NATU3LW inner.indb
advertisement
ty n an Pl Bio Naturalis 3 co py rig ht Leerwerkboek Plantyn NATU3LW inner.indb 1 19/04/13 17:27 Beste leerlingen ty n Biologie bestudeert in het derde jaar de levende materie, waarbij de informatieoverdracht in ons lichaam centraal staat. We leren hoe organismen informatie verkrijgen uit hun omgeving, hoe ze reacties vertonen op prikkels uit die omgeving en hoe de prikkels verwerkt en gecoördineerd worden. We leren hiertoe hoe de mens zijn zintuigen gebruikt, hoe zijn spieren en klieren werken en hoe de coördinatie van prikkels in het zenuw- en hormonenstelsel verloopt. Pl an Elk hoofdstuk start met onderzoeksvragen die ons het thema in vraag laat stellen. We maken waar mogelijk gebruik van de wetenschappelijke werkmethode om een antwoord te zoeken op onze vragen. We leren zelf een hypothese formuleren en het nodige opzoekwerk doen om deze te verifiëren. Het leerwerkboek bevat geen lange doorlopende teksten, maar via een gevarieerd aanbod aan vragen, waarnemingen, experimenten, toepassingen, oefeningen, weetjes, ... vloeien theorie en praktijk in elkaar over en vullen ze elkaar aan. Samenvattingen zetten alle kennis nog eens op een rijtje en een overzichtelijke synthese per hoofdstuk geeft de samenhang tussen alle onderdelen nog eens duidelijk weer. Per hoofdstuk wordt ook aan een mindmap gewerkt, die de leerstof helpt structureren en een duidelijk overzicht biedt. De vragen in ‘ken je de leerstof’ helpen je bij het studeren en zo kan je je opgedane kennis op een andere manier testen. ht Het leerwerkboek biedt kennis en vaardigheden aan in één pakket. Je bouwt de leerstof dus helemaal mee op zodat je de indruk krijgt iedere keer zelf een nieuwe ontdekking te doen. Op die manier wordt biologie een boeiend vak. rig Naargelang de richting en het aantal uren biedt dit boek naast de basisdoelstellingen ook verdiepende en extra leerstof aan. Voor de 2-uurs richtingen is er een aanvullend laboboek. Veel succes tijdens je tocht door Bio Naturalis 3. co py C. Discart E. Vanoutrive 3 NATU3LW inner.indb 3 19/04/13 17:27 Methodewijzer ■ Hoofdstuk Paragraaf Leereenheid Indeling van het leerwerkboek ty n DEEL 1 ORGANISMEN VERKRIJGEN INFORMATIE UIT HUN OMGEVING Hoofdstuk 2 Studie van het oog an Nagenoeg alle organismen zijn gevoelig voor licht. Bij autotrofe planten hebben we geleerd dat zonlicht een heel belangrijke rol speelt bij de fotosynthese. Bij de dieren bestaat er een verschil tussen primitieve dieren – die slechts lichtgevoelige plaatsen hebben waarmee ze licht en donker kunnen onderscheiden – en de hogere dieren zoals de mens, die in staat zijn tot scherpe beeldvorming en het waarnemen van kleuren. Onderzoeksvragen ▶ 1 Belang van zien ■ Opbouw leerstof Pl Onder ‘zien’ verstaan we het waarnemen van voorwerpen uit onze omgeving met behulp van onze ogen. Het gezichtszintuig is bij de mens een belangrijk zintuig. Bovendien zijn we in staat om, in tegenstelling tot de meeste zoogdieren, kleuren te onderscheiden. Probleemstelling ▶ Maar ons gezichtsvermogen is niet volmaakt; wat zijn de beperkingen? Probeer met behulp van de volgende experimenten deze beperkingen na te gaan. We werken zoals steeds volgens de wetenschappelijke werkwijze. Benodigdheden ▶ − − − − Inleiding Experiment 1 ▶ Welke zijn de voorwaarden om iets (goed) te kunnen zien? Werkwijze ▶ 1. Laat een proefpersoon door een klein kijkgaatje in de donkere doos kijken. 2. Laat de proefpersoon opnieuw waarnemen, maar deze keer met een geringe lichtinval. ht ▶ smaakmaker ▶ leuke cartoon ▶ onderzoeksvragen om Lege A4-doos met kijkgaatje en deksel Gekleurde voorwerpen (bijvoorbeeld blokjes) voor in de doos Potlood of pen Schoolbord (met tekst) 2. 3. Besluit ▶ Bij een geringe lichtintensiteit kunnen we enkel waarnemen, bij veel licht zien we ook . rig het thema in vraag te stellen ▶ aanzet tot ‘leren om meer te willen weten’ 3. Ten slotte mag de proefpersoon in de doos kijken zonder deksel (veel licht). Waarneming ▶ 1. 13 Werktekst ▶ voldoende invulplaats ▶ zo schematisch co py mogelijk ▶ overzichtelijk ▶ vetgedrukte woorden zorgen voor meer structuur Visueel ▶ zelf onderzoeken en ontdekken van de leerstof ▶ leren waarnemen op foto, dissectie, model, tekening ▶ studeer vergelijkend ▶ titels opvallend voor een duidelijke layout 2.1 Dwarsgestreepte spieren Aangezien de meeste dwarsgestreepte spieren skeletspieren zijn, bespreken we deze wat uitvoeriger. We bekijken van naderbij hoe spieren aan beenderen kunnen vastgehecht zijn en hoe de beenderen ten opzichte van elkaar bewegen. Pas daarna bestuderen we de bouw van de dwarsgestreepte spier zelf, en ontrafelen we de werking van die spieren op microscopisch niveau. 2.1.1 Skeletspieren voorhoofdspier sluitspier van de oogleden trapezius (halsspier) deltoids pectoralis (borstspieren) triceps lats (rugspieren) biceps abdominals (buikspieren) gluteus (grote bilspier) hamstrings (achterste bovenbeenspieren) quadriceps (4-hoofdige dijspier) calves (kuitspieren) 4 NATU3LW inner.indb 4 19/04/13 17:27 ■ Verwerking leerstof Samenvatting Samenvatting Zenuwweefsel bestaat uit neuronen en ondersteunende gliacellen. Verschillende zenuwvezels vormen samen een zenuw. ▶ opvallende layout ▶ kort en overzichtelijk ▶ studeer vergelijkend Een NEURON is een cellichaam met korte dendrieten en een lang axon. Rond het axon kan een witte myelineschede als isolatie dienen. Een axon eindigt meestal in eindknopjes (met presynaptische blaasjes). ZENUWEN worden ingedeeld volgens: − snelheid: witte of grijze zenuwen; − functie: sensorische, motorische of schakelneuronen; − locatie: hersenzenuwen of ruggenmergzenuwen. IMPULSGELEIDING verloopt: − tussen neuronen: via de synaps waar elektrische impulsen worden omgezet in chemische impulsen door middel van neurotransmitters; − binnen neuronen: via een elektrisch actiepotentiaal dat zich voortplant doorheen het axon; − in één richting: dendriet → cellichaam → axon → eindknopjes. Als reactie op een prikkel onderscheiden we twee soorten EFFECTOREN: geactiveerd. − ofwel worden door de prikkel geactiveerd. Om beter te begrijpen hoe de onderlinge samenhang is tussen het moment dat de prikkel zich aandient, hij opgevangen wordt en hoe het lichaam erop reageert, gebruiken we onderstaand