Mijn Lichaam - Technopolis

technopolis.be

Mijn Lichaam - Technopolis

VoorwoordBeste leerkracht,Het educatief pakket ‘Mijn lichaam’ geeftje de kans om samen met je leerlingenactief aan de slag te gaan in de klas endaarbij wetenschappelijke vaardighedenin het kader van ‘gezondheid’ en ‘het lichaam’te ontwikkelen. Het pakket biedteen interessante aanvulling op het gezondheidsparcoursdat je kan boeken bij eenklasbezoek aan Technopolis ® . Maar ooklos van een Technopolis ® -bezoek, zitten erin dit pakket een heleboel experimenten,opdrachten en demo’s die de thema’s opeen wetenschappe-leuke manier in de klasbrengen.Het pakket bevat drie hoofdstukken dietelkens handelen over een ander thema. In‘Een heleboel bloed’wordt de bloedsomloopbehandeld;‘Adem eens diep inen uit’ gaat over hetademhalingsstelselen in ‘Een lange reis door je lichaam’zoomen we in op het spijsverteringsstelsel.Elk hoofdstuk stelt een volledige lesvoor, met individuele of groepsopdrachten,klasonderzoeken en demonstratiesdie door de leerkracht uitgevoerd kunnenworden. Zo worden op een aanschouwelijkemanier verschillende aspecten van dehoofdthema’s behandeld.In elk hoofdstuk zitten eerst enkele doekaartenvoor de leerlingen. Daarop wordthet onderwerp geduid, krijgt de leerling“ De eindtermenvind je achteraandit pakket ”informatie over de uit te voeren proevenen staat een woordje uitleg. Daarnaastis er een informatief deel ‘Voor de leerkracht’,waarin je voorstellen voor het lesverloop,didactische tips en extraatjes éneen heleboel achtergrondinformatie kuntterugvinden. Achteraan het pakket vind jede eindtermen die in dit educatief pakketbehandeld worden.Voor meer informatie kan je steeds terechtop www.technopolis.be. Onder hethoofdstuk ‘leerkrachten’ vind je nog andereeducatieve pakketten die je in deklas kan gebruiken. Op deze webstek trefje ook andere nuttige informatie aan. Jevindt er onder andere een lijst met alleopstellingen in Technopolis ® , met telkenseen beschrijving, de tekst van het labeldat bij de opstellingstaat, plus extrawetenschappelijkeachtergrond bij hetonderwerp van deopstelling. Je vindter nog meer proefjes die deleerlingen kunnen doen, fysiekin de klas of aan hetcomputerscherm, en eenheleboel extra educatiefmateriaal rond andereonderwerpen die in deklas aan bod komen.We wensen je veeldoe-plezier met ditwetenschappeleukpakket!3


InhoudPagina2 Colofon3 Voorwoord4 Inhoud5 Een heleboel bloed5 Experiment: Hoe vaak klopt je hart?7 Klasonderzoek: De ene hartslag is de andere niet10 Reken mee: Hoeveel bloed?12 Demo: De kracht van je hart13 Voor de leerkracht17 Adem eens diep in en uit17 Experiment: Hoe vaak adem je in en uit?19 Experiment: CO 2klein (on)gevaarlijk afval21 Experiment: Hoeveel lucht kan er in je longen?23 Klasonderzoek: Grote of kleine longen?25 Demo: Ademen doe je zó27 Voor de leerkracht31 Een lange reis door je lichaam31 Experiment: Speeksel maakt je leven zoet33 Demo: Omlaag of omhoog?34 Experiment: Over zuren en gassen35 Thuisopdracht: Onaangeroerd37 Voor de leerkracht41 Eindtermen42 Technopolis ® , waar experimenteren fun is!4


Een heleboel bloedJe lichaam zit vernuftig in elkaar. Het bestaat uit miljardencellen, die samen weefsels, organen en stelsels vormen. Al diecellen in je lichaam hebben voortdurend voedsel en zuurstofnodig, en moeten afvalstoffen zien kwijt te geraken. De aanenafvoer wordt door je bloed verzorgd. Je bloed reist continuje hele lichaam rond om voedingsstoffen aan te leverenen afvalstoffen af te voeren. Je hart is daarbij onontbeerlijk.Experiment :Hoe vaak klopt je hart?De dokter neemt steevast jehartslag wanneer je op visitebent. Soms zelfs zonder dat jehet merkt, bijvoorbeeld terwijlhij je bloeddruk meet.Je hartslag vertelt immersheel wat over jezelf.Wat heb je nodig?- Een horloge met secondewijzer of eenchronometer- Een medeleerling- Een trapjeAan de slag!Neem de pols van je klasgenoot. Zoek metwijs- en middenvinger de slagader in devouw van de pols, net onder de muis vande duim. Voel niet met je duim, want danzou je wel eens je eigen hartslag kunnenvoelen. Tel de slagen, terwijl je de klok inde gaten houdt. Onthoud het aantal navijftien seconden, maar tel door tot zestigseconden.Laat de proefpersoon nu in hoog tempoafwisselend de linkervoet en de rechtervoetop het trapje zetten. Meetzijn polsslag na 1 en 2 minutengedurende vijftienseconden, terwijl je collegaintussen met de oefeningdoorgaat. Bij drie minutenmag hij stoppen,waarna je nogmaalszijn pols neemt.En nu worden de rollenomgekeerd!Noteer jouw resultatenin detabel op de volgendepagina. Vulook enkele gegevensin, die meer vertellenover jezelf.doe-kaart Leerlingen5


NaamGeslacht Meisje JongenLengte (in cm)Hoeveel uur per weekdoe je aan sport?Polsslag inrust15 s(15 s) x 460 sPolsslag na Na 1 mininspanning Na 2 min(15 s x 4)Na 3 minEen woordje uitleg…Was er een verschil tussen de uitkomst na60 seconden en het viervoud van het resultaatbij 15 seconden?De uitkomst na een minuut is betrouwbaarder,omdat een toevallige kortstondigeversnelling of vertraging dan minderinvloed uitoefenen. Maar voor een diagnoseheeft een arts genoeg aan de grootteordevan je hartslag (traag, normaal, snel,heel snel, onregelmatig) en die is na vijftienseconden al wel duidelijk. De hartslagvan je klasgenoten verschilt wel wat, maaral die uitkomsten vallen onder ‘normaal’.(Tenzij er iemand ziek is of een hartafwijkingheeft, natuurlijk.)Wat gebeurt er met je hartslag als je inspanningenverricht?Bij inspanning gaat je hartslag omhoog.Dat is niet eens zo gek: als je spierenenergie nodig hebben, moet die wordenaangevoerd. Hoe sneller je hart slaat, hoemeer bloed het per minuut naar je spierenkan pompen. Bij elke hartslag knijptje hart immers een nieuw volume bloed jebloedsomloop in.Hoe feller de inspanning, en hoe langer zedoorgaat, hoe meer je hartslag omhooggaat. Binnen zekere grenzen, natuurlijk.Je hart krijgt bevelen van je hersenen omsneller te gaan, maar het stuurt ook signalenterug over zijn eigen toestand. Als jehartslag té hoog wordt, voel je je zó moedat je vanzelf stopt.doe-kaart Leerlingen6


Klas onderzoek :De ene hartslag is de andere nietNiet iedereen heeft dezelfdehartslag. Die hangt immers afvan verschillende factoren.Vind jij factoren die een effecthebben op de hartslagvan jou en je medeleerlingen?Wat heb je nodig?Ben je op zoek naar de gemiddelde hartslagin rust van alle meisjes, dan tel je depolsslagen in rust van de meisjes bij elkaarop en deel je de uitkomst door hetaantal meisjes in de klas.Onderzoek nu of je verschillen kan ontdekken.Is de hartslag van meisjes hogerof lager dan die van jongens? Heeft jelengte een invloed op je hartslag? En welkeffect heeft je conditie op je hartslag? Noteerhier je bevindingen.- De resultaten uit het voorgaande experiment(van de hele klas). Gebruik deresultaten die je bekomen hebt doorhet aantal hartslagen per 15 s te vermenigvuldigenmet 4.- Een schoolbord en krijt- Een vrijwilliger om de tabel in te vullen(bijvoorbeeld je leerkracht)Aan de slag!De vrijwilliger kopieert de onderzoekstabel(zie volgende pagina) op het bord. Hij/zijnoteert systematisch de gegevens van alleklasgenoten in de tabel. Neem de gegevenszorgvuldig over, zodat je zelf ook overalle resultaten van het onderzoek beschikt.Een woordje uitleg…Hoe snel slaat een mensenhart gemiddeld?De hartslag van mannen is gemiddeld 70slagen per minuut, die van vrouwen 75slagen per minuut. Maar dat zijn gemiddelden.Sporters hebben vaak hartslagenbeneden de 50 in rust, terwijl een tv-junkieboven de 80 kan zitten. Als baby ben je begonnenmet een hartslag vanrond de 130 slagen per minuut,om geleidelijk naarje huidige ritme te dalen.Bereken nu de gemiddeldes van elke kolom.Als je de gemiddelde hartslag van de heleklas wilt kennen, tel dan alle polsslagen(in rust OF na 3 min inspanning) bij elkaarop en deel de uitkomst door het aantalleerlingen in de klas.doe-kaart Leerlingen7


Polsslag Geslacht LengteHoeveel uur doeje per week aansport?NaamIn rustNa 3 mininspanningMeisjeJongen≤150 cm151-160 cm>160 cm≤ 2u2,5 tot 6 u> 6uGemiddelde hartslagin rustGemiddelde hartslagna 3 min inspanningdoe-kaart Leerlingen8


Welke factoren hebbeninvloed op je hartslag?Niet alleen je fysieke eigenschappen enmogelijkheden hebben invloed op je hartslag,maar ook je emoties. Wanneer jeemotioneel bent, gaan je hartslag én jebloeddruk naar omhoog. Als je je bangof onzeker voelt, bereidt je lichaam zichautomatisch voor op vluchten, en als je jebedreigd of kwaad voelt, maakt je lichaamzich klaar om te vechten. In beide gevallenhebben je spieren veel energie nodig, enwordt de aanvoer van bloed (en voedingsstoffen)dus alvast verhoogd.Artsen noemen dat het witte-jas-effect:zodra menseniemand met een wittejas zien, voelen ze zich eenbeetje ongerust en gaanhun bloeddruk en hartslagomhoog. Eengoed arts noteertde resultaten vanzijn eerste metingniet, maar wachttot de mensenop hun gemakzijn, en doetdan de metingbijna terloops nogeens opnieuw. Dat resultaatbenadert dewerkelijkheid beter.doe-kaart Leerlingen9


Reken mee :Hoeveel bloed?Je bloed zorgt ervoor datzuurstof en voedingsstoffendoor je lichaam vervoerdworden, en dat afvalstoffenworden afgevoerd. Aan welkesnelheid gebeurt dat?Wat heb je nodig?- Pen en papier- Je rekenknobbel (of een rekenmachine)Een woordje uitleg…Hoe groot is een hart?Je hart is zo groot als een vuist en weegtook ongeveer zoveel: een kleine halvekilo. Het pompt je bloed door meer dan100 000 km bloedvaten aan ongeveer 25km/u. Dat vraagt flink wat kracht. Je hartis dan ook een sterke spier.Aan de slag!Onderzoek nu of je verschillen kan ontdekken.Is de hartslag van meisjes hogerof lager dan die van jongens? Heeft jelengte een invloed op je hartslag? En welkeffect heeft je conditie op je hartslag? Noteerhier je bevindingen............................................................................................................................................................................................................................................................................Hoeveel bloed stroomt er door je hart?......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Elke ruimte in je hart kan zo’n 60-80 milliliterbloed bevatten. Wat erop neerkomtdat je hart per minuut zo’n vijf liter bloednaar je lichaam stuurt, en evenveel naarje longen. De rechterkant van je hart verzorgtde kleine bloedsomloop (het circuitnaar de longen), de linkerkant voorziet jelichaam van bloed. Rechts en links wordenper definitie vanuit je eigen lichaam gezien:‘rechts’ is wat aan jouw rechterkantzit (en dus op een tekening in vooraanzichtaan de linkerkant staat!).doe-kaart Leerlingen10


