven laufen zum Gehirn und bilden an der Basis des Zwischenhirns x-förmige Sehnervenkreuzung, in der sich die Nervenfasern teilweise überkreuzen --> Bilder, die von den beiden Augen stammen können im Gehirn übereinanderprojiziert werden
2.2 Leistungen des Auges
2.2.1 Bildentstehung
Folie

bildentwerfender Apparat:
Hornhaut --> richtet von Gegenstand reflektiertes einfallendes Licht als Konvexlinse nach innen
Iris --> Blende (--> Abschneiden der Randstrahlen durch Einengung des Stahlengangs)
Linse --> als Sammellinse --> Sammlung d. Lichtstrahlen; Werfen eines Bildes (verkleinert, seitenverkehrt, auf Kopf) auf Netzhaut
Netzhaut --> Aufnahme; Umwandlung in Nervenimpulse --> Impulse (in verschlüsselter Form) leiten Infos an Gehirn
Gehirn --> komplexe Vorgänge --> Umwandlung d. Infos
Räumliches Sehen
ergibt sich aus unterschiedlicher Bildwahrnehmung beider Augen
rechtes und linkes Auge --> unterschiedliches Sehen des Abstandes zw. Objekten --> unterschiedliche Bilder
spezielle Zellen in Sehrinde --> Umsetzung der eindrücke in Bild mit räumlicher Tiefe
durch Großhirnrinde --> Umsetzen der unterschiedlichen Bilder in eines mit Tiefe
eigentlich reine Gehirnleistung
nicht angeboren --> in ersten 5 Lj. Erlernt
2.2.2 Akkomodation
Folie
Fähigkeit unterschiedlich entfernte Objekte scharf zu sehen --> „Scharfstellung“
Linse --> Änderung der Krümmung --> einfallende Lichtstrahlen auf Netzhaut übertragen
naher Gegenstand --> starke Krümmung --> runde Linse (Kugelform; hohe Brechkraft)
Ferne --> Abflachung (Ellipsenform; niedrige Brechkraft)
* (Tafel) Brechung: Richtungsänderung eines Lichtstrahls beim Übergang von einem Medium in ein anderes
Ausführung d. Verformung --> Linsenmuskel
Erschlaffung durch Zonulafasern --> Zug am Linsenrand --> Abflachung (Ferneinstellung)
Kontrahieren --> Vorziehen der mittleren Augenhaut --> Entspannung der Fasern
Eigenelastizität d. Linse --> Abkugeln --> rundere Form (Linsenflächen konvex; Naheinstellung)
2.2.3 Adaption
Folie (Regelkreis)
Anpassung an unterschiedliche Helligkeitsstufen
vor Linse --> Iris --> über Pupille Regelung der eindringenden Lichtmenge
Zusammenziehen der Ringmuskel --> Verengung --> weniger Licht
Kontraktion der Längsmuskel --> Pupillenweitung --> verstärkter Lichteinfall auf Netzhaut
Fehlsichtigkeiten
2.3.1 Kurzsichtigkeit
Ursache: meist zu langer Augapfel; seltener: zu hohe Brechkraft
normal ca. 24 mm --> Vereinigung der Lichtstrahlen im Gelben Fleck
zu langer Augapfel --> Vereinigung vor Netzhaut --> kein scharfes Bild
nur Licht aus kurzer Entfernung --> entspr. Brechung; aus Ferne --> unscharfe Abb.
Korrektur durch Vorschaltung einer Zerstreuungslinse (konkav) --> Verlängerung d. Lichtweges bis Bündelung
2.3.2 Weitsichtigkeit
Ursache: meist zu kurzer Augapfel; selten: zu niedrige Brechkraft
scharfes Bild entsteht hinter Netzhaut
Korrektur durch Sammellinse (konvex) --> Verkürzung d. Lichtweges
Schluss
relativ kleines Organ
Komplexität --> erstaunlich

Download: PDF, DOC