typevoorbeeld. EN HEUG boodschappen centrale boodschap in code geurstoffen tot → via het prikkel-receptoreffector als rode draad doorheen de leerstof ▶ elk deel start vanuit deze samenhang Opdracht ▶ Werk het voorbeeld uit in drie stappen en gebruik de juiste terminologie. LEKKER! Prikkels → coördinatie van ▶ samenhang tussen Bemerk hoe de prikkels in het lichaam worden doorgestuurd en via welk centraal systeem de coördinatie verloopt. In de hersenen (decodor) wordt er betekenis gegeven aan de prikkel. De gedecodeerde boodschap wordt van hieruit verder verzonden naar de effectoren. GE SYNTHESE Samenhang Samenhang prikkel – receptor – effector ty n 4 − ofwel worden door de prikkel boodschap in code beweging (gedrag) De link met het zenuwstelsel wordt gelegd in de hier zijn er zenuwcellen die aan doen. Deze hormonen beïnvloeden de die als centrale regulator de andere endocriene klieren coördineert. an Voorbeelden van endocriene klieren zijn: 1. Prikkels en hun zintuigcellen: Kenmerken: - ze produceren Syntheses I N LEI DI NG 2. Verwerking van de prikkels: - ze hebben wel / geen afvoergang ▶ kernwoorden zelf in te HOOFDSTUK 1 3. Reactie op de prikkels: vullen - hormonen worden afgegeven aan het Werking: - ▶ overzicht goed te kennen - dynamisch evenwicht wordt bekomen via Pl 12 Experimenten Leesstuk: biomedische problematiek – ‘verkeersongeval’ ▶ wetenschappelijke methode 2.2 Kenmerken van smaken Experiment 1 ▶ Waardoor worden smaken gekenmerkt? qua werkwijze en notatie Benodigdheden ▶ - Suikerklontjes - Papieren zakdoekjes - Beker met koude thee - Beker met warme thee ▶ correct gebruik van Werkwijze ▶ Blinddoek twee proefpersonen en laat ze hun tong zo ver mogelijk uitsteken (met het hoofd wat naar achteren). De tong van proefpersoon 2 wordt afgedroogd. Op de uitgestoken tong wordt bij beiden tegelijkertijd een suikerklontje gelegd. Na 30 s mag de tong (met suikerklontje) binnensmonds worden gebracht. Ondertussen wordt ook in beide bekers thee een suikerklontje gebracht. ht grootheden en eenheden Waarneming ▶ Waarneming in de mond: Om 3 uur ’s nachts zijn onze vier vrienden uitgefeest en wordt de rit huiswaarts aangevangen. Jorin wuift alle zorgen weg als Nelis zijn drinkgedrag in vraag stelt. Trouwens, hoe groot is de kans op een alcoholcontrole om 3 uur ’s nachts!? Jorin moet lachen als hij Sine nog steeds op de achterbank ziet springen op de muziek … als plots een paar felle lichten uit het niets schijnen op te duiken. Zijn reactiesnelheid is te traag geworden om het gevaar nog te ontwijken, waardoor zijn linker bumper de vrachtwagen raakt. De auto begint te spinnen en gaat overkop bij het raken van de vangrails. Jorin ziet alles in een flits aan zich voorbijgaan als ze de boom voor zich raken en hij Sine door de voorruit ziet vliegen … Loeiende sirenes brengen Jorin weer bij bewustzijn, en verward kijkt hij rond. Nelis ligt levenloos en met een bebloed hoofd naast zich, Riana hoort hij zachtjes jammeren op de achterbank en Sine … het enige spoor dat hij van haar kan ontdekken, is het grote gat in de verbrijzelde voorruit. Wat is er gebeurd? Een suikerklontje lost het best op in de warme / koude drank. Verklaring ▶ We proeven alleen een stof als die is. In de mond gebeurt dit door het aanwezige . De smaakreceptoren zijn duidelijke ICT - Informeren Hoe . de drank of het voedsel, hoe sneller het oplost. Dat verklaart ook waarom bijvoorbeeld warme soep beter smaakt dan koude soep. Experiment 2 ▶ Welke smaken bestaan er? Benodigdheden ▶ - Druivensuiker - Citroen - Chips natuur - Koffie van cichorei - Sojasaus rig ▶ Op basis van geselecteerde py HOOFDSTUK 4 STU DI E VA N N EU S E N M O N D bronnen informatie verzamelen en ordenen ▶ informeren naar zintuiglijke stoornissen en aandoeningen van ons lichaam Welke vijf basissmaken zijn er uit te herkennen? Waarneming ▶ druivensuiker: cichorei: - citroen: - chips: - sojasaus: Opzoekwerk: 10 11 11 12 Hoofdstuk 2 Studie van het oog 13 Belang van zien Bouw van het menselijk oog 2.1 Uitwendige bouw van het oog 2.2 Inwendige bouw van het oog Werking van het menselijk oog 3.1 Lichtbreking 3.2 Beeldvorming 3.3 Accommodatie 3.3.1 Nabijheidspunt co oogkas wenkbrauwen wimpers oogleden traanklieren oogbewegingen Prikkels Werking oog lichtbreking beeldvorming accommodatie Bouw oog oogbol: 13 16 16 18 22 22 23 25 26 oogspieren hoornvlies oogvocht ooglens glasachtig lichaam omgekeerd beeld verkleind beeld kringspier: straallichaam lens + lensbandjes lens dikker / dunner nabijheidspunt kleuren en vormen zien zien met de hersenen GEZICHTSZINTUIG cataract glaucoom scheelzien lui oog astigmatisme nachtblindheid kleurenblindheid ▶ inhoudstafel als zoek– KEN JE DE LEERSTOF? In dit hoofdstuk leerde je volgende vaardigheden: r POEFS[PFLTWSBHFOPQTUFMMFO r FFOMFFTTUVLJOUFSQSFUFSFO r IFUCFMBOHJO[JFOWBOIPSFOFOHFIPPSTDIBEFWPPSLPNFO r VJUXBBSOFNJOHFOBáFJEFOEBUHFMVJEFFOUSJMMJOHTWFSTDIJKOTFMJT r FYQFSJNFOUFFMSFTPOBOUJFBBOUPOFOFOFFOHFMVJETCSPOLVOOFOMPLBMJTFSFO r VJUNBDSPFONJDSPTDPQJTDIFXBBSOFNJOHFOWBOIFUPPSEFWFSTDIJMMFOEF TUSVDUVSFOBBOEVJEFOCFOPFNFOFOIVOGVODUJFTWFSXPPSEFO r FFOTZOUIFTFNBLFOFFONJOENBQNBLFO Studeer de samenvattingen en de synthese goed. Zit de mindmap in je hoofd? beschermende delen: drie lagen: harde oogvlies + hoornvlies vaatvlies + straallichaam + iris netvlies + gele vlek + blinde vlek oogkamers + oogvocht glasachtig lichaam + ooglens 9 10 Belang van zintuigen Soorten prikkels en hun receptoren Reactie op prikkels Samenhang prikkel – receptor – effector fysische prikkels exterio-receptoren licht fotoreceptoren staafjes: vormen kegeltjes: kleuren nawerking 3D, zenuwkruising optische illusie Zintuiglijke oogstoornissen Gezichtsproblemen Hypothese: Verklaring ▶ De reeds lang gekende vier basissmaken zout, zuur, zoet en bitter worden aangevuld met de vijfde smaak umami (glutamaat, hartig en lekker), die vooral gekend is in Azië. Deze smaak komt van nature voor in zeewier, oude kazen, vlees en zelfs moedermelk. Onderzoek suggereert dat vet zelfs als een 6e basissmaak aanzien kan worden. Studeren Hoofdstuk 1 Inleiding 3 “Lichte hersenschudding” – 64 DEEL 1 ORGANISMEN VERKRIJGEN INFORMATIE UIT HUN OMGEVING 1 2 “Zware hersenschudding” – Onderzoeksvraag: Werkwijze ▶ Vijf verschillende proefpersonen