Zuurstofarm bloedvan je lichaamZuurstofrijk bloed naar je lichaamZuurstofarmbloednaar jelongenZuurstofrijkbloedvan jelongenZuurstofarmbloednaar jelongenZuurstofrijkbloedvan jelongenZuurstofarm bloedvan je lichaamZuurstofrijk bloed naar je lichaamWat is de taak van je hart?Je hart telt vier ruimten: bovenaan tweeboezems die binnenkomend bloed opvangen,en onderaan twee kamers die bloednaar buiten pompen. Twee van elk, omdatje hart eigenlijk een dubbele pomp is, dietwee circuits bedient: het longcircuit (dekleine bloedsomloop) en het lichaamscircuit(de grote bloedsomloop). Heteerste circuit stuurt bloed naar de longen,om daar de afvalstof CO 2(koolstofdioxide)af te geven en zuurstof op te nemen.Dat zuurstofrijke bloed keert terugnaar het hart en wordtin het lichaamscircuitgepompt, waarhet overal in hetlichaam zijn zuurstofafgeeft enhet CO 2vande cellen opneemt,omweer naar hethart te vloeien.Vandaar gaat het opnieuwhet longcircuitin.doe-kaart Leerlingen11


Demo :De kracht van je hartMet deze proef kan je aan denlijve ondervinden hoe hard jehart dag in dag uit, jaar injaar uit, moet zwoegen.Wat heb je nodig?- Een jerrycan met 5l water (eventueelrood gekleurd met voedingskleurstof)- Een grote vaas of emmer- Een hevelpomp- Een vrijwilliger uit de klas- Een horloge met secondewijzer of eenchronometerAan de slag!Moedig de vrijwilliger aan om het ‘bloed’(of de vloeistof) zo snel mogelijk van deene emmer naar de andere over te hevelen.Hij/zij mag daarvoor enkel gebruikmaken van de handmatige hevelpomp enéén hand naar keuze. De proefpersoonwisselt tijdens het experiment niet vanhand. De andere leerlingen registreren detijd die de proefpersoon nodig heeft omhet water over te hevelen.Een woordje uitleg…Wat is een hartaanval?Omdat je hart ook zelf een spier is, heefthet voedsel en zuurstof nodig om zijn werkte kunnen doen. Als je hart te hard moetkloppen, krijgt het zelf niet genoeg energie.Omdat je hart je hele leven lang continumoet pompen, zonder ooit te kunnenrusten, is het ruim voorzien van bloedvatendie zich door de hele wand van je hartverspreiden. Als die bloedvaten vernauwdgeraken, krijg je bij de minste inspanninghartpijn. Wanneer zo’n bloedvat helemaalverstopt, meestal door een bloedklonter,dan krijgt een deel van je hartspier geenzuurstof meer en sterft af. Dat heet eenhartaanval. Als slechts een klein gebiedjeafsterft, overleef je dat, maar vaak is eenhartaanval dodelijk. In industrielandenzijn hartproblemen, samen met kankers,de belangrijkste doodsoorzaak.De vrijwillige ‘bloedpomper’ zal het beamen:pompen is zéér vermoeiend. Nochtansdoet je hart dit de hele dag door. Enook ’s nachts, terwijl jij slaapt, werkt jehart naarstig voort. Het hart is de duurzaamstespier van je lichaam: het leverthet meeste werk tijdens een mensenleven,en dat zonder ook maar één minuutte rusten. Er zijn veel andere spieren in jelichaam sterker dan je hart, maar zij kunnenslechts korte tijd inspanning leveren.doe-kaart Leerlingen12


een heleboel bloedVoor de leerkrachtLesverloopTijdens de les ‘Een heleboel bloed’ maken deleerlingen kennis met het bloedvatenstelsel ende bloedsomloop. De werking van het hart wordtnader bekeken. De volledige les neemt ongeveeréén lesuur in beslag. Het is niet nodig alle proevente doorlopen, je kan als leerkracht zelf kiezenwelke opdrachten je wel of niet uitdeelt.De leerlingen beginnen met het experiment ‘Hoevaak klopt je hart?’, dat ze in groepjes van tweeuitvoeren. Ze leren hoe je iemands hartslag kanmeten en op welke manier de nauwkeurigheidvan de meting beïnvloed wordt. (15 min)Vervolgens verzamelen de leerlingen de resultatenvan de hele klas. Naast informatie over de hartslag,krijgen ze ook gegevens over de lengte, hetgeslacht en de mate van sportiviteitvan hun medeleerlingen. Deleerlingen berekenen nu gemiddeldesen proberen te ontdekkenof er verschillen in hartslag bestaan tussenverschillende groepen mensen (meisjes/jongens,grote/kleine mensen, sportieve/niet-sportievemensen). ‘De ene hartslag is de andere niet’ kanklassikaal uitgevoerd worden, met één leerling (ofde leerkracht) die de tabel op het schoolbord invult.De leerkracht duidt aan welke leerlingen welkegemiddeldes uitrekenen. De conclusies wordendoor elke leerling apart opgeschreven en nadienbesproken tijdens een klasdiscussie. (15 min)Nu gaan de leerlingen verder op onderzoek enontdekken ze wat het hart precies doet. Waaromklopt het? En wat gebeurt er bij elke hartslag?De rekenopdracht ‘Hoeveel bloed?’ levert hen hetantwoord op de vraag hoeveel liter bloed er pertijdseenheid door je hart stroomt. De leerlingengebruiken de resultaten van hun eigen hartslagonderzoeken berekenen hoelang het duurtom al het bloed in hun lichaam eenmaal rond tepompen. Ze krijgen het gegeven dat er per hartslag70 ml bloed doorheen het hart gepompt“ 4,9 l bloedper minuut “wordt. Een hartslag van 70 slagen per minuut,doet dus 4,9 l bloed per minuut door het hartstromen. Ruwweg kan je dus zeggen dat je hartin precies één minuut al het bloed doorheen jelichaam pompt. De extra informatie die aangeleverdwordt bij deze opdracht, levert de leerlingeninzicht op over de manier waarop het bloeddoorheen het lichaam stroomt: via de kleine ende grote bloedsomloop. Ze ontdekken dan ookdat er per hartslag eigenlijk dubbel zoveel bloeddoorheen het hart stroomt. (10 min)Om de les te beëindigen, kan je de demonstratie‘De kracht van je hart’ geven over de duurzaamheidvan je hart. Vraag één leerling om met eenhevelpomp (te verkrijgen in een doe-het-zelfzaakof bij een handelaar in auto-onderdelen – hevelpompenworden gebruikt om bijvoorbeeldbrandstof of olie over te hevelen) vijf liter watervan één emmer naar een andereover te hevelen. Een andere leerlingneemt de tijd op. Je hartdoet dit werk op één minuut. Deleerling gaat er waarschijnlijk ook in slagen omde klus op die tijd te klaren, maar kan deze inspanningonmogelijk voor langere periodes volhouden.Dat maakt ons hart uniek. (10 min)Didactische tips en extraatjesTrek de aandacht op de variatie die er in de metingenzit: ieder persoon is anders, en iederesituatie is anders. De leerlingen moeten zich ervanbewust zijn dat op de meeste cijfers in debiologie – en niet alleen daar – een flinke margezit. De gemiddelde levensverwachting van eenmens zegt weinig over hoe oud je zelf zult worden,en de topsnelheid van een tijger of een valkverschilt naargelang het boek dat je raadpleegt.Misschien vonden de leerlingen een verschiltussen de hartslag van de meisjes en die vande jongens, tussen die van grote en kleine medeleerlingen,tussen die van sportieve en niet13


sportieve jongeren. Maar wijs hen erop dat detestgroep te klein is om betrouwbare conclusieste trekken. Wat als er slechts drie meisjes in deklas zitten, die stuk voor stuk erg sportief zijn?Dan geven de resultaten een vertekend beeld.Wanneer wetenschappers een vergelijkende studieuitvoeren, zorgen ze er steeds voor dat zeeen voldoende grote, heterogene testgroep kunnenonderzoeken.Indien er tijd over is, laat de leerlingen dan berekenenhoeveel keer hun hart zal hebben geslagenals ze 80 jaar zijn – de gemiddelde duur vaneen mensenleven in België. 70 slagen per minuutx 60 (min/u) x 24 (u/dag) x 365 (dag/jaar)x 80 (jaar/leven) = 2,9 miljard; bij 60 slagen perminuut kom je op 2,5 miljard. Ookhier zit er dus een ruime marge ophet eindresultaat. Maar afgerondzou je kunnen zeggen dat eenhart zo’n 2,75 miljard maal ineen mensenleven slaat.Probeer bij het Rode Kruis ofeen ziekenhuis een buisje gecentrifugeerden gestabiliseerdbloed te krijgen. Je ziet er drielagen in:1. Onderin liggen de rode bloedcellen. Als je dehoogte van de laag rode bloedcellen deeltdoor de totale hoogte van het bloed in hetbuisje, weet je hoeveel procent van het bloeduit rode bloedcellen bestaat. Dat percentagenoemt men de hematocrietwaarde. Die ligtmeestal ergens rond de 45. Sportlui met eenhematocriet van 50 of meer worden uit dewedstrijd gehaald. Omdat hun bloed gevaarlijkdik is – en omdat men vermoedt dat zeeen dergelijke hoge hematocriet enkel metbehulp van doping (epo) hebben kunnen bereiken.2. Na de rode laag komt een dun, wit laagjevan witte bloedcellen en bloedplaatjes. Dewitte bloedcellen zijn de soldaten van ons immuunsysteem,de bloedplaatjes schieten inactie als er ergens een lek te stoppen valt.3. Bovenop staat een helder vocht, het bloedplasma.Voornamelijk water, met daarin suikers,zouten, vetten, hormonen en andere eiwittendie getransporteerd moeten worden.Een druppeltje bloed (1 kubieke millimeter) bevat5 miljoen rode bloedcellen, 5 000-10 000 wittebloedcellen en een kwart miljoen bloedplaatjes.Probeer bij het Rode Kruis of een ziekenhuis materiaalte krijgen om bloedgroepen te bepalen.Bij leveranciers van leermiddelen vind je ook kitsvoor bloedgroepbepaling die gebruik maken vankunstmatig bloed, dat niet bederft en geen besmettingsgevaaroplevert. In de achtergrondinformatievind je meer uitleg over bloedgroepen.In een slachthuis kan je misschien aan een runder-of varkenshart geraken. Snij het met eenscherp mes in de lengte door, zodat het inwendigezichtbaar wordt. Ze lijken voldoende op eenmensenhart om de leerlingen een idee te gevenvan wat een hart ‘echt’ is.AchtergrondinformatieHartritmeHet hart is een spier. Zoals alle spieren, trekthet samen onder invloed van elektrische prikkels.Omdat het hart vier ruimten heeft, die involgorde moeten samentrekken, en omdat hetsamentrekken in een soort knijpbeweging moetgebeuren, moeten verschillende stukjes hartspierop een ander ogenblik samentrekken,mooi gecoördineerd.Dé ritmegenerator van het hart is de sinusknoop,bovenaan de rechterboezem. Die geefteen elektrische puls af, die zich bliksemsnelover de wand van de beide boezems verspreidt,die in reactie samentrekken. Als het signaal eentweede groepje gespecialiseerde cellen bereikt,op de grens van de rechter boezem en kamer(de atrio-ventriculaire knoop), produceert dieknoop op zijn beurt een elektrische puls die tegentwee meter per seconde doorheen een reeksgeleidende vezels de kamers in reist.14