proeven ieder één voedingsmiddel. Inhoud 1 2 3 4 Opdracht ▶ Welke personen passen bij de omschreven letsels? Stel een onderzoeksvraag op en formuleer een hypothese. Op het internet (Google – Wikipedia) kan je op zoek gaan naar meer informatie. ouderdomsverziendheid verziendheid ⇒ bolle lenzen bijziendheid ⇒ holle lenzen Enkele voorbeeldvragen ter controle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instrument en vragenlijst ▶ studietips ▶ vaardigheden en voor– beeldvragen ter controle ▶ Mindmap leren opstellen geeft overzicht en structuur Extra ▶ blauwe titels = basisleerstof 1-uurs en 2-uurs ▶ groene titels = basisleerstof 2 uurs, verdieping 1-uurs ▶ EXTRA = verdiepingsleerstof 2-uurs, uitbreiding 1-uurs 5 NATU3LW inner.indb 5 19/04/13 17:27 Inhoud DEEL 1 ORGANISMEN VERKRIJGEN INFORMATIE UIT HUN OMGEVING 1 2 3 4 10 ty n Hoofdstuk 1 Inleiding Belang van zintuigen Soorten prikkels en hun receptoren Reactie op prikkels Samenhang prikkel – receptor – effector 10 11 11 12 rig 4 5 ht Pl 3 13 Belang van zien Bouw van het menselijk oog 2.1 Uitwendige bouw van het oog 2.2 Inwendige bouw van het oog Werking van het menselijk oog 3.1 Lichtbreking 3.2 Beeldvorming 3.3 Accommodatie 3.3.1 Nabijheidspunt 3.3.2 Gezichtsproblemen 3.4 Kleuren en vormen zien 3.4.1 Nawerking 3.4.2 Kleurenblindheid 3.5 Zien doe je met de hersenen 3.5.1 Beelden zien in 3D 3.5.2 Optische illusie Zintuiglijke stoornissen van het oog Extra: Verleden en toekomst 5.1 Evolutie van het oog 5.2 Het bionische oog an Hoofdstuk 2 Studie van het oog 1 2 Hoofdstuk 3 Studie van het oor Belang van horen Studie van het geluid Bouw van het menselijk oor Werking van het menselijk oor 4.1 Gehoorzintuig 4.1.1 Uitwendig oor 4.1.2 Middenoor 4.1.3 Inwendig oor 4.2 Evenwichtszintuig 4.2.1 Dynamisch evenwicht 4.2.2 Statisch evenwicht Zintuiglijke stoornissen van het oor Extra: oplossingen voor gehoorproblemen 5.1 py 1 2 3 4 co 5 Hoofdstuk 4 Studie van neus en mond 1 9 Reukzin 1.1 Belang van ruiken 1.2 Kenmerken van geuren 1.3 Extra: Bouw van de neus 1.4 Extra: Werking van de neus 1.4.1 Hoe ruiken we? 1.4.2 Welke ademhalingsfunctie heeft de neus? 13 16 16 18 22 22 23 25 26 26 28 30 31 31 31 32 33 34 34 34 38 38 39 41 42 42 42 43 45 48 48 49 51 54 58 58 58 59 60 61 61 62 6 NATU3LW inner.indb 6 19/04/13 17:27 3 4 Smaakzin 2.1 Belang van smaken 2.2 Kenmerken van smaken 2.3 Extra: Bouw en werking van de tong Tweeling reuk en smaak Extra: Zintuiglijke stoornissen van neus en tong Hoofdstuk 5 Studie van de huid 1 2 72 Belang van de huid Bouw van de huid 2.1 Extra: Kenmerken van de opperhuid 2.2 Extra: Kenmerken van de lederhuid 2.3 Extra: kenmerken van de onderhuid Werking van de huidzintuigen 3.1 Mechanoreceptoren 3.1.1 Extra: tastlichaampjes van Meissner 3.1.2 Extra: druklichaampjes van Vater-Pacini 3.1.3 Gevoeligheid van de verschillende lichaamsdelen 3.2 Thermoreceptoren 3.2.1 Extra: lichaampjes van Krause 3.2.2 Extra: lichaampjes van Ruffini 3.2.3 Temperatuurgewaarwording is relatief 3.2.4 Koude- en warmtereactie van de huid 3.3 Pijnreceptoren Extra: huidaandoeningen 4 Pl an 3 63 63 64 65 66 67 ty n 2 72 73 74 74 75 75 76 76 77 77 78 79 79 79 80 80 83 ht DEEL 2 ORGANISMEN VERTONEN REACTIES OP PRIKKELS UIT HUN OMGEVING 103 Hoofdstuk 1 Inleiding 1 Soorten reacties op prikkels Hoofdstuk 2 Bewegingen door spierwerking rig Belang van het spierstelsel Soorten spieren 2.1 Dwarsgestreepte spieren 2.1.1 Skeletspieren 2.1.2 Beenderen 2.1.3 Been- en kraakbeenweefsel 2.1.4 Gewrichten 2.1.5 Macroscopische bouw van dwarsgestreepte spieren 2.1.6 Microscopische bouw en werking 2.1.7 Wet van alles of niets 2.1.8 Antagonistische spieren 2.1.9 Spierstofwisseling 2.2 Gladde spieren 2.2.1 Microscopische bouw en werking 2.2.2 Antagonistische spieren 2.3 Hartspier 2.3.1 Microscopische bouw en werking Extra: Spier- en botaandoeningen Extra: Hoe bewegen organismen zonder spieren? Extra: Welke bewegingen komen bij planten voor? co py 1 2 3 4 5 104 104 106 106 107 109 109 110 111 112 113 114 115 115 116 116 116 117 117 117 118 119 120 7 NATU3LW inner.indb 7 19/04/13 17:27 Hoofdstuk 3 Secreties door klierwerking 3 4 124 Belang van het klierstelsel Soorten klieren 2.1 Alvleesklier: endocriene én exocriene secretie Extra: Welke secretieproducten kunnen planten afscheiden? Gedrag als samenhang tussen prikkels en reacties 124 125 126 126 128 ty n 1 2 DEEL 3 ORGANISMEN VERWERKEN EN COÖRDINEREN PRIKKELS EN REACTIES 137 Hoofdstuk 1 Inleiding 1 2 138 Belang van de informatieoverdracht Overzicht rig ht 2 Bouw van het zenuwstelsel 1.1 Bouw van het centrale zenuwstelsel 1.1.1 Macroscopische studie van de hersenen 1.1.2 Macroscopische studie van het ruggenmerg 1.2 Bouw van het perifere zenuwstelsel 1.3 Microscopische bouw van het zenuwweefsel 1.4 Impulsgeleiding 1.4.1 Impulsgeleiding tussen neuronen 1.4.2 Impulsgeleiding binnen neuronen 1.4.3 Kenmerken van de impulsgeleiding Functies van het zenuwstelsel 2.1 Functies van de hersenen 2.1.1 Taken van de grote hersenen 2.1.2 Taken van de kleine hersenen 2.1.3 Taken van de hersenstam 2.2 Functies van het ruggenmerg 2.2.1 Reflex versus gewilde beweging 2.3 Functies van het perifere zenuwstelsel 2.4 Animale en autonome zenuwstelsel Aandoeningen van het zenuwstelsel Pl 1 an Hoofdstuk 2 Zenuwstelsel 138 139 3 Hoofdstuk 3 Hormonenstelsel Belang van het hormonenstelsel Kenmerken van hormonen Hormonen en hun coördinerende functie 3.1 Coördinatie van de bloedsuikerspiegel 3.2 Coördinatie van hormonen via de hypofyse 3.3 Coördinatie via het feedbacksysteem 3.3.1 Samenwerking tussen de hypofyse en de schildklier 3.3.2 Samenwerking van de coördinatiestelsels bij borstvoeding 140 141 141 143 145 145 148 148 150 151 152 158 158 160 160 160 161 162 162 164 170 170 171 172 172 173 175 175 176 co py 1 2 3 140 8 NATU3LW inner.indb 8 19/04/13 17:27 co py rig ht Pl an ty n DEEL 1 ORGANISMEN VERKRIJGEN INFORMATIE UIT HUN OMGEVING NATU3LW inner.indb 9 19/04/13 17:27 Hoofdstuk 1 Inleiding an ty n Wat doe je met je ogen als de gordijnen ‘s morgens (te) vroeg opengaan? Wat gebeurt er in je mond bij het opsnuiven van de geur van lekker eten? Wat gebeurt er als je de voelhorentjes van een slak aanraakt? Wat gebeurt er als je een ui schilt? Hoe gedraagt een egel zich als je hem benadert? Hoe groeien planten die op een vensterbank staan? Wat gebeurt er als je bij warm weer gaat sporten? Hoe reageer je op een romantische / griezelige film? Wat doe je wanneer je een heet voorwerp aanraakt? Waar komt pijn vandaan? Welke gewaarwordingen had je op weg naar school? 1 Pl Onderzoeksvragen ▶ Belang van zintuigen rig ht Het is van levensbelang dat mensen en dieren informatie opdoen uit hun eigen lichaam en omgeving. Deze kennis is noodzakelijk om te kunnen overleven. De eerste mensen moesten een roofdier kunnen zien, ruiken of horen voor dat dier de kans kreeg hen te dicht te naderen of aan te vallen. Vandaag heeft de mens zijn zintuigen onder andere nodig om te kunnen overleven te midden van het voortrazende verkeer. We reageren op veranderingen die we in het milieu of in ons lichaam waarnemen. Deze veranderingen noemen we . Deze informatie wordt verwerkt in specifieke py organen die gespecialiseerde zintuigcellen of RECEPTOREN bevatten, we noemen ze . HOOFDSTUK 1 co I N LEI DI N G De vijf belangrijkste die de mens heeft zijn: . Het vermogen om welbepaalde prikkels te registreren noemen we de zin, het orgaan het zintuig. Ze zijn reeds sinds de oudheid bekend. Aristoteles noemde die zinnen ‘de vensters van de ziel’. 10 NATU3LW inner.indb 10 19/04/13 17:27 2 Soorten prikkels en hun receptoren We onderscheiden twee grote groepen prikkels volgens hun AARD: − Veranderingen van geluid, tast, druk, beweging, licht en temperatuur zijn ty n fysische / chemische prikkels, opgevangen door specifieke receptoren: → geluid, beweging, tast en druk door (oor - huid) → licht door (oog) → temperatuur door (huid) − Veranderingen van chemische stoffen die wij proeven of ruiken zijn fysische → smaak en geur door an / chemische prikkels, die worden opgevangen door specifieke receptoren: (neus - mond) We kunnen prikkels ook onderscheiden volgens hun AFKOMST: Pl − Exterio-receptoren vangen prikkels op die van het lichaam komen, zoals . − Proprio-receptoren vangen prikkels op die van het lichaam komen, zoals Reactie op prikkels ht 3 . rig Om op een prikkel te kunnen reageren, moeten we er eerst en vooral gevoelig voor zijn. Waarom hoor je bijvoorbeeld geen politiefluitje of kan je geen UV-licht zien? . py Terwijl je dit leest, zijn er prikkels waar je niet op reageert of waarvan je je niet bewust bent, tot je aandacht erop gevestigd wordt. Gewoonlijk wordt 99 % van de op ons inwerkende informatie er als onbelangrijk uitgefilterd. Zonder een dergelijke selectie zouden we overladen worden door prikkels en misschien stapelgek worden! Geef enkele voorbeelden van weggefilterde prikkels: Een in de hersenen zorgt ervoor dat we co enkel (en dus beter) reageren op de belangrijkste prikkels van het moment. Ook moet de bereikt zijn: dit is de kleinste intensiteit die nog als prikkel werkt. De reactie op een prikkel kan op verschillende manieren gebeuren. Beeld je bijvoorbeeld in dat je een spin ziet … Sommigen zullen het angstzweet voelen uitbreken, anderen zullen diezelfde spin gedisciplineerd vangen met een potje en buiten zetten. 11 NATU3LW inner.indb 11 19/04/13 17:27 Als reactie op een prikkel onderscheiden we twee soorten EFFECTOREN: geactiveerd. − ofwel worden door de prikkel geactiveerd. Samenhang prikkel – receptor – effector ty n 4 − ofwel worden door de prikkel Om beter te begrijpen hoe de onderlinge samenhang is tussen het moment dat de prikkel zich aandient, hij opgevangen wordt en hoe het lichaam erop reageert, gebruiken we onderstaand typevoorbeeld. an Bemerk hoe de prikkels in het lichaam worden doorgestuurd en via welk centraal systeem de coördinatie verloopt. In de hersenen (decodor) wordt er betekenis gegeven aan de prikkel. De gedecodeerde boodschap wordt van hieruit verder verzonden naar de effectoren. Opdracht ▶ Werk het voorbeeld uit in drie stappen en gebruik de juiste terminologie. EN HEUG Pl GE LEKKER! boodschappen centrale ht boodschap in code rig geurstoffen boodschap in code beweging (gedrag) py 1. Prikkels en hun zintuigcellen: 3. Reactie op de prikkels: HOOFDSTUK 1 co I N LEI DI N G 2. Verwerking van de prikkels: 12 NATU3LW inner.indb 12 19/04/13 17:27 an Nagenoeg alle organismen zijn gevoelig voor licht. Bij autotrofe planten hebben we geleerd dat zonlicht een heel belangrijke rol speelt bij de fotosynthese. Bij de dieren bestaat er een verschil tussen primitieve dieren – die slechts lichtgevoelige plaatsen hebben waarmee ze licht en donker kunnen onderscheiden – en de hogere dieren zoals de mens, die in staat zijn tot scherpe beeldvorming en het waarnemen van kleuren. ty n Hoofdstuk 2 Studie van het oog Pl Onderzoeksvragen ▶ 1 Belang van zien ht Onder ‘zien’ verstaan we het waarnemen van voorwerpen uit onze omgeving met behulp van onze ogen. Het gezichtszintuig is bij de mens een belangrijk zintuig. Bovendien zijn we in staat om, in tegenstelling tot de meeste zoogdieren, kleuren te onderscheiden. rig Probleemstelling ▶ Maar ons gezichtsvermogen is niet volmaakt; wat zijn de beperkingen? Probeer met behulp van de volgende experimenten deze beperkingen na te gaan. We werken zoals steeds volgens de wetenschappelijke werkwijze. Benodigdheden ▶ − − − − Lege A4-doos met kijkgaatje en deksel Gekleurde voorwerpen (bijvoorbeeld blokjes) voor in de doos Potlood of pen Schoolbord (met tekst) py Experiment 1 Onderzoeksvraag ▶ Welke zijn de voorwaarden om iets (goed) te kunnen zien? Werkwijze ▶ 1. Laat een proefpersoon door een klein kijkgaatje in de donkere doos kijken. 2. Laat de proefpersoon opnieuw waarnemen, maar met een geringe lichtinval. co 3. Ten slotte mag de proefpersoon in de doos kijken zonder deksel (veel licht). Waarneming ▶ 1. 2. 3. Besluit ▶ Bij een geringe lichtintensiteit kunnen we enkel waarnemen, bij veel licht zien we ook . 