Normaal volgt de tweede knoop het ritme vande eerste, maar als die om een of andere redenuitvalt, dan kan de tweede knoop zelf voor eenritme zorgen. Valt ook die knoop uit, dan beginnende vezels in een vast ritme elektriciteit teproduceren.Als het natuurlijke gangmaaksysteem niet goedmeer werkt, plant men een kunstmatige gangmaker(een pacemaker) in. Die zorgt dan voorelektrische pulsen. Het nadeel van een pacemakeris dat hij niet of nauwelijks reageert opsignalen vanuit het lichaam en constant een gemiddeldritme aanhoudt, terwijl de sinusknoopin staat is om zijn ritme soepel aan te passenaan de vraag van het lichaam.Als het natuurlijke ritme om een of andere redenuitvalt, kan het hartgaan fibrilleren. Alle spiervezeltjestrekken wild enongecoördineerd samen.Een fikse elektrische stootvan buitenaf kan dan somsde orde weer herstellen. (Die behandeling is eengeliefkoosd onderwerp in ziekenhuis-soaps: dearts drukt met een dramatisch gebaar twee metalenschijven tegen de blote borstkas van hetslachtoffer – wegens dat bloot altijd een man– de eerste en de tweede keer schokt diens lichaamalleen maar even op, maar bij de derdekeer zoemt de camera in op het gezicht van dearts en zie je de opluchting en een tikkeltje triomf:het hart is weer vertrokken.)Doordat het hart zijn eigen ritmegenerator aanboord heeft, kan het een tijdje los van het lichaamblijven kloppen. En kan het van de enemens in de andere getransplanteerd worden.Tussen de hartruimten en aan de in- en uitgangenvan het hart zitten terugslagkleppen. Als zeniet meer werken of slecht sluiten, kunnen zedoor kunstkleppen vervangen worden. Hoeweldie kleppen vele jaren kunnen meegaan, heeftmen nog steeds geen kleppen die even licht,soepel en slijtvast zijn als de natuurlijke, en diebovendien ook nog eens wervelingen in de bloedstroomvermijden en helemaal geen bloedklontersveroorzaken.Bloedstroming“ Het hart kan eentijdje los van hetlichaam kloppen “In de aders zitten ook kleppen, om te verhinderendat het bloed terugvloeit en om te verhinderendat er een te grote hydrostatische druk zouworden opgebouwd. Een waterkolom van 1 metergeeft onderin een druk van 10 000 pascal. Evenveelals wanneer je op elke vierkante decimeterweefsel een gewicht van tien kilo zou zetten. Dekleppen doorbreken die kolom. Aan onze cellen isnog steeds te zien dat het leven in zee is ontstaan:ze moeten nog steeds in contact staan met eenvloeistof die voedsel en zuurstof aanvoert, enafval afvoert. Als er gewoon zeewater door onzebloedvaten zou spoelen, zouden we ongeveer 350liter nodig hebben om onze cellen aan voldoendezuurstof te helpen. Dank zij het hemoglobinekunnen onze rode bloedlichaampjesveel meerzuurstof transporterendan zeewater en heeftons lichaam genoeg aaneen halve emmer bloed.Stel je voor dat we voortdurend een lichaam vanruim vierhonderd kilogram moesten meeslepen!De taak vergt zoveel van de rode bloedlichaampjesdat ze slechts vier maanden meegaan: perseconde sterven er drie miljoen rode bloedcellenaf en maken we er evenveel nieuwe bij. De rodebloedcellen ontstaan in ons beenmerg. Dat is instaat desgewenst de productie op te drijven. Alsje bloed geeft, is je aantal rode bloedcellen binneneen paar weken weer op peil. De productiegaat ook omhoog als je op grote hoogte gaat leven,waar er minder zuurstof in de lucht is, of alsje regelmatig veel zuurstof nodig hebt (een getraindatleet). Sjoemelende sportlui dienen zichzelf‘epo’ (erythropoëtine) toe, het hormoon toedat in je lichaam het bevel tot hogere productiegeeft. Wat gevaarlijk is: als je bloed te veel bloedcellenbevat, wordt het te dik en kan het niet vlotgenoeg meer stromen, wat dodelijk kan zijn.BloedgroepenBloed wordt ingedeeld in verschillende bloedgroepen.Als je bloed van de verkeerde bloed-15


groep toegediend krijgt, kan dat dodelijke gevolgenhebben. Dat komt omdat op de buitenkantvan bloedcellen allerlei uitsteeksels zitten, eensoort noppen, die door je immuunsysteemvoortdurend afgetast worden. ‘Vreemde’ noppenworden meteen aangevallen. Sommige mensendragen noppen van het type A; andere hebbentype B; nog andere dragen beide soorten noppen,zij hebben bloedgroep AB.Als je zelf bloedgroep A hebt, kun je bloed krijgenvan iemand anders met bloedgroep A, want dienop wordt door je immuunsysteem herkend als:‘zelf – niet aanvallen’. Een B-nop is ‘onbekend’ endie val je meteen aan. Bij die strijd kunnen zoveelbloedcellen kapot gaan, en zoveel bloedklontersontstaan, dat je de gevolgen niet overleeft.Mensen met bloedgroep B accepteren bloed methun ‘eigen’ B-nop, maar vallen de ‘vreemde’ A-nop aan.Mensen met bloedgroep O dragen geen van beidenoppen op hun bloedcellen. Het zijn ‘universeledonors’: hun bloed wordt door niemand aangevallen,omdat er niets is om aan te vallen. In noodgevallenkan O-bloed dus meteen toegediend worden,zonder eerst bloedgroeptests te doen. Zelfkunnen mensen van bloedgroep O alleen O-bloedkrijgen, want zowel A als B zijn voor hen vreemd.Mensen met bloedgroep AB zijn dan weer ‘universeleacceptors’: ze aanvaarden zowel de noppenA als B.RhesustypeWeer een ander type nop heet ‘resusfactor’.Ze werd voor het eerstontdekt bij resusaapjes; vandaarde naam. Mensen die die noppenop hun bloedcellen dragen,noemen we ‘positief’, of voluit‘resus-positief’. Wie de noppenniet heeft, is ‘negatief’. Resusnegatievemensen vallen bloedaan waarop resus-noppen te zienzijn, ze kunnen dus enkel negatiefbloed ontvangen.Mensen die zelf de resus-nop dragen, vallen dieniet aan. Zij kunnen zowel positief als negatiefbloed ontvangen.Een vrouw die zelf geen resus-noppen draagt,maar getrouwd is met een resus-positieve man,kan een positief kind krijgen. Dat is een potentieelgevaarlijke situatie: als haar bloed tot bij datvan het kind raakt, kan het bloed van het kindaangevallen worden. Dergelijke zwangerschappenmoeten door de arts extra goed gevolgdworden, om tijdig met een transfusie te kunneningrijpen. De resus-noppen komen onafhankelijkvan de A- en B-noppen voor. Sommige mensenhebben dus de gecombineerde bloedgroep A+,andere A-, enzovoorts.Naast het ABO-systeem en het resus-systeemzijn er nog andere noppen, andere bloedgroepen,waarmee men bij bloedtransfusies rekeningmoet houden. Bij die noppen is de aanval van hetimmuunsysteem gelukkig minder erg, en overleefje een ‘verkeerde’ transfusie doorgaans wel.De noppen van je bloedgroep komen niet enkelop je bloedcellen voor, maar op al je lichaamscellen.Artsen moeten er niet enkel rekening meehouden wanneer ze bloed van de ene mens toedienenaan de andere, maar ook als ze een orgaanvan de ene mens in de andere overplanten.Waarom sommige transfusies mislukten, en andereniet, werd begin twintigste eeuw uitgewerktdoor de Oostenrijkse arts Karl Landsteiner. Zijnontdekking van de A- en B-noppen en debijbehorende vier bloedgroepen (A,B, AB en O) redde talloze mensenhet leven. Hij kreeg er in 1930 deNobelprijs voor. Op de webstekvan de Nobelstichting, www.nobel.se, kun je in een zoekvenstertjede naam Landsteineringeven. Op de aanLandsteiner gewijde paginastaat een doorklikker naar‘educational’. Daar vind jeeen Flash-spelletje waarin jehet bloedtype van patiëntenmoet bepalen en ze de juistetransfusie toedienen.16


Adem eens diep in en uitWe kunnen dagen zonder voedsel en uren zonder water,maar nog geen minuut zonder zuurstof. In de lucht rondomons bevinden zich onder andere zuurstofgas en koolstofdioxide.In je longen vindt de uitwisseling van deze twee stoffenplaats. De ademhaling maakt het mogelijk lucht aan en afte voeren.Experiment :Hoe vaak adem je in en uit?Ademen is voor ons allen eenvanzelfsprekende bezigheid.Tijd om er even bij stil testaan!Wat heb je nodig?- Een horloge met secondewijzer of eenchronometer- Een medeleerlingAan de slag!Tel het aantal keer dat je klasgenoot inenuitademt gedurende één minuut. Tijdensdit experiment is het belangrijk datde proefpersoon op een natuurlijke manierademhaalt, die voor hem aangenaamaanvoelt. Het is dus niet de bedoeling omsneller of trager te gaan ademen! Tel hetaantal ademhalingen (1 ademhaling = 1keer inademen + 1 keer uitademen), terwijlje de klok in de gaten houdt. Noteerde uitslag van deze ademtest na 1 minuut.Laat de proefpersoon nu rechtstaan en 30diepe kniebuigingen maken. Tel meteendaarna weer zijn ademhalingsritmegedurende 1 minuut.En nu worden de rollenomgekeerd!Noteer zorgvuldig jouwresultaten:- Aantal ademhalingenperminuutin rust: .............- Aantalademhalingenperminuut nainspanning: ..............doe-kaart Leerlingen17


Een woordje uitleg…Hoe snel ademt een mens gemiddeld?Per minuut ademt een mens 12 tot 15keer in en uit. Voor een tiener ligt dat aantaliets hoger: 18 ademhalingen per minuutis normaal. Na de dertig kniebuigingengaat je ademhaling een pak sneller,misschien wel dubbel zo snel! Dat is normaal:je spieren moeten harder werken,waardoor je hart het bloed sneller moetrondpompen en de longen sneller verszuurstof moeten aanleveren. Als je ademhalingsritmena deze inspanning meerdan 40 keer per minuut bedraagt, wordthet hoog tijd om aan je conditie te werken!Is ademhalen een automatisch proces?In tegenstelling tot je hartslag, kan je jeademhalingsritme wel bewust versnellenof vertragen. Dat merkte je misschien tijdensdit experiment. Toch zorgt je lichaamervoor dat je op tijd en stond, zelfs tijdensje slaap, een nieuwe ademteug neemt. Jelichaam is geprogrammeerd om steedsvoldoende zuurstof op te nemen. Deconcentratie aan afvalstoffen (CO 2) in jebloed veroorzaakt een signaal in je hersenen,dat je lichaam verplicht om opnieuwin te ademen. Je kan dus nooit vergetente ademen!doe-kaart Leerlingen18


Experiment :CO 2, klein (on)gevaarlijk afvalTijdens het ademen krijgen welucht in onze longen. Daaruithaalt ons lichaam het broodnodigezuurstof. In ons lichaamwordt die zuurstof verbruikt,waarbij de afvalstofkoolstofdioxide of CO 2ontstaat.Dat CO 2wordt via onzelongen weer in de omgevingsluchtgeloosd. CO 2of koolzuurgasmaakt water zuur. Datkan je aantonen met een zuurbase-indicatorzoals fenolftaleïne.In een zure oplossingheeft fenolftaleïne geenkleur. In een niet-zure (basische)oplossing kleurt fenolftaleïneroze.Wat heb je nodig?- Twee glazen met een bodempje rozevloeistof (hierin zit water, enkele druppelsammoniak en fenolftaleïne)- Een wit blad papier- Twee rietjes- Een medeleerling- Een horloge met secondewijzer of eenchronometerAan de slag!Zet een rietje in elk glas en zet de glazenop het witte blad papier.Vraag nu een medeleerling om een diepeademteug te nemen en zachtjes uit te blazenin een van de rietjes. Hou de vloeistofén de klok in de gaten. Na hoeveel secondenis de roze kleur volledig verdwenen?Vraag je medeleerling nuom de adem gedurende 20seconden in te houden.Daarna blaast hij/zij opnieuwzachtjes uit inhet rietje van hettweede glas. Opgelet:adem ondertussenniet in! Hoelangduurt het nuvooraleer de rozekleur verdwijnt?Hoe meer CO 2in jeadem, hoe sneller deverkleuring optreedt.doe-kaart Leerlingen19