13 NATU3LW inner.indb 13 19/04/13 17:27 Experiment 2 Onderzoeksvraag ▶ Hoe wordt de lichtinval geregeld in ons oog? Waarneming ▶ Besluit ▶ Het ronde, zwarte gaatje in je oog is de ty n Werkwijze ▶ Laat een proefpersoon – met open ogen – de handen voor de ogen houden. Een tweede persoon zit kortbij het gezicht van deze proefpersoon en bestudeert de ogen op het moment dat de handen worden weggetrokken. . Kijk je iemand aan in de pupillen, dan kijk je eigenlijk binnen in het donkere oog. De werking van het diafragma in een camera of microscoop is hiervan afgeleid: an - bij geringe lichtinval ⇒ kleinere / grotere opening voor maximale belichting. - bij veel lichtinval ⇒ kleinere / grotere opening zodat er geen overbelichting is. Experiment 3 Onderzoeksvraag ▶ Hoe kan het oog zich scherpstellen op verschillende afstanden? Pl Werkwijze ▶ Houd een potlood vast en strek je arm voor je uit in de richting van het bord. Bekijk ongeveer 10 s (seconden) je pen en lees daarna de tekst op het bord. Wissel terug van bord naar pen … en terug … Doe dat steeds sneller. Waarneming ▶ ht Besluit ▶ Het oog heeft enkele tienden van een seconde nodig om zich aan te passen aan . rig Dat heet accommodatie en gebeurt door spiertjes in het oog die, zoals alle andere spieren, ook vermoeid kunnen geraken. Experiment 4 Onderzoeksvraag ▶ Wat is het voordeel van het zien met twee ogen? 2. Doe dit opnieuw, maar nu met je beide ogen open. 3. Houd je potlood vervolgens in het verlengde van een lijn op het bord. Sluit afwisselend je linker- en rechteroog. Waarneming ▶ 1. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py Werkwijze ▶ 1. Sluit een oog, houd je potloodpunt omhoog (arm los, lichtjes geplooid) en probeer met de wijsvinger van je vrije hand precies op het topje te landen. 2. 3. Besluit ▶ We hebben ogen nodig voor een goed Dat betekent dat we de . goed kunnen inschatten, we kunnen binoculair zien. 14 NATU3LW inner.indb 14 19/04/13 17:27 Experiment 5 Onderzoeksvraag ▶ Wat zijn de beperkingen van ons waarnemingsveld? Werkwijze ▶ 1. Beweeg dit blad zijdelings achter je en beweeg het langzaam naar voren terwijl je voor je uit kijkt. Vanaf wanneer zie je het blad, de verdere details en de kleuren? Waarneming ▶ 1. 2. Besluit ▶ Ons oog heeft een beperkt . Aan de waar. Hoe centraler in het Pl rand ervan nemen we eerst vage an ty n 2. Leg je hand op je linkeroog en hou je rechteroog boven de rode cirkel. Beweeg dit blad nu heel langzaam van je weg, maar blijf naar de rode cirkel kijken. Vanuit je ooghoek zie je ook het groene cirkeltje. Wat gebeurt er op een welbepaalde afstand met het groene cirkeltje? gezichtsveld, hoe scherper de details en des te meer we waarnemen. De plaats op het netvlies met het scherpste beeld noemen we de gele vlek. ht In het oog is er ergens op het netvlies een plaats waar kan gevormd worden. We spreken van de blinde vlek: de plaats op het netvlies rig waar de oogzenuw het oog verlaat. py 1 2 co Het netvlies met gele (1) en blinde (2) vlek Waargenomen beeld Andere voorbeelden van ons beperkt waarnemingsvermogen zijn: − De nood aan het gebruik van een vergrootglas of microscoop bij het waarnemen van (te) kleine voorwerpen; − Een groen insect op een groen blad valt niet op dankzij zijn schutkleur. Bij beweging valt hij wel op. Een oranje knipperlicht trekt ook veel beter de aandacht van de weggebruiker dan een continu oranje licht; − Bovendien geven wij steeds een interpretatie aan wat we zien. Denk maar aan twee getuigen van een ongeval, die elk hun eigen versie van de feiten hebben. 15 NATU3LW inner.indb 15 19/04/13 17:27 2 Bouw van het menselijk oog 2.1 ty n Hoewel blinden in staat zijn om een zo goed als normaal leven te leiden, wordt het zien door ons toch als een levensnoodzakelijk iets beschouwd. Stel je even voor dat je vanaf morgen alles blind zou moeten doen: eten, naar school fietsen, lezen en schrijven, tv-kijken, je vrienden herkennen op de speelplaats, foto’s bekijken van de voorbije vakantie, sms’en, twitteren … Uitwendige bouw van het oog Aangezien het gezichtsvermogen bij de mens heel belangrijk is, zal ons lichaam . an ook alles in het werk stellen om onze ogen te Pl Onderzoeksvragen ▶ Hoe is het oog gelegen in de schedel? Waarom knipper je met je ogen? Welke functie heeft de kleur van je ogen? Waar komen tranen vandaan? Waarom krijg je een verstopte neus bij het wenen? Elk oog ligt in een oogholte, de oogkas genaamd, waarvan de wanden gevormd worden door delen van de aangezichtsbeenderen. Het oog rust op een vetkussen dat dienst doet als schokdemper. ht Het oog wordt uitwendig beschermd door diverse delen: − De wenkbrauwen en wimpers beletten dat vocht naar de ogen kan vloeien en houden stofdeeltjes tegen. Komen we in een stoffige ruimte, dan gaan we automatisch meer knipperen met de ogen; HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py rig − De oogleden en traanklieren werken samen als een soort ruitensproeier om het oog vochtig en rein te houden. Tranen zijn zout, steriel, bacteriedodend, en door regelmatig te knipperen wordt het traanvocht gelijkmatig over het oog verspreid. In de binnenste ooghoek wordt het teveel aan traanvocht en onzuiverheden via de traankanaaltjes en de traanbuis afgevoerd naar de neus. Tranen vormen zich enkel bij een overvloedige traanafscheiding. De oogleden beschermen het oog ook reflexmatig tegen plots fel licht. Op de oogbol zelf herkennen we van buiten naar binnen toe: − Het harde oogvlies (witte kleur) dat als een stevige schil rond het oog zit; − Het hoornvlies (doorzichtig) dat ervoor zorgt dat beelden of licht het oog binnen kunnen; − De iris of het regenboogvlies dat zich onder het hoornvlies bevindt en kleur geeft aan de ogen. De kleur is afhankelijk van de hoeveelheid pigment (melanine) dat het doordringen van licht verhindert. Daardoor kan alleen licht door de pupil vallen. De pupil is een opening in de iris, en de grootte ervan regelt de lichtintensiteit die het oog binnenkomt. In donkerbruine ogen zit veel melanine, kleinere hoeveelheden leveren lichtbruine ogen op en in blauwe ogen zit maar zeer weinig melanine. 16 NATU3LW inner.indb 16 19/04/13 17:27 Opdracht ▶ Benoem de verschillende delen en noteer bondig hun functie. 