En nu worden de rollen omgekeerd!Noteer zorgvuldig jouw resultaten:- Zonder je adem vooraf in te houdenduurt het ….....….s vooraleer de rozekleur verdwijnt- Na 20 seconden je adem in te houdenduurt het ….....….s vooraleer de rozekleur verdwijntEen woordje uitleg…Wat is CO 2?CO 2, koolzuurgas of koolstofdioxide is vrijongevaarlijk voor ons. Het zit in de luchtdie je inademt. En in de bubbels van frisdrankof mineraalwater. Maar wanneer erteveel CO 2in je bloed zit, slaat je lichaamalarm. Want te veel CO 2in je bloed, betekentdat je dringend nood hebt aan extrazuurstof. Je lichaam MOET dan inademen.Hoe meer CO 2je door de rietjes blaast,hoe sneller de vloeistof haar kleur verliest.Als je je adem gedurende 20 s inhoudt,krijgt je lichaam meer tijd om zuurstofom te zetten in koolstofdioxide. Daaromverdwijnt de roze kleur sneller tijdens hettweede deel van de proef.CO 2mag dan een relatief onschuldig gaszijn, het kan flink wat kwaad aanrichten.Bij de verbranding van fossiele brandstoffen(aardgas, aardolie, steenkool) komtCO 2in de lucht terecht. Daar doet hetdienst als broeikasgas: het zorgt ervoordat er op aarde een aangename temperatuurheerst. Maar te veel CO 2warmt deaarde te veel op. Omdat we de laatste decenniate veel fossiele brandstoffen verbranden,zit er op dit moment te veel CO 2in de lucht. En wordt de aarde warmer.Dat kan zware gevolgen hebben: ijskappendie smelten, een stijgende zeespiegel,verzuring van de oceanen, meer stormen,verschuivingen in de biodiversiteit…doe-kaart Leerlingen20


Experiment :Hoeveel lucht kan er in je longen?Je longen zijn groter dan jedenkt! Klaar om een ‘ademtest’te doen?Wat heb je nodig?- Een 5l jerrycan- Een flexibele slang- Plasticine- Een alcoholstift- Plakband- Water- Een aquarium (of doorzichtige plasticbak)- MedeleerlingenAan de slag!Vooraleer je je longinhoud kunt bepalen,heb je eerst wat voorbereidingswerk nodig.Doe een liter water in de jerrycan enmarkeer met je stift tot waar het waterkomt. Je schrijft erbij dat dit 1 l is. Doeer nog een liter bij. Markeer opnieuw metje stift: 2 l. Doe er nog een liter water bij,markeer: 3 l, enz.Knip bovenaan de jerrycan een klein gaatje,waar je de flexibele darm kan doorsteken.Zorg dat dit niet te groot is. Bevestigde slang aan de opening van de jerrycanen maak alles waterdicht, bijvoorbeeldmet plasticine. Zorg dat de jerrycan helemaalgevuld is met water, zodat er zekergeen lucht meer in zit.Vul het aquarium helemaal met water. Zetje jerrycan er omgekeerd in.Zorg dat je darm nog vooreen deel uit het aquariumsteekt, want hierdoor gaje moeten blazen. Zo, jemeter is gemaakt. Ademdiep in en adem vervolgensin één stoot zoveel mogelijk luchtuit in de slang. Dejerrycan komt naaromhoog en geeftaan hoeveel literlucht je uitgeademdhebt.doe-kaart Leerlingen21


Noteer jouw resultaat in onderstaande tabel.Vul ook enkele gegevens in, die meervertellen over jezelf.NaamGeslachtLengte (in cm)Hoeveel uur per weekdoe je aan sport?Bespeel je een blaasinstrument?MeisjeJongenJaNeeEen woordje uitleg…Hoeveel lucht kan er in je longen?De hoeveelheid lucht die je tijdens dit experimentgemeten hebt, moet je met eenkorreltje zout nemen. Het toestel dat jezelf gemaakt hebt, is immers geen echtespirometer. Artsen gebruiken een spirometerom de longfunctie van patiënten temeten.Er bestaan verschillende methodes om jelonginhoud te berekenen. Je kunt het longvolumeberekenen van iemand die rustig,zonder kracht, ademt. Dat wordt het statischlongvolume genoemd. Je kunt ookeen dynamisch longvolume bepalen. Danmoet je snel en geforceerd ademhalen enwordt de snelheid van in- en uitademengemeten.Gemiddeld kan er 6 liter lucht in de longenvan een volwassen persoon. Dat noemtmen de totale longcapaciteit. Maar daargebruiken we slechts een klein deel van.Het ademvolume, de hoeveelheid luchtdie je in- en uitademt in rust, is slechtseen halve liter. En als je zoveel lucht uitje longen perst als je maar kan, blijft ernog altijd een beetje restlucht achter. Datis het restvolume.Een mens gebruikt slechts 14% van dedoor hem ingeademde lucht. Zeezoogdieren,zoals walvissen, zeekoeien en dolfijnen,benutten 80 tot 90% van de ingeademdelucht. Daarom moeten ze mindervaak in- en uitademen.doe-kaart Leerlingen22


Klasonderzoek :Grote of kleine longen?Niet iedereen heeft dezelfdelonginhoud. Misschien vind jewel een verband tussen alledaagseeigenschappen van jemedeleerlingen en hun longcapaciteit!Onderzoek nu of je verschillen kan ontdekken.Is de longinhoud van jongens groterof kleiner dan die van meisjes? Hoe zithet met kleine ten opzichte van grote leerlingen?En hebben je sportprestaties of jemuzikaliteit een invloed op je longinhoud?Noteer hier je bevindingen.Wat heb je nodig?..........................................................................................- De resultaten uit het voorgaande experiment(van de hele klas)- Een schoolbord en krijt- Een vrijwilliger om de tabel in te vullen(bijvoorbeeld je leerkracht)..............................................................................................................................................................................................................................................................................Aan de slag!Een woordje uitleg…De vrijwilliger kopieert de onderzoekstabel(zie volgende pagina) op het bord. Hij/zij noteert systematisch de gegevens vanalle klasgenoten in de tabel. Neem de gegevenszorgvuldig over, zodat je zelf ookover alle resultaten van het onderzoek beschikt.Bereken nu de gemiddeldes van elke kolom.Als je de gemiddelde longinhoud van dehele klas wilt kennen, tel dan alle longinhoudenbij elkaar op en deel de uitkomstdoor het aantal leerlingen in de klas.Ben je op zoek naar de gemiddelde longinhoudvan alle jongens, dan tel je delonginhouden van de jongens bij elkaar open deel je de uitkomst door het aantal jongensin de klas (het aantal kruisjes in diekolom).Welke factoren hebben een invloed op jelonginhoud?De longinhoud hangt af vanverschillende factoren, zoalsde eigenschappen van hetlongweefsel en de luchtwegen,en de omvang van jeborstkas. Maar ook leeftijd,lengte, geslacht,gewicht, enz. speleneen rol. En zelfs deplek waar je woont:mensen die opgrote hoogtesleven, waar delucht ijler is endus minder zuurstofbevat, hebbeneen groter longvolumedan mensen die dichtbij zee wonen.doe-kaart Leerlingen23


NaamLonginhoud (in liter)GeslachtMeisjeJongen≤150 cmLengte151-160 cm>160 cmHoeveel uur doeje per week aansport?≤ 2u2,5 tot 6 u> 6uBespeelje eenblaasinstrument?JaNeeGemiddelde longinhoudMensen die roken hebben een kleinerelonginhoud dan niet-rokers. Dat is omdathet teer uit de rook neerslaat op de trilhaartjesin de luchtwegen, waardoor stofdeeltjesuit de lucht makkelijker kunnendoordringen tot in de kleinste luchtwegen.Daardoor zijn rokerslongen minder flexibel,kost het rokers meer energie om teademen en krijgen ze een kleinere longinhoud.doe-kaart Leerlingen24


Demo :Ademen doe je zo!Ademen kost ons eigenlijkgeen moeite. Je kunt op tweemanieren ademen: buik- enborstademhaling. Tijdens degewone ademhaling doen webeide tegelijk. Wat gebeurter met je borstkas en je buikterwijl je ademt?BorstademhalingSchrap wat niet past in onderstaande tabel.Waaruit bestaat het model?BorstkasBuikInademenWordt groter/kleinerWordt dikker/dunnerUitademenWordt groter/kleinerWordt dikker/dunner- 2 latjes (deze stellen je wervelkolom enje borstbeen voor)- IJzerdraad (doet dienst als ribben)- Elastiekjes (dat zijn de tussenribspieren)- Plankje (om alles op zijn plaats te houden)Bekijk, samen met je leerkracht, onderstaandemodellen en ontdek hoe de verschillendemanieren van ademhalen werken.Aan de slag!Beweeg het korte stokje (=borstbeen) naar boven: deborstholte wordt groter,waardoor de longen wordenopengetrokken en delucht naar binnen wordtgezogen. Je ademtin.Beweeg het kortestokje naarbeneden: deborstholte vernauwt,waardoorde longenworden samengedrukten de lucht naarbuiten wordt geduwd.Je ademt uit.doe-kaart Leerlingen25


Een woordje uitleg…Tussen je ribben zitten er spieren. Alsdeze samentrekken worden je ribben omhoogen opzij getrokken. Daardoor wordtje borstholte groter. De druk in je longenis dan lager dan de luchtdruk, waardoorer lucht naar binnen wordt gezogen. Alsje tussenribspieren ontspannen, wordt jeborstholte weer kleiner, waardoor de luchtin je longen naar buiten geperst wordt. Ditsoort ademhaling noemen we borstademhaling.BuikademhalingWaaruit bestaat het model?- Stolp of fles zonder bodem en met openingbovenaan (stelt je borstkas voor)- Badmuts (dat is je middenrif)- Glazen buisje met ballonnetje (luchtpijp,luchtpijptakken en longen)- Stevige elastiek (om de badmuts aande fles bevestigen)- Rubberen of kurken stop (om het geheelluchtdicht af te sluiten)Aan de slag!Trek de badmuts (het middenrif) naarbeneden: de spier spant op en de borstkasverruimt. Daardoor worden de longenopengetrokken en wordt lucht naar binnengezogen. Je ademt in.Laat de badmuts los: de spier ontspanten de borstholte vernauwt. Daardoor wordende longen samengedrukt en wordt delucht naar buiten geduwd. Je ademt uit.Een woordje uitleg…Je middenrif is de scheiding tussen deborst- en buikholte. Dat middenrif is eenspier die in rust een beetje bol staat. Alsze samentrekt wordt ze platter, waardoorje borstholte groter wordt en je dus gaatinademen. Je darmen drukken dan jebuikwand naar voren en daarom sprekenwe hier van buikademhaling.doe-kaart Leerlingen26


Adem eens diep in en uitVoor de leerkrachtLesverloopTijdens de les ‘Adem eens diep in en uit’ makende leerlingen kennis met het ademhalingsstelsel.De werking van de longen wordt nader bekeken.De volledige les neemt ongeveer anderhalflesuur in beslag. Als de leerlingen het toestelom de longinhoud te meten niet zelf aanmaken,duurt de les korter. Het is niet nodig alle proevente doorlopen, je kan als leerkracht zelf kiezenwelke opdrachten je wel of niet uitdeelt.De leerlingen beginnen met het experiment ‘Hoevaak adem je in en uit?’, dat ze in groepjes vantwee uitvoeren. Op die manier krijgen ze eenidee van hun ademhalingsfrequentie (in rust enna inspanning) én van het feit dat de ademhalingeen onbewust proces is, dat wel bewust versneldof vertraagd kan worden. (15 min)met hun collega’s. Opgelet: de verkleuring zalslechts na een tijdje plaatsvinden, aangezien ereerst lucht wordt uitgeademd die uit de bovensteluchtwegen komt, waar geen gasuitwisselingplaatsvindt. Pas wanneer lucht afkomstig uit delongblaasjes doorheen het water wordt geblazen,begint de CO 2zijn werk te doen. (15 min)Dan meten de leerlingen hun longinhoud tijdenshet experiment ‘Hoeveel lucht kan er in jelongen?’, met een zelfgemaakt toestel. De resultatendie de leerlingen bekomen zijn niet 100%betrouwbaar, maar kunnen wel met elkaar vergelekenworden. De leerlingen kunnen deze proefindividueel uitvoeren, maar het kan handig zijnom slechts enkele toestellen aan te maken. Voorde hygiëne is het dan aan te raden om verwisselbaremondstukken te gebruiken. (20 min indiende leerlingen het toestel zelf maken)Vervolgens ontdekken de leerlingen dat luchteen andere samenstelling krijgt wanneer het inen uit de longen reist. Ze leren hoe je CO 2kanaantonen in de uitgeademde lucht en ze ontdekkendat de hoeveelheid CO 2inuitgeademde lucht stijgt, naargelangje je adem langer inhoudt. Datkomt omdat je lichaam zuurstof uitde lucht opneemt en CO 2weer afgeeft.CO 2is dus een afvalproduct.Dit experiment vergt enige voorbereiding van deleerkracht: maak vooraf een mengsel klaar van2 liter water en 20 druppels ammoniak (30%).Kleur het water met fenolftaleïne (te verkrijgenbij een verkoper van leermiddelen en didactischmateriaal), tot het roze kleurt. Opgelet: het watermoet een duidelijk roze kleur hebben, maarniet té intens. Probeer het experiment voorafeven uit. Maak meer van de vloeistof aan voorgrotere klassen. Geef elke leerling twee glazenmet 1 tot 2 cm roze vloeistof. Het experiment‘CO 2, klein (on)gevaarlijk afval’ wordt per tweeleerlingen uitgevoerd. Het is belangrijk dat alleleerlingen dezelfde vloeistofsamenstelling voorgeschoteldkrijgen, zodat ze kunnen vergelijkenAansluitend op het voorgaande experiment, verzamelende leerlingen de resultaten van de heleklas tijdens het klasonderzoek ‘Grote of kleinelongen?’. Naast informatie over de longinhoud,krijgen ze ookgegevens over de“ Toon CO 2aanmet fenolftaleïne “lengte, het geslacht,de matevan sportiviteiten het bespelenvan een blaasinstrument van hun medeleerlingen.De leerlingen berekenen nu gemiddeldes enproberen te ontdekken of er verschillen in longinhoudbestaan tussen verschillende groepenmensen (meisjes/jongens, grote/kleine mensen,sportieve/niet sportieve mensen, mensen diewel/niet een blaasinstrument bespelen). Het onderzoekkan klassikaal uitgevoerd worden, metéén leerling (of de leerkracht) die de tabel ophet schoolbord invult. De leerkracht duidt aanwelke leerlingen welke gemiddeldes uitrekenen.De conclusies worden door elke leerling apartopgeschreven en nadien besproken tijdens eenklasdiscussie. (15 min)27


Om de les te beëindigen, kan je de demonstratie‘Ademen doe je zó’ geven over de verschillendemanieren van ademhalen. Maak de modellenvoor borstademhaling en buikademhaling voorafen toon de leerlingen hoe beide techniekenwerken. Zorg dat de leerlingen begrijpen datbeide ademhalingen meestal tegelijk gebeuren,maar dat je voor grote inspanningen (sport, zingen,…) nood hebt aan een goede buikademhaling.(10 min)Didactische tips en extraatjesTrek de aandacht op de variatie die er in de metingenzit: ieder persoon is anders en iedere situatieis anders. De leerlingen moeten zich ervanbewust zijn dat op demeeste cijfers in debiologie – en niet alleendaar – een flinkemarge zit. De gemiddeldelevensverwachtingvan een menszegt weinig over hoeoud je zelf zult worden,en de topsnelheid van een tijger of een valkverschikt naargelang het boek dat je raadpleegt.Zo zullen de resultaten van het onderzoek ‘CO 2,klein (on)gevaarlijk afval‘ verschillen van leerlingtot leerling, omdat ieder individu op een anderemanier door het rietje blaast. Toch blijft het mogelijkom de resultaten van één individu met elkaarte vergelijken.Indien er tijd over is, laat de leerlingen dan berekenenhoeveel keer ze in- en uitademen per dag,per jaar, gedurende hun hele leven. Als ze 80jaar zijn – de gemiddelde levensduur in België– dan hebben ze gemiddeld 15 ademhalingen/minuut x 60 min/u x 24u/dag x 365 dagen/jaarx 80 jaar = 630 720 000 of ruwweg 631 miljoenkeer in- en uitgeademd.Laat de leerlingen borst-en buikademhaling zelfeens ondervinden. Laat ze plat op een tafel liggenen rustig in- en uitademen. Als ze een hand“ Tijdens je levenadem je 631 000 000keer in en uit “op borst- en buik leggen, kunnen ze deze ademhalingvoelen. Als je niet veel plaats hebt, kanje één leerling naar voren roepen en een telefoonboekop de buik leggen. Buikademhalingis de beste ademhaling, omdat dit een diepereademhaling is. De longblaasjes onderin de longenworden dan ‘schoongespoeld’ door verselucht, in plaats van ongebruikt te blijven en volafvalgassen te blijven staan.In een slachthuis kun je misschien aan varkenslongengeraken. Ze lijken voldoende op mensenlongenom de leerlingen een idee te gevenvan wat longen ‘echt’ zijn. Je kunt de luchtpijpen haar vertakkingen laten zien door de long tedissecteren. Laat een leerling met een rietje ineen luchtpijptak blazen. Zo hebben de leerlingeneen idee hoe ver longen kunnen uitzetten. Jekan ook water met eenkleurstof in de luchtpijptakkenspuiten,zodat zichtbaar wordtwelke weg lucht doorheende long volgt.Neem daarvoor eengrote spuit met naald,steek die in de luchtpijpof een luchtpijptak en sluit de luchtweg afmet een (orgaan-)klem. Je ziet dan hoe de longzich langzaamaan met vloeistof vult.Misschien is het ook leuk de leerlingen enkeleEHBO-tips mee te geven: in- en uitademen ineen papieren zak bij hyperventilatie, wat te doenbij een bloedneus, verslikken, mond-op-mondbeademing.Vele tips kun je krijgen bij het RodeKruis in je buurt.Je kunt ook eens stilstaan bij de pathologie enhygiëne van het ademhalingsstelsel. Hoe kan jeziektes voorkomen of hoe verzorg je ze? Voorbeeldenzijn: allergie en astma, verkoudheid,tuberculose (tbc), de hik, bronchitis, longontsteking,klaplong, hyperventilatie, … . Laat de leerlingenvertellen over hun ervaringen met dezeaandoeningen. Of bespreek de gevolgen van rokenvoor het lichaam.28


AchtergrondinformatieWat is lucht?De lucht die wij inademen bestaat grotendeels(78%) uit stikstof. Zuurstof maakt voor ‘slechts’21% deel uit van de lucht om ons heen. Het resterendeprocent bestaat uit een heleboel edelgassen(helium, neon, argon, krypton, xenon)en chemische verbindingen (koolstofmonoxide,koolstofdioxide, methaan, diwaterstof, stikstofoxide,stikstofdioxide, dijood, ammonia enozon). Er zit dus maar heel weinig koolstofdioxide(CO 2) in de lucht die in onze longen terechtkomt: slechts 0,04 procent.Je inhaleert lucht via je mond en neus. Je neusis verbonden met je mond door een gat in demondholte. Via je strottenhoofd of larynx, passeertdeze lucht door je luchtpijp of trachea. Opeen bepaalde afstand splitst de luchtpijp zich intwee luchtpijptakken of bronchi. Elk van dezesplitsen zich op in zeer veel kleinere vertakkingen,die de bronchiolen worden genoemd. Debronchiolen monden uit in longblaasjes of alveoli,die er als minuscule druiventrosjes uitzien.Aan de zeer dunne oppervlaktelaag van dezelongblaasjes gebeurt de eigenlijke uitwisselingvan zuurstof en koolstofdioxide met de haarvaatjesvan het capillaire netwerk van de longen.In totaal bevatten onze longen ongeveer 1 800000 000 longblaasjes en bestrijken ze een oppervlaktevan 85 m².In de lucht die we uitademen zit dus minderzuurstof en meer CO 2. En het verschil is groot:gemiddeld bestaat uitgeademde lucht uit 79%stikstof, 17% zuurstof en 4 procent CO 2. Circa4% zuurstof wordt dus ingewisseld voor CO 2terhoogte van de longblaasjes. Wat erop neer komtdat er in uitgeademde lucht maar liefst 100 keermeer CO 2zit dan in ingeademde lucht! Toch ziter nog genoeg zuurstof in de uitgeademde luchtom aan mond-op-mondbeademing te kunnendoen. Het is immers niet de hoeveelheid CO 2inde longen die ons het signaal geeft om uit teademen, maar de hoeveelheid CO 2in het bloed.Waarom maakt CO 2water zuur?Een typische eigenschap van een zuur, is dathet waterstofionen kan afstaan. Maar koolstofdioxidebevat helemaal geen waterstof. Tochnoemt men het gas in de volksmond koolzuurgas.Dat komt door het effect dat CO 2heeft opwater, wanneer je het erin oplost. Frisdrankenkrijgen hun bubbels doordat er koolstofdioxideaan toegevoegd wordt. Frisdranken zijn dan ookerg zuur, al wordt de zure smaak handig gemaskeerddoor een heleboel suiker.Als CO 2oplost in water, ontstaat er een zuur. Erstelt zich het volgende evenwicht in:CO 2+ H 2O -> H 2CO 3Het H 2CO 3is het echte ‘koolzuur’, met de wetenschappelijkenaam diwaterstofcarbonaat. Ditzwakke zuur splitst in water als volgt:H 2CO 3-> 2H + + CO 3—Het zijn net die H + -ionen die voor de verzuringvan water zorgen (hoe meer H + -ionen in water,hoe zuurder een oplossing). Het zijn dus de H + -ionen die zorgen voor de verkleuring van eenzuur-base-indicator en voor de zure smaak vankoolzuurhoudende dranken.LongcapaciteitBij een rustige ademhaling wordt ongeveer eenhalve liter lucht in- en uitgeademd, dat is hetademvolume. Het is mogelijk om nog zowat 2liter méér op te nemen, het complementair volume;terwijl door extra diep uit te ademen jenog ongeveer 2 liter extra kan uitademen, hetreservevolume. Het totale volume dat actief inbeweging kan worden gebracht bedraagt dusongeveer 4,5 liter. Dat is de vitale capaciteit.Maar zelfs bij maximaal uitademen blijft er nogzowat 1,5 liter lucht in de longen zitten, hetrestvolume (ook wel residuaal volume). Om tochverse lucht in je longen te krijgen is er een vormvan ventilatie, die ervoor zorgt dat er niet teveelkoolstofdioxide in je luchtwegen en longen blijften je voldoende zuurstof opneemt. Deze longventilatiewordt verhoogd door lopen, hoesten,29