2 3 4 ty n 1 6 5 nr. 7 10+11 12 an 9 8 Delen van het oog Pl 1 Functie 2 ht 3 5 6 py 7 rig 4 8 co 9 10 11 12 17 NATU3LW inner.indb 17 19/04/13 17:27 2.2 Inwendige bouw van het oog ty n Ongeveer een zesde van het oogoppervlak is zichtbaar. De rest van de oogbol zit verborgen onder de oogleden en ligt verzonken in de oogkassen. Om de oogbol te bestuderen, is een dissectie van een oog en/of de studie van een oogmodel aangewezen. Onderzoeksvragen ▶ Hoe en in welke richtingen kan je je ogen bewegen? Hoe ziet de binnenkant van het oog eruit? Wat is de functie van de verschillende delen? Waar gebeurt de beeldvorming in het oog? Hoe worden lichtprikkels naar de hersenen verstuurd? Dissectie oog Onderzoeksvraag ▶ Hoe is de oogbol opgebouwd? iris an pupil oogbol snij langs deze lijn Pl Benodigdheden ▶ - Petrieschaaltje met deksel - Oog (van een varken of rund) - Scherp dissectiemesje - Schaartje en pincet - Eventueel plastic handschoenen Werkwijze & waarnemingen ▶ Bestudeer de BUITENKANT van het oog. oogzenuw Waarschijnlijk zijn er aan het oog nog resten te vinden van de oogspieren. Deze zorgen ervoor dat we het oog in verschillende richtingen kunnen bewegen. − ht We onderscheiden: rechte oogspieren => beweging van links → rechts / boven → onder / ronddraaien. − schuine oogspieren => beweging van rig links → rechts / boven → onder / ronddraaien. Start de DISSECTIE van het oog. − Het is dik en leerachtig. Naast zijn beschermende functie zorgt het ook voor de handhaving van de vorm en de inwendige oogdruk. Verder dient het voor de aanhechting van de buitenste oogspieren. In het witte deel kan je soms bloedvaatjes waarnemen. − Het is glashelder. Het vormt een venster vooraan het oog waardoor licht kan invallen. Door het hoornvlies vindt er een eerste lichtbreking plaats, evenals door het oogvocht dat tussen het hoornvlies en de iris (voorste oogkamer) voorkomt. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py Knip de weefselresten en vetkussentjes rondom het oog weg en tracht de oogzenuw vrij te maken zonder hem te beschadigen. Maak een snede zoals op de tekening aangegeven. Wat merk je? 18 NATU3LW inner.indb 18 19/04/13 17:27 Eens het oog is doorgesneden vang je de INHOUD van het oog op in een schaaltje. − De taaie vloeistof, het , bestaat voor 99 % uit water. Het zorgt ervoor dat het oog zijn vorm behoudt en omdat ty n het doorzichtig is, laat het beelden door. Ook hier treedt er lichtbreking op. − Het bolvormige doorzichtige deel is de . Druk op de lens. Wat stel je vast? . Leg de lens op een tekst. Wat merk je? . hoe ziet het beeld eruit? an Houd de lens zo dicht mogelijk bij je oog en bekijk een voorwerp op afstand, . De lens is door lensbandjes opgehangen aan het straallichaam. Het straallichaam is een kringspier die de vorm van de lens kan veranderen. Pl Bekijk nu eerst het VOORSTE GEDEELTE van de lege oogbol: − Merk het doorzichtige op. en de gekleurde De voorste oogkamer bevindt zich tussen het hoornvlies en de iris. ht De achterste oogkamer is te vinden tussen de iris en de ooglens. In beide oogkamers zit oogvocht, dat naast lichtbreking ook een voedende functie heeft. rig De zwarte kleuring vooraan in het oog voorkomt overbodige weerkaatsing. Bekijk nu het ACHTERSTE GEDEELTE van de lege oogbol: − De binnenzijde van het oog is bekleed met een waarin de lichtgevoelige fotoreceptoren zitten die het geprojecteerde beeld py opvangen. De is de meest gevoelige plaats op het netvlies, en is de plek waar de beeldvorming haarscherp gebeurt. co − Waar de het oog verlaat, is aan de binnenzijde de gelegen. Hier is geen beeldvorming mogelijk. − Tussen het netvlies en het harde oogvlies zit het . Hierin bevinden zich vele bloedvaatjes die het oog voeden en van zuurstofgas voorzien. Afvalstoffen en koolstofdioxide worden ook zo afgevoerd. 19 NATU3LW inner.indb 19 19/04/13 17:27 Besluit ▶ Benoem de verschillende delen en noteer bondig hun functie. 16 ty n 2 58 7 14 15 bovenste ooglid an 9 wimper 1 4 Pl 3 6 10 11 rig onderste ooglid ht derde ooglid nr. Delen van het oog bloedvaten 16 12 13 Functie HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py 2 58 7 1 2 3 20 NATU3LW inner.indb 20 19/04/13 17:27 nr. Delen van het oog Functie ty n 4 5 6 7 an 8 9 Pl 10 11 12 ht 13 15 py 16 rig 14 Samenvatting co De oogbol, gelegen in de oogkas, is goed beschermd door uitwendige structuren. Het bestaat van buiten naar binnen uit drie lagen die het glasachtige lichaam omsluiten: harde oogvlies – vaatvlies – netvlies. Het beeld komt als volgt het oog binnen: Via het hoornvlies → voorste oogkamer met oogvocht → pupil in de iris → ooglens → glasachtig lichaam → netvlies met fotoreceptoren → zenuwuitlopers vertrekken via de oogzenuw → hersenen. Het oog kan bewegen dankzij oogspieren, vastgehecht aan het oogvlies. De twee ogen zien naargelang de omstandigheden vorm, kleur en diepte. 21 NATU3LW inner.indb 21 19/04/13 17:27 3 Werking van het menselijk oog 3.1 ty n In het menselijk oog liggen er op het netvlies fotoreceptoren die lichtprikkels kunnen omzetten in zenuwimpulsen. Om de werking van het oog te kunnen begrijpen, zullen we gegevens moeten gebruiken uit de fysica, en meer bepaald uit de optica of lichtleer. Lichtbreking Experiment 1 Onderzoeksvraag ▶ Wat is lichtbreking? Pl Benodigdheden ▶ - Aquarium met water - Meetlat an Opdat er beeldvorming op het netvlies kan plaatsvinden, moeten de lichtprikkels door een aantal structuren in het oog heen waar lichtbreking optreedt. De ooglens is hierin de belangrijkste. Aan de hand van de onderstaande experimenten leggen we kort het begrip lichtbreking uit. Waarneming ▶ Y x ht Werkwijz ▶ Bekijk de meetlat in de bak met water. Wat lijkt er gebeurt te zijn en waar? rig Experiment 2 Onderzoeksvraag ▶ Hoe breekt een bolle lens het licht? Werkwijze ▶ Laat een evenwijdige lichtbundel invallen op beide bolle lenzen. Vergelijk het brandpunt. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py Benodigdheden ▶ - Evenwijdige lichtbundel (reuterlamp) - Twee verschillende bolle lenzen evenwijdige lichtbundel zwakke lens brandpunt grote brandpuntsafstand evenwijdige lichtbundel sterke lens brandpunt kleine brandpuntsafstand Waarneming ▶ Besluit ▶ Lichtbreking is het verschijnsel dat lichtstralen van richting doet veranderen bij de overgang van de ene doorzichtige middenstof naar de andere. Een bolle lens kan lichtbundels laten convergeren (naar elkaar toekomen in een brandpunt). Hoe boller de lens, hoe kleiner de brandpuntsafstand. 22 NATU3LW inner.indb 22 19/04/13 17:27 3.2 Beeldvorming We bootsen de beeldvorming op het netvlies na met een gegeven proefopstelling. Experiment 3 Onderzoeksvraag ▶ Welk beeld wordt op het scherm (netvlies) gevormd? ty n Benodigdheden ▶ - Twee brandende kaarsen (K) - Bolle lens (L) - Scherm (S) Werkwijze ▶ Maak de proefopstelling zoals hiernaast afgebeeld. Waarneming ▶ 1. Scherm = Pl an 1. Vergelijk met het oog. Verander de opstelling zodat de afstanden K-L-S zich verhouden zoals in het oog. Hoe ziet het scherpe beeld er nu uit? Teken dit op het scherm. 