hijgen, huilen, zingen, … . In totaal kan er dus 6liter lucht in je longen. Dat noemt men de totalelongcapaciteit.6543210ComplementairvolumeAdemvolumeRoken, een schadelijke gewoonte?ReservevolumeRestvolumeTabaksrook bestaat o.a. uit koolstofmonoxide.Dat is een kleurloos, geurloos, smaakloos engiftig gas dat ontstaat na verbranding met onvoldoendezuurstof. Denk maar aan de waarschuwingdie er soms in hetweerbericht worden gegeven voorslecht trekkende kachels. Dekoolstofmonoxide verbindt zichgemakkelijker met je rode bloedlichaampjesdan de zuurstof. Derode bloedlichaampjes zijn dus niet meer beschikbaarom de zuurstof naar de organen tebrengen, waardoor bijvoorbeeld je spierkrachtvermindert.Vitale capaciteit“ Nicotine isgiftig enverslavend “Een andere schadelijke stof bij roken is teer. Teeris een vieze bruine brij die tijdens het roken nietalleen in de filter van een sigaret blijft, maar ookaan je vingers, tanden en de slijmvliezen van jeluchtwegen blijft kleven. Het laat een gele kleurachter. Aan de binnenwand van de luchtwegenbevinden zich trilhaartjes. Zij voorkomen hetbinnendringen van stofdeeltjes in de longen. Alsje rookt zullen deze haartjes samenkoeken doorhet teer, waardoor er stofdeeltjes in de luchtpijptakkenen –vertakkingen geraken. Hierdoorwordt er te veel slijm in de longen aangemaakten minder goed afgevoerd. Alle luchtwegen rakenverstopt, waardoor er minder zuurstof kanworden opgenomen. Iemand die rookt merktdat hij sneller moe wordt bij het sporten. Als jedenkt dat een verkoudheid niet het ergste is datje kan overkomen … . Bij rokers kan een eenvoudigeverkoudheid lang aanslepen en overgaantot zware bronchitis. Als dit je een paar keer perjaar overvalt, worden je luchtpijptakken blijvendvervormd. Zo krijgen je longen te weinig lucht enzal je meer en sneller moeten ademen. Rokershebben dan ook meer last van een droge keel,een verstopte neus en kortademigheid.Nicotine is een giftige stof die in sigarettenrookvoorkomt. Iemand die zijn eerste sigaretopsteekt, voelt zich even later misselijk en duizelig.Na verloop van tijd verdwijnen deze verschijnselen.Dat is omdat de roker aan het gifgewend geraakt. De sigaret heeft voor de rokerdan alleen nog maar prettige ervaringen: eenfijne smaak en een opwekkende werking. Tochmerkt ook de meest verstokte roker nog elkedag de gevolgen van zijn vergiftiging; hoofdpijn,een verminderde eetlust, hoestbuien,… . Nicotineheeft een korte, opwekkendewerking op het zenuwstelsel: devermoeidheid verdwijnt even. Naeen tijdje is het effect van de nicotineechter uitgewerkt en debehoefte aan een nieuwe sigaretdringt zich op. Nicotine heeft met andere woordeneen verslavend effect. Hoewel het giftig is,wil je lichaam het altijd opnieuw hebben. In tegenstellingtot voedingsstoffen, neemt nicotinede vermoeidheidsverschijnselen maar even weg.Op lange termijn speelt dit ten nadele van je eigengezondheid.De nicotine en de koolstofmonoxide bevorderende afzetting van vet op de aderwand, watvernauwing en verharding van de bloedvaten teweegbrengt. De bloedcirculatie vertraagt en debloeddoorstroming verloopt veel moeilijker. Rokershebben zo bijvoorbeeld veel sneller last vankoude handen en voeten. Als je kransslagadersernstig vernauwen, kan het zijn dat een gedeeltevan je hart geen bloed meer krijgt, met als gevolgdat er een deel van je hart afsterft. Mennoemt dit een hartinfarct. Een ernstige vernauwingin je hersenen kan tot een beroerte leiden.Tabak heeft nog een hele reeks andere slechteeffecten, van vertraging van de groei van een ongeborenbaby tot kanker.30


Een lange reis doorOm je lichaam draaiende de houden, heb je dagelijks heelwat voedingsstoffen nodig: eiwitten, vetten, koolhydraten,vitamines, mineralen, en sporenelementen. Die worden doorje spijsverteringsstelsel (of maag-darmstelsel) uit je voedselgehaald. Tijdens de reis doorheen dat stelsel, passeert voedseldoorheen je mond, je slokdarm, je maag, je dunne en je dikkedarm en tenslotte je anus. Het spijsverteringsstelsel wordt ookwel het maag-darmstelsel genoemd. Elke schakel in dat systeemheeft zijn eigen, specif ieke functie.Experiment :Speeksel maaktje leven zoetAls allereerste komt voedselje mond binnen. Daar wordthet vermengd met speeksel.Dat zorgt ervoor dat hetvoedsel makkelijker je slokdarmin glijdt. Maar het doetook nog wat anders…Wat heb je nodig?- vier reageerbuizen in een rekje- een trechter- een oplossing van 5% zetmeel in water(zetmeel lost moeilijk op, maak de oplossingdaarom vooraf klaar)- water- jodiumtinctuur- etiketten en een stiftAan de slag!Kleef op drie reageerbuizeneen etiket. Schrijf ‘A.water + water’, ‘B. zetmeel+ water’ en ‘C.zetmeel + speeksel’op de etiketten.Doe een paar centimeterwater inreageerbuis A.Doe evenveelzetmeeloplossingin proefbuizenB en C.Voeg nu 5 druppelsjodiumtinctuur toeje lichaamdoe-kaart Leerlingen31


aan iedere reageerbuis. Noteer de kleurvan de resulterende oplossingen:Reageerbuis A met alleen water kleurt:..........................................................................................Reageerbuis B met zetmeeloplossingkleurt: ...........................................................................Reageerbuis C met zetmeeloplossingkleurt: ...........................................................................Wat is je besluit?..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Neem de vierde reageerbuis en vul dievoor de helft met water. Neem het waterin je mond en spoel gedurende één minuut(of langer) je mond ermee. Het waterwordt nu vermengd met je speeksel.Voeg dit mengsel toe aan reageerbuis C,met behulp van een trechter. Leng nu reageerbuizenA en B aan met water, tot zeevenveel vloeistof bevatten als reageerbuisC. Zorg dat de inhoud van de reageerbuizengoed mengt en wacht vijf minuten.Noteer de kleur van de resulterende oplossingen:Reageerbuis A met alleen water kleurt:..........................................................................................Reageerbuis B met zetmeeloplossing enwater kleurt: .............................................................Reageerbuis C met zetmeeloplossing enspeeksel kleurt: ......................................................Wat is je besluit?..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Een woordje uitleg…Wat is speeksel en waarvoor dient het?In je mond zitten speekselklieren. Veelkleintjes, en ook een paar grote. Je maaktongeveer een liter speeksel per dag.Speeksel bestaat voor 99% uit water,maar dat ene procent maakt alle verschil.Daarin zitten enzymen (speciale eiwitten)die je helpen bij het verteren.Speeksel doet dienst als smeermiddel bijhet slikken, als weekmaker van je voedsel,als buffer tussen je tanden en zuur voedsel,als bestrijdingsmiddel tegen bacteriën,als aanvoer van mineralen om je tandglazuurop peil te houden. Maar het dientvooral om reeds een deel van je voedselaf te breken tot kleinere stoffen, die inje bloed opgenomen kunnen worden. Zokunnen die naar overal in je lichaam getransporteerdworden waar ze nodig zijn.Wat is zetmeel?Zetmeel is afkomstig van zaden, knollen enwortels van planten. Ook sommige vruchtenzoals bananen en noten zijn rijk aanzetmeel. Het meeste zetmeel halen wij uitgraan- en aardappelproducten, het vormteen belangrijk onderdeel van je voeding.En we gebruiken het als bindmiddel in sauzenen soepen. Zetmeel levert je energie.Zetmeelmoleculen zijn lange ketens vanaaneengeregen suikermoleculen. Omdatje bloed wel suikers kan rondvoeren, maargeen zetmeel, moet het zetmeel afgebrokenworden tot suikers waar de cellen wegmee kunnen. Dat gebeurt in je mond doorhet speeksel. En daarom smaakt voedselwaarop je lang kauwt zoeter!Zetmeel kun je aantonen door er een beetjejodiumoplossing aan toe te voegen. Hetzetmeel wordt dan paars/zwart.doe-kaart Leerlingen32


Demo :Omlaag of omhoog?Na het inslikken, gaat voedselvan je mond naar je maagdoor… je slokdarm. Hoe werktdie slokdarm?Een woordje uitleg…Kan je ondersteboven eten en drinken?Wat heb je nodig?- Een kussen of een valmat- Een glas water met een rietje- Een vrijwilligerAan de slag!Plaats het kussen of de valmat tegen eenmuur. De vrijwilliger gaat tegen de muurop zijn hoofd staan, eventueel met dehulp van een medeleerling. De leerkrachtbrengt het rietje aan de mond van de vrijwilliger.De leerling – die op zijn hoofdstaat – probeert nu te drinken door aanhet rietje te zuigen.Wanneer je eet of drinkt, valtje voedsel niet zomaar vandoor je slokdarm tot in jemaag. De kringvormigespieren in je slokdarm duweneten en drinken opeen actieve manier totin je maag. Daaromkun je ook onderstebovendrinken.Zelfs je darmenwerken in omgekeerdepositie.Dat proces vans p i e r s a m e n -trekkingen inhet spijsverteringskanaalheet peristaltiek.doe-kaart Leerlingen33


Experiment :Over zuren en gassenIn je maag ondergaat voedseleen heuse zuuraanval. Waar isdat goed voor?naar boven borrelt. Tenzij de gasdruk in jemaag te hoog oploopt. Dat kan de sluitspierniet houden, waardoor ze soms wat‘gas aflaat’. Dat gas komt dan uit je mondals een boer. De gassen die op die manieruit je maag ontsnappen zijn (1) ingesliktelucht, (2) koolzuurgas (CO 2) uit frisdranken spuitwater en (3) CO 2dat ontstaat tijdensde vertering (zie experiment).Wat heb je nodig?Waarvoor dient maagzuur?- Een grote ballon- Bakpoeder- Een glazen fles- Azijn- Een trechterAan de slag!Stop de trechter in de opening van de ballonen giet een zakje bakpoeder in de ballon.Doe nu een bodempje azijn in de fles.Trek het tuitje van de ballon over de halsvan de fles. Hou de ballon nu rechtop zodathet bakpoeder in de fles valt. Er ontstaateen gas en de ballon blaast zichzelf op.De fles stelt je maag voor met azijn alsmaagzuur. Het bakpoeder doet dienst alsvoedsel. Als er voedsel in je maag terechtkomt,begint je maag maagzuur te maken.Dat reageert met het inkomende voedselen daarbij ontstaat CO 2–gas, net zoals inhet experiment met azijn en bakpoeder.Een woordje uitleg…Waar komen ‘boeren’ vandaan?Wanneer eten en drinken in je maag terechtkomen,is het de bedoeling dat ze daarblijven of hun reis doorheen het spijsverteringskanaalverder zetten. De kringspier ophet einde van de slokdarm (aan de ingangvan je maag) zorgt ervoor dat niets terugJe maag dient om je voedsel te verteren.Je hebt het voedsel al fijngekauwd metje tanden en je speeksel heeft de suikererin al gedeeltelijk vrijgemaakt. In je maagwordt het voedsel enkele uren gekneed engemengd met maagzuur (waarin waterstofchloride,HCl of zoutzuur zit) en verteringsenzymenzoals pepsine en lipase.Die stoffen beginnen samen aan de chemischeafbraak van voedsel.Het maagzuur breekt voedsel af tot kleineredeeltjes. Bovendien zorgt het vooreen eerste vertering van eiwitten en nucleïnezuren(erfelijk materiaal). Maagzuuris een erg sterk zuur, zo sterk dathet scheermesjes kan verteren! Maagzuurverteert zelfs magen, en daarom moet demaag zichzelf beschermen door voortdurendeen dikke slijmlaag te produceren, endoor de maagcellen extra snel te vernieuwen.Ook bacteriën kunnen niet tegen datsterke zuur, waardoor de maag een belangrijkerol speelt in het voorkomen vanvoedselvergiftigingen.Wat is brandend maagzuur?Bij mensen met een slechte spijsvertering(aangeboren of incidenteel na een te zwaremaaltijd), of een afwijking aan de maagingang,komt er wel eens maagzuur in deslokdarm terecht. Dat voel je bijten. Derauwe keel als je overgeeft, komt eveneensvan het maagzuur dat mee omhoog kwam.doe-kaart Leerlingen34


Thuisopdracht :OnaangeroerdOnappetijtelijk? Maar nietteminerg interessant! Jestoelgang onderzoeken is immerszeer wetenschappelijkverantwoord. En zo kom je teweten hoe lang je spijsverteringduurt!Wat heb je nodig?Een woordje uitleg…- Een blikje maïs- Een kalender en uurwerkWat gebeurt er in je lichaam, nadat voedselje maag verlaat?Aan de slag!Eet een half blikje maïs. Slik ook enkelekorrels door zonder te kauwen. Noteerin je agenda wanneer je de maïs gegetenhebt: de datum en het uur. Noteer ook watje bij de maïs gegeten hebt.Bekijk vanaf nu elke keer je stoelgang.Wanneer zie je de maïs in het toilet verschijnen?Noteer de datum en het uurwaarop de maïs je lichaam weer verlaat.Hoelang duurde de reis doorheen je spijsverteringsstelsel?Half verteerd voedsel dat uitje maag komt, is een ergzure brij. De voedselbrijschuift je dunne darm in,waar er gal bijkomt omde vetten op te lossen,plus een reeks nieuweverteringsenzymen.De zure brij wordtnu basisch (= nietzuur) gemaakt,zodat de chemischeafbraakvia andere reactiesverderkan gaan. Vetten,eiwitten enzetmeel worden afgebrokentot hun kleinerebouwstenen.doe-kaart Leerlingen35