2. Zet een tweede brandende kaars 10 cm naast de eerste. Vergelijk de beelden. 3. Verplaats het scherm 5 cm voor- of achteruit. Beschrijf het beeld. 4. Verplaats de kaars 5 cm voor- of achteruit. Beschrijf het beeld. Verplaats de lens tot je weer een scherp beeld krijgt. , lens = , kaars = ht Om een reële situatie van het oog na te bootsen, moeten we de voorwerpsafstand / schermafstand tegenover de lens vergroten. Het beeld is 2. rig 3. 4. py Besluit ▶ Grote voorwerpen kunnen we op ons kleine netvlies geprojecteerd krijgen omdat het beeld wordt. Ook zien we de wereld niet op zijn kop, want de draaien het omgekeerde beeld weer juist. Het scherpste beeld op het netvlies is te vinden op de . co Bij sommige mensen is de oogbol te lang of te kort. Daardoor valt het scherpe beeld voor of achter het netvlies. Een kunnen dit probleem verhelpen. Om voorwerpen van ver of dichtbij te bekijken moet het oog zich aanpassen. De ooglens kan echter niet verplaatst worden, ze is enkel Het scherpstellen van de ooglens (dikker of dunner worden) noemt men . 23 NATU3LW inner.indb 23 19/04/13 17:27 oogvocht ty n We ‘zien’ omdat onze ogen lichtstralen opvangen die door voorwerpen worden teruggekaatst (bijvoorbeeld een tafel) of uitgestraald (bijvoorbeeld een lamp). De lichtstralen worden door lichtbreking afgebogen wanneer ze het oog via het hoornvlies en het doorzichtige oogvocht binnenkomen. Ze gaan vervolgens door de pupil en daarna door de lens die de lichtstralen scherpstelt op het netvlies. Het glasachtige lichaam speelt hierbij ook een rol in de beeldvorming. hoornvlies an glasachtig lichaam pupil iris netvlies ooglens Pl oogzenuw Leesstuk: Zien onder water Leesstuk: Staat de wereld nu op zijn kop of niet? Niemand staat er bij stil, maar eigenlijk zien optisch midden voorwerp wij de wereld op z’n kop. Onze ooglens maakt namelijk een omgekeerd en verkleind beeld van de werkelijkheid. Het zijn de hersenen die F F’ alles weer netjes rechtop zetten. 2F 2F’ Een leuke proef verduidelijkt dit principe: proefpersonen kregen een ondersteboven-bril focus focus aangemeten, en na een paar uur alles op z’n beeld dubbelbolle kop te hebben gezien, draaiden de hersenen lens de informatie opeens om en zagen ze dus weer normaal. Eens de bril werd afgezet, was het weer even wennen alvorens de hersenen gingen beseffen dat ze het signaal opnieuw moesten omkeren! HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py rig ht Heb je al eens met je ogen open gezwommen? Een kleine zelfoverwinning, maar ‘t valt goed mee! De beelden die dan worden waargenomen zijn echter buitengewoon onscherp, zelfs in zeer helder water. In de lucht (stippellijnen) gebeurt de lichtbreking namelijk vooral ter hoogte van het hoornvlies – de ooglens helpt hier slechts een weinig. Maar bij de waarneming onder water (volle lijnen) vervalt dat, omdat de brekingsindex tussen het water en het hoornvlies veel kleiner is dan die tussen de lucht en het hoornvlies. 24 NATU3LW inner.indb 24 19/04/13 17:27 3.3 Accommodatie Onderzoeksvraag ▶ Hoe kan de ooglens nu dunner of dikker worden? Opdracht ▶ Benoem de aangeduide delen. an 1= ty n De proefopstelling die de beeldvorming op het netvlies weergaf, leerde ons dat het beeld scherp gesteld kan worden door de lens van plaats te veranderen. Dit principe wordt ook toegepast in camera’s en microscopen. Maar in ons oog kan de lens niet verschoven worden: scherpstellen van het beeld is hier enkel mogelijk door de ooglens te vervormen. Dat dikker of dunner worden van de lens noemen we accommoderen. 2= 3= Uitgangspunt: wat is het meest vermoeiend? Pl In de verte zitten turen / aandachtig een boek lezen? Wat wordt precies vermoeid? 1 1 2 py rig 2 3 ht 3 Voorwerp Straallichaam co ⇒ kenmerk kringspier ⇒ korter en dikker / langer en smaller ⇒ grotere / kleinere opening ⇒ korter en dikker / langer en smaller ⇒ grotere / kleinere opening Lensbandjes Ooglens 25 NATU3LW inner.indb 25 19/04/13 17:27 3.3.1 Nabijheidspunt Experiment Onderzoeksvraag ▶ Hoe kan je het nabijheidspunt bepalen? ty n Benodigdheden ▶ - Meetlat - Tekst (uit je boek) Waarneming ▶ - Nabijheidspunt van jezelf is - Nabijheidspunt ouders is Leeftijd: 10 j → Duid dit aan (X) op de figuur. Pl - Nabijheidspunt grootouder is an Werkwijze ▶ Houd de meetlat verticaal naast je oog, met het nulpunt op je bank. Bekijk de tekst nu zo dicht mogelijk, maar wel zo dat je de letters nog net scherp ziet. Bepaal nu met je wijsvinger de afstand tussen het blad en je ogen, door het af te lezen van je meetlat. Bepaal ook het nabijheidspunt van je leerkracht, ouders en grootouders. 20 j 30 j 40 j 40 cm ht 6 cm 12 cm 20 cm Accomodatie-afstand Besluit ▶ De lens kan dankzij haar 60 j 75 cm steeds opnieuw platter en boller worden. Het dichtste punt waarbij het oog nog iets als scherp rig leesbaar waarneemt, is het . Welk verband is er tussen het nabijheidspunt en de leeftijd van een persoon? . De reden is meestal tweevoudig: Zo ontstaat een vorm van verziendheid: ouderdomsverziendheid (presbyopie). 3.3.2 Gezichtsproblemen Onderzoeksvraag ▶ Wat maakt dat iemand een bril of lenzen moet dragen? Opdracht ▶ Vergelijk in de volgende figuur het normale oog met de twee afwijkende ogen. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py . 26 NATU3LW inner.indb 26 19/04/13 17:27 NORMAAL OOG normaal oog ty n scherp beeld onscherp beeld VERZIENDHEID (hypermetropie) BIJZIENDHEID (myopie) bijziendheid an verziendheid holle lens rig ht Pl bolle lens py Afwijking van het oog waarbij enkel verafgelegen voorwerpen nog scherp kunnen worden gezien. Afwijking van het oog waarbij enkel dichtbijgelegen voorwerpen nog scherp kunnen worden gezien. Probleem: onscherp beeld Mogelijke oorzaken: - lens te plat / te bolvormig - hoornvlies te plat / te bol - oogbol te kort / te lang Mogelijke oorzaken: - lens te plat / te bolvormig - hoornvlies te plat / te bol - oogbol te kort / te lang co Probleem: onscherp beeld Oplossing: Bril of lenzen met Oplossing: glazen Bril of lenzen met glazen Bij heel wat oudere mensen met presbyopie lukt scherpstellen op zowel verafals dichtbijgelegen voorwerpen niet meer zo goed. Een voorwerp staat al snel te ver of te dichtbij. Hier ligt de oplossing in het gebruik van een progressieve bril. De multifocale glazen van die bril hebben een vloeiende overgang van ver naar dichtbij, zodat ook de tussenafstanden scherp zijn. De brekingsintensiteit neemt daarin toe van boven naar onder. 