Een onmisbaar deel van het afbraakwerkwordt door darmbacteriën gedaan.Moleculen die voldoende ver zijn afgebroken,gaan door de darmwand het bloedin. Het onverteerbare spul schuift verdernaar de dikke darm, waar het eveneensverschillende uren blijft. In de dikke darmtenslotte wordt er vooral water uit gehaald.Na ongeveer een dag verlaten derestanten je lichaam. Hoelang je spijsverteringsstelseler precies over doet, hangtaf van wat je gegeten hebt.Zowat de helft van je uitwerpselen bestaatuit dode darmbacteriën. En de bruinekleur komt van versleten rode bloedlichaampjes.Je vervangt dagelijks zoveelrode bloedlichaampjes (een paar miljardper uur) dat die kleur alles overstemt.Waarom worden maïskorrels niet verteerd?Het menselijk spijsverteringsstelsel kanniet alle plantendelen even goed verteren.Heel lang geleden, toen onze vooroudersvooral rauwe planten aten, was datanders. Toen hadden mensachtigen eenveel langer spijsverteringskanaal en eenblindedarm die hielp bij het verteren vanplantaardig materiaal. Bovendien haddenwe stevige maaltanden, die planten bij hetbinnenkomen al sterk vermaalden.Maar tijdens de evolutie begon de menssteeds meer vlees en gekookt voedsel teeten. Geleidelijk aan paste zijn lichaamzich aan aan die nieuwe eetgewoonten.De tanden kregen een kleiner maaloppervlaken de kaken werden minder grooten stevig (bij sommige mensen passende wijsheidstanden zelfs niet meer in hetrijtje tanden). Het spijsverteringskanaalwerd korter en de blindedarm of appendixverschrompelde tot een klein aanhangseldat alleen van zich laat horen wanneer hetontstoken raakt.Het is vooral het koolhydraat cellulose inde celwanden van planten dat wij niet kunnenverteren. Andere koolhydraten (bijvoorbeeldzetmeel) worden wel afgebrokenin ons lichaam. Ook het maagzuur slaagter niet in cellulose klein te krijgen, wantin de maag worden vooral eiwitten aangepakt.Daarom komen maïs, de schil vanpaprika’s en gras (moest je dat opeten)onaangeroerd in je stoelgang terecht.doe-kaart Leerlingen36


een lange reis door je lichaamVoor de leerkrachtLesverloopTijdens de les ‘Een lange reis door je lichaam’ makende leerlingen kennis met de verschillendeonderdelen van het spijsverteringsstelsel. Zeleren hoe de spijsverteringsorganen werken enhoe de voedselafbraak beïnvloed kan worden.De volledige les neemt ongeveer één lesuur inbeslag.De leerlingen beginnen met het experiment‘Speeksel maakt je leven zoet’, dat ze individueelof in groepjes van twee of drie kunnen uitvoeren.Ze ontdekken dat de vertering van voedsel reedsin je mond begint en dat speeksel meer is daneen weekmaker van voedsel. Jodiumtinctuur kan“ Je kan ookonderstebovendrinken “je krijgen bijde apotheker(vertel erbest bij datje het nodighebt om zetmeelaan tetonen). Zetmeel vind je in verschillende vormen,zoals tarwezetmeel, maïszetmeel (maïzena),aardappelzetmeel, … Je vindt deze zetmeelsoortenin de supermarkt of in de natuurvoedingswinkel.(20 min)Vervolgens ontdekken de leerlingen tijdens dedemo ‘Omlaag of omhoog’ dat voedsel niet passiefnaar omlaag reist, maar actief door hun lichaamgetransporteerd wordt. Je kan dus ookondersteboven eten of drinken. Gelukkig maar,anders zouden astronauten (die in een omgevingzonder zwaartekracht verblijven) niet instaat zijn om te eten en te drinken! (10 min)Dan zijn we bij de maag beland. Door een proefje(Over zuren en gassen) dat gasvorming illustreert,wordt de link gelegd met gasvormingen gasopstapeling in de maag (met boeren alsgevolg). De leerlingen voeren (individueel of ingroepjes van twee) een eenvoudig chemisch experimentuit waarbij een zuur reageert met eencarbonaat, waarbij CO 2gevormd wordt. Ze lerenmeer over de functie en de eigenschappen vanmaagzuur en over de manier waarop de maaghelpt bij de spijsvertering. (10 min)Tenslotte is er de thuisopdracht ‘Onaangeroerd’,die op het eerste gezicht misschien wat onappetijtelijklijkt. Door de opdracht klassikaal telaten uitvoeren, wordt het onderwerp echter opeen luchtige manier bespreekbaar gemaakt. Deleerlingen ontdekken hoe lang voedsel doorheenje lichaam reist. Misschien vinden ze verschillentussen de spijsverteringstijd van leerlingen, familieleden,mensen die een bepaald dieet volgen(vegetariërs, vetvrije voeding, mensen met eengluten-allergie…). De tijd die maïs in het lichaamdoorbrengt hangt ook af van de maaltijd waarbijde maïs gegeten werd. Rauwe groenten verblijvenbijvoorbeeld langer in het spijsverteringskanaaldan vlees. (10 min voor de nabespreking)Didactische tips en extraatjesLaat de leerlingen een stuk wit brood of een beschuitin hun mond nemen, zonder te kauwen.Laat ze het verschillende minuten in hun mondhouden, zodat het speeksel zijn werk kan doen.Als alles goed papperig geworden is, mogen zehet met hun tong in hun mond ronddrukken. Nusmaakt het zoet! Zo ondervinden de leerlingenaan den lijve dat zetmeel door het speeksel afgebrokenwordttot (zoete) suikers.Omdat deleerlingen nietop het voedselkauwden, wetenze zeker dat het“ Speeksel zetzetmeel om insuikers “het speeksel was dat het zetmeel afbrak (en nietde kauwbeweging van de tanden, zoals wel eensverkeerdelijk aangenomen wordt).Je kan ook enkele vrijwillige leerlingen blinddoe-37


ken en hen laten ruiken aan een busje citroensap.Het water komt hen in de mond: ze producereneen overmaat aan speeksel. Je mond maakt jehet eten gemakkelijker door meteen speeksel tegaan maken zodra je in contact komt met eten- of zelfs maar met de geur van eten. Je speekselvloedkomt niet enkel op gang door de geurvan lekker eten. Ook bij minder lekker spul maakje speeksel, om de schok te verzachten van watdadelijk naar binnen komt. Daarom zullen deleerlingen waarschijnlijk meer speeksel producerenbij het ruiken aan (zuur) citroensap danaan water, melk, ijsthee…De leerlingen ontdekten dat speeksel helpt bijde afbraak van zetmeel, maar misschien zijnze nog niet overtuigd van het nut van ‘goedkauwen’. Door het voedselzoveel mogelijk tot kleinestukjes te herleiden, wordthet contactoppervlak tussenvoedsel en speeksel immersgroter. Laat de leerlingeneens uitrekenen wat het verschilin contactoppervlak istussen een kubus van 4 bij4 cm tegenover 8 kubussenvan 2 bij 2 cm. Het volume blijft hetzelfde maarhet contactoppervlak verdubbelt!Je kan het begrip ‘peristaltiek’ aanschouwelijkermaken door een tennisbal doorheen een nylonkouste laten bewegen. De tennisbal geraakt nietpassief naar beneden (hij valt niet doorheen dekous). Door met je hand de kous boven de tennisbalbijeen te knijpen, en je hand gradueelnaar beneden te bewegen, geraakt de tennisbalwel actief naar beneden. In je slokdarm gebeurthetzelfde: kringspieren snoeren je slokdarm samenen duwen zo voedsel en drank doorheen jeslokdarm. Trouwens, ook je darmen gebruiken‘peristaltiek’ om verteerd voedsel (uitwerpselen)richting toilet te vervoeren.Je kan de proef met bakpoeder en azijn linkenaan middeltjes tegen brandend maagzuur.Tabletten of poeders tegen maagzuur bevattennogal eens natriumbicarbonaat - of met de“ De binnenkantvan je spijsverteringskanaalisde buitenkantvan je lichaam “juiste chemische naam: natriumwaterstofcarbonaat,ook wel bekend als maagzout. Samenmet het waterstofchloride in je maag reageertdat tot natriumchloride (keukenzout) en waterstofcarbonaat.Dat laatste valt vervolgens uiteenin water en CO 2. Deze middelen neutraliseren jemaagzuur en doen je tegelijk boeren, wat ooknog eens een opgelucht gevoel geeft.Dat natriumbicarbonaat (maag)zuur neutraliseert,kan je aantonen met behulp van zuurbase-indicatoren.Dat zijn stoffen die van kleurveranderen bij een welbepaalde zuurgraad (pH).Er zijn er een hele reeks, met allerlei kleuren enomslagpunten. Eentje daarvan zit in rodekool.Het is een anthocyanine, een lid van een groepnauw verwante kleurstoffen die in allerlei bloemenen planten voorkomen.In een basische omgeving(zeepsop, ammoniak, natriumhydroxide)is deze indicatorgroen, in neutraal milieu(water) blauwpaars en in eenzure omgeving rood (koksdoen een tikje citroensap bijrodekool om die een smakelijkrode kleur te geven). Jekunt met zo’n rodekoolindicator aantonen dathet wit van een ei basisch is (en meteen eengroen spiegeleitje bakken). En dat maagtablettenmaagzuur neutraliseren.Opgelet: de urinewegen behoren niet tot hetspijsverteringsstelsel, maar tot het uitscheidingsstelsel.Het spijsverteringsstelsel is eenlange, holle buis van opeenvolgende organen.In principe is de binnenkant van het spijsverteringskanaalde buitenkant van je lichaam! Voedselreist doorheen die holle buis en onderwegneemt je lichaam nutriënten op uit de buitenwereld.Wat niet door je lichaam kan opgenomenworden (bijvoorbeeld cellulose), verlaat het lichaamvia het uiteinde van de holle buis. Hetuitscheidingsstelsel zorgt voor de afvoer van afvalstoffenuit het lichaam. Daarvoor wordt hetbloed gefilterd door de nieren, waarna de afvalstoffenmet de urine via de blaas en de urineleiderhet lichaam verlaten.38


AchtergrondinformatieDe mondHet hele spijsverteringsproces begint als hetvoedsel onze mond binnenkomt. Met onze tandenherleiden we het tot hapklare brokken. Desnijtanden snijden, de hoektanden scheuren ende maaltanden malen. Die brokken moeten verderverkleind worden, en de ingewikkelde scheikundigestoffen waaruit ze bestaan, moeten afgebrokenworden tot eenvoudiger moleculen, zoalsvetzuren, suikers en aminozuren. Dat zijn debouwstenen waarmee wij de ingewikkelde stoffenkunnen maken die samen ons lichaam vormen.Een deel van de stoffen die onze verteringoplevert gebruiken we echt als bouwsteen, eenander deel verbranden we. Met de energie diedat oplevert, drijven we de bouwprocessen aan.In onze mond beginnen we al met het verkleinenvan het voedsel, door erop te kauwen. Tegelijkbeginnen we ook al met de chemische afbraak.Ons speeksel bevat stoffen, amylasen, die hetzetmeel uit ons voedsel afbreken tot suikers. Perdag produceren we ongeveer een liter speeksel.En nu slikken maar.De slokdarmAchteraan in onze mond gaat een klepje, dehuig, automatisch dicht om te verhinderen dathet voedsel de verkeerde weg neemt en in onzeluchtpijp terechtkomt. Het voedsel gaat onzeslokdarm in. De slokdarm transporteert onsvoedsel. Zolang we rechtop staan, zou het ookwel vanzelf naar beneden zakken, maar het moetook vervoerd kunnen worden als we in bed liggen.Daarom zorgt de slokdarm met een soortknijpbeweging voor actief transport. De spierenrond de slokdarm knijpen samen, en de vernauwingschuift langs de slokdarm op, richtingmaag. We hoeven ons daar niet bewust mee bezigte houden, de slokdarm start vanzelf eenknijpgolf zodra er voedsel binnenkomt. Net zoalswe automatisch een slikbeweging starten als ietstegen de achterkant van onze mond drukt. Aanhet eind van de slokdarm zit een kringspier diede slokdarm dichthoud, om te verhinderen dat erbijtend maagsap in de slokdarm terecht kan komen.Als dat toch eens gebeurt, omdat de spierniet goed meer werkt of omdat uw maag te volis, voel je het maagzuur branden in je slokdarm.De maagIn de maag gebeurt het zware werk. Een bol binnenkomendvoedsel blijft er tot zo’n vier uur, omgekneed te worden en doordrenkt te worden metmaagsap. Maagsap bevat afbrekende enzymenzoals pepsine en lipase, voor welbepaalde chemischedemontage-operaties,maar vooralsterk zoutzuur (waterstofchloride).Bijtendspul, dat zowatalles kapot maakt, inclusiefonze maag zelf. Daarom beschermen decellen van onze maagwand zich met een dikkelaag slijm, en vernieuwen ze zich regelmatig. Wemaken zo’n drie liter maagzuur per dag.Onze maag is een J-vormige zak, die er een beetjeuitziet als die Spaanse wijnzakken. (Eigenlijk ishet net andersom, de originele wijnzakken warendierenmagen.) Eromheen liggen drie lagen spieren,in verschillende richtingen, die ervoor zorgendat op allerlei manieren in ons voedsel geknepenkan worden. In lege toestand is onze maag gerimpeld.Die rimpels leggen zich vlak naarmatemeer voedsel binnenkomt en onze maag uitrekt.De maag is het meest elastische deel van ons lichaam.Ze kan uitrekken tot twee liter.Aan het onderste eind van de J zit een sluitspier,die af en toe een beetje voedselpap naar de dunnedarm doorlaat.De dunne darm“ Maagzuuris bijtendspul “Van de maag gaat het halfverteerde voedsel dedarmen in. Het grootste deel daarvan, zo’n zesen een halve meter, noemen we ‘dunne darm’.De voedselpakketjes die uit de maag komen,worden met een knijpbeweging doorheen dedarmen opgeschoven.39


Aan de ingang van onze dunne darm spuitenonze alvleesklier en onze galblaas weer nieuweverteringssappen bij het voedsel. Die zorgenvoor verdere afbraak tot de elementaire bouwstenendie klein genoeg zijn om doorheen dedarmwand tot in ons bloed te geraken. Hetbloed transporteert ze verder naar de lever ennaar andere plaatsen waar ze nodig zijn.Waar de dunne in de dikke darm overgaat, hangtnog een los eindje, de blinde darm. Een doodlopendstukje, waar voedsel wel eens lang achterblijft.Dat kan tot een ontsteking leiden, en danmoet de dokter de blinde darm eruit halen.De dikke darmDe laatste anderhalve meter van ons spijsverteringskanaalheet de ‘dikke darm’. Het is danook een stuk groter van diameter dan de dunnedarm. In de dikke darm worden vooral water enzouten uit de brij gehaald. Die gaan het bloedin, waarna ze er door de nieren weer uitgefilterdworden en doorgestuurd naar de blaas.Hoewel we een honderdtal verschillende enzymenin de strijd gooien, zijn wij niet in staat omalle nuttige stoffen uit ons voedsel af te breken.Cellulose uit planten kunnen we bijvoorbeeldniet aan. Bacteriën hebben daar wel de geschikteenzymen voor. Onze darmen worden bewoonddoor een paar honderd gram bacteriën, van welvierhonderd verschillende soorten. Die ‘darmflora’helpt ons niet alleen een flink stuk bij hetverteringswerk, hij produceert ook vitamine K.En hij verhindert schadelijke bacteriën om zichte nestelen. Door ellebogenwerk(als alleplaats al door nuttigebacteriën bezetis, krijgen de anderegeen kans om zich te“ Onze darmenzitten volbacteriën “installeren), maar ook door ons afweersysteemvoortdurend te kietelen en het zo alert te houden.De bacteriën in onze darmen vormen metzijn allen een levend schild, dat de ‘slechte’ bacteriënverhindert om doorheen de darmwand tebreken.De leverRechts van onze maag, boven onze darmen, ligtonze lever. Dat is de chemische fabriek van onslichaam. Chemische stoffen die klein genoeg zijnom doorheen onze darmwand in ons bloed teraken, worden via de poortader naar onze levergevoerd. De lever doet er allerhande gespecialiseerdechemische bewerkingen op, meer dan vijfhonderdverschillende. Hij maakt talloze gifstoffenonschadelijk, slaat vitamines op, houdt onzevoorraad ijzer en koper bij, maakt bloedeiwitten,haalt suiker uit omloop of brengt extra suiker inomloop, verwerkt onze cholesterol, controleertde aanmaak en afbraak van bloedlichaampjes.Per dag moeten 200.000 gestorven rode bloedlichaampjesopgeruimd worden. De lever maaktook gal. De gal wordt opgeslagen in de galblaasen gaat vandaar de darm in, om de vetten inemulsie te brengen, zodat ze gemakkelijker bereikbaarzijn voor de enzymen die ze afbreken.Al die chemische reacties produceren flink watwarmte. De lever warmt daarmee het langsstromendbloed op, dat de warmte verder transporteertnaar de rest van ons lichaam.De alvleesklierDe alvleesklier of pancreas draait een dubbelejob. Aan de ene kant produceert zij enzymen diede darm ingaan: trypsine, pepsidase, lipase, amylase.Die breken eiwitten, vetten en zetmeel af.In de alvleesklier zitten ook ‘eilandjes van Langerhans’.De cellen in die eilandjes producereneen hormoon, insuline, dat in het bloeduitgescheiden wordt. Het regelt de hoeveelheidsuiker in ons bloed. Die hoeveelheidmoet zeer constant blijven,want in te grote concentratie is suikergiftig, in te kleine concentratie krijgenonze cellen niet genoeg brandstof. Als we tijdelijkte veel suiker in ons bloed hebben, slaat delever dat op.40


EindtermenDit educatief pakket sluit nauw aan bij volgende eindtermennatuurwetenschappen:A-stroomSystemen1 De leerlingen kunnen illustreren dat er ineen organisme een samenhang is tussenverschillende organisatieniveaus (cel, weefsel,orgaan, stelsel, organismen);2 De leerlingen kunnen bij de mens de bouw,de werking en de onderlinge samenhang vanhet spijsverteringsstelsel, het ademhalingsstelsel,het bloed, de bloedsomloop en hetuitscheidingsstelsel beschrijven;6 De leerlingen kunnen met concrete voorbeeldenaangeven dat organismen op verschillendemanieren aangepast zijn aan hun omgeving;Wetenschappelijke vaardigheden20 De leerlingen kunnen onder begeleiding, eennatuurwetenschappelijk probleem herleidentot een onderzoeksvraag, en een hypotheseof verwachting over deze vraag formuleren;21 De leerlingen kunnen onder begeleiding, bijeen onderzoeksvraag gegevens verzamelenen volgens een voorgeschreven werkwijzeeen experiment, een meting of een terreinwaarneminguitvoeren;23 De leerlingen kunnen onder begeleiding, verzameldeen beschikbare data hanteren, omte classificeren of om te determineren ofom een besluit te formuleren;24 De leerlingen kunnen onder begeleiding resultatenuit een experiment, een meting ofeen terreinstudie weer¬geven. Dit kan gebeurenin woorden, in tabel of grafiek, dooraan te duiden op een figuur of door te schetsen.De leerlingen gebruiken daarbij de correctenamen en symbolen.B-stroomAlgemeen1 De leerlingen kunnen gericht waarnemenmet al hun zintuigen en de waarnemingenweergeven;2 De leerlingen kunnen in betekenisvolle situaties,metingen uitvoeren en daarvoor geschikteinstrumenten kiezen;3 De leerlingen kunnen onder begeleiding eennatuurlijk en waarneembaar verschijnsel viaeen eenvoudig onderzoekje toetsen aan eenveronderstelling;Levende natuur9 De leerlingen kunnen belangrijke organendie betrokken zijn bij ademhaling, spijsvertering,voortplanting, transport en uitscheidingin het menselijk lichaam, lokaliseren;10 De leerlingen kunnen de functie van debelangrijke organen die betrokken zijn bijademhaling, spijsvertering, voortplanting,transport en uitscheiding in het menselijklichaam op eenvoudige wijze weergeven.VakoverschrijdendDeze les sluit nauw aan bijvolgende vakoverschrijdendeeindtermen/ontwikkelingsdoelenvoor het secundair onderwijs:Context 1: Lichamelijkegezondheid en veiligheid1 De leerlingen verzorgen en gedragenzich hygiënisch;2 De leerlingen leren heteigen lichaam kennen enreageren adequaat oplichaamssignalen.41


Technopolis . waar experimenteren fun is!Al je haren recht!Fietsen op een kabelop 5 meter hoogte?Zelf een vliegtuigaan de grond zetten?In een superzeepbelstaan? Een dutjedoen op een spijkerbed?Een wandelingmaken op de Maan?Je kunt het zo gek nietbedenken of je beleefthet in Technopolis ® , hetVlaamse doe-centrumvoor wetenschap entechnologie.Technopolis ® is geen gewoonmuseum, maar een doe-centrum,waar je je uitleeft inmeer dan 300 experimenten.Kinderen tussen 4 en 8 jaarkunnen zich uitleven in hetKinder-doe-centrum, waar90 bijkomende interactieveopstellingen werden aangebracht op kindermaaten aangepast aan hun leefwereld.En in de Doe-tuin kun je zelfs inopenlucht experimenteren.Spannend, verrassend en leerrijkSpannendeshows entoffe demo’smaken je bezoekaan Technopolis ®extra leuk. Edutainers,Technopolis ® medewerkers,laten je tijdenszo’n show of demoop een leuke manierkennismaken met wetenschap.Zo kun jebijvoorbeeld je harenrechtop laten zettenaan de Van de Graaffgenerator.Niet met gelof haarlak maar ... metelektriciteit! Regelmatigstaan er nieuweshows en demo’s ophet programma.Maak een ballenfonteinSlapen op een spijkerbed ?Technopolis ® trekt er ookregelmatig op uit! Kinderhappenings,beurzen, evenementenvoor het grotepubliek ... Afhankelijk vanhet soort evenement, zijnwe aanwezig met een stand,een wetenschappelijke doe-hoek, opstellingenmet experimenten, de TechnoVelo ® ofde wetenschapstruck MysteriX ® .MysteriX ®Verwonderde blikkenWil je nog meerexperimenteren?Neem dan een kijkje opwww.experimenteer.beJe vindt er heel wat leukeproefjes die je thuis of in deklas zelf kunt doen.Je mag hier overal je neus insteken:je voelt, probeert en experimenteertzelf. Zo begrijp jede dingen beter en sneller enleer je op een toffe en spannendemanier iets bij over wetenschapen technologie.Je zultmerken datwetenschapallesbehalvesaai is!Voor scholen heeft Technopolis ® een uitgebreideducatief aanbod. Educatievepakketten en werkboekjes, educatieveparcours, wetenschapstheater, een wetenschapstruck,sessies gegeven door edutainersin de school zelf, ... Leerkrachtenuit zowel het basis- als het secundair onderwijsgebruiken het educatief materiaalvan Technopolis ® om dewetenschappelijkeoftechnologischelessenaantrekkelijkerte maken.Opwww.technopolis.bevind je gratisdownloadbaareducatief materiaalen meer informatieover het educatieveaanbod vanTechnopolis .Technologielaan • 2800 Mechelen • T 015 34 20 00 • F 015 34 20 01 • mijnbezoek@technopolis.be • www.technopolis.beDit project wordt ondersteund binnen het actieplan Wetenschapscommunicatie, een initiatief van de Vlaamse overheid42

More magazines by this user
Similar magazines