27 NATU3LW inner.indb 27 19/04/13 17:27 3.4 Kleuren en vormen zien De zintuigcellen die gevoelig zijn voor licht, de zijn te vinden op het , . We bestuderen het netvlies ty n op microscopisch niveau om zijn verdere opbouw (de diverse lagen) en functies te ontrafelen. LICHT an netvlies vaatvlies Pl harde oogvlies harde oogvlies vaatvlies netvlies 3 2 1 ht hoornvlies LICHT rig pupil HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py lens iris straallichaam oogzenuw schijfjes 1. 2a 2. 1 2b 2a. 2b. schijfjes 3. 28 NATU3LW inner.indb 28 19/04/13 17:27 Soorten Zenuwuitloper met een cilindervormig deel dat 600 tot 900 schijfjes met pigment bevat. Aantal 125 miljoen/oog 7 miljoen/oog Het pigment in de schijfjes wordt afgebroken bij zwak licht. Er zijn vele schijfjes aanwezig, dus zijn de staafjes reeds actief bij Het pigment in de schijfjes wordt afgebroken bij zwak licht. Er zijn weinig schijfjes aanwezig, dus zijn kegeltjes slechts actief bij licht. Pl Voorbeeld an licht. ht Waarneming rig Staafjes maken geen onderscheid tussen licht van verschillende golflengten, maar enkel tussen licht en donker. Ze geven niet alleen alles in grijswaarden weer, maar de gezichtsscherpte loopt ook terug als we met de staafjes ‘kijken’. Nachtdieren hebben bijna uitsluitend staafjes. py Staafjes komen meer voor aan de rand van het netvlies en minder als je de gele vlek nadert. De blinde vlek bezit staafjes noch kegeltjes. aantal receptoren per vierkante mm co Vitamine A is heel belangrijk voor de aanmaak van pigment in de schijfjes. blinde vlek gele vlek 150.000 100.000 staafjes staafjes Er zijn drie soorten kegeltjes met een verschillend pigment die alleen gevoelig zijn voor bepaalde golflengten van licht. De hoeveelheid invallend licht (bijvoorbeeld zon of schaduw) bepaalt ook de intensiteit van de kleur die wordt waargenomen. Diverse kleursensaties komen tot stand door prikkeling van een specifieke combinatie van kegeltjes. Kegeltjes komen het meest voor in de gele vlek . 100 % absorptie (gevoeligheid) Werking Zenuwuitloper met een kegelvormig deel dat 200 tot 300 schijfjes met pigment bevat. ty n Vorm 50.000 kegeltjes kegeltjes 0 60° 60° 60° 60° 60° 60° 60° 60° hoek ten opzichte van het midden van het netvlies in graden 400 450 500 550 600 650 700 golflengte (nanometers) 29 NATU3LW inner.indb 29 19/04/13 17:27 3.4.1 Nawerking Benodigdheden ▶ - Recto verso-kaartjes met gecombineerde afbeelding op voor- en achterzijde en met elastiekjes aan weerszijden - Laserpen of vuurstokjes - Onderstaande afbeeldingen ty n Experiment Onderzoeksvraag ▶ Wat is positieve en negatieve nawerking van beelden? an Werkwijze ▶ 1. Houd met beide handen de elastiekjes vast en wind het kaartje veelvuldig op. Laat het snel terug afwinden terwijl je er geconcentreerd naar kijkt. 2. Draai de laserpen (op het plafond) of de vuurstokjes (in de lucht) eerst langzaam rond. Doe dit opnieuw, maar nu snel. Pl 3. Bekijk de rechter afbeelding gedurende ongeveer 30 s, focus van dichtbij op de vier kleine stipjes in het midden. Kijk vervolgens naar een wit oppervlak. Wat zie je? Knipper even met de ogen. Wat of ‘wie’ zie je? 4. Bekijk de linker afbeelding van dichtbij gedurende 30 s. Focus daarna op een wit oppervlak. Wat zie je? Waarnemingen ▶ 1. ht 2. 3. 4. rig Verklaring ▶ Wanneer een lichtprikkel op de fotoreceptoren inwerkt, wordt er verbruikt. Er is ongeveer 0,1 s nodig om nieuw pigment aan te maken en in die tijd blijft het beeld ‘nawerken’; nieuwe beelden kunnen dan tijdelijk nog niet naar de hersenen. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py Experimenten 1 en 2 zijn voorbeelden van positieve nawerking: de beelden volgen elkaar zo snel op dat de tussentijd kleiner is dan de nawerkingstijd. Zo ontstaat de indruk dat de beelden één geheel vormen en zie je beweging. Dit is het principe van een film. Experimenten 3 en 4 zijn voorbeelden van negatieve nawerking: door fixatie op een bepaalde kleur geraakt het pigment in die kegeltjes tijdelijk ‘opgebruikt’. Als je daarna naar een wit blad kijkt, worden alle kegeltjes geactiveerd. De kleur van de andere kegeltjes zal nu primeren waardoor de kleur wordt waargenomen die complementair is aan de oorspronkelijke kleur (bijvoorbeeld geel en paars / rood en groen). 30 NATU3LW inner.indb 30 19/04/13 17:27 3.4.2 Kleurenblindheid Een daltonist zal het getal 2 zien, een normaal oog herkent vrijwel niets. Een daltonist ziet hier het getal 21 een normaal oog ziet 74. Pl Hier ziet iedereen het getal 12. an ty n Bij mensen die aan deze erfelijke aandoening lijden, zijn een of meerdere soorten kegeltjes inactief of werken ze onvoldoende. Rood-groen kleurenblindheid of daltonisme komt het meest voor, en is een aangeboren afwijking waarbij geen verschillende reacties plaatsvinden op licht met lange of middellange golflengte. Daardoor kunnen de kleuren rood en groen niet uit elkaar worden gehouden. Zien doe je met de hersenen 3.5.1 Beelden zien in 3D ht 3.5 Onderzoeksvraag ▶ Hoe gebeurt de gewaarwording van een 3D-beeld? co py rig Driedimensionale beelden worden waargenomen in het binoculaire gezichtsveld ( ). Het voorwerp ( ) wordt in de eerste plaats waargenomen door elk oog apart. Het beeld van het linkeroog ( ) en het beeld van het rechteroog ( ) moeten nu samen in de hersenen verwerkt worden. Elektrische signalen van het netvlies gaan door de oogzenuwen, die elkaar deels kruisen ( ) op hun weg naar het visuele centrum in de hersenen. Op die manier komt informatie uit de rechter helft van elk netvlies terecht in de rechter visuele cortex en informatie uit de linker netvlieshelften in de linker visuele cortex. De hersenen voegen de boodschappen samen tot één compleet beeld ( ). 4 1 2 3 5 6 Op een beeldscherm kan een 3D-film worden gesuggereerd door twee beelden te projecteren: één in het rood en één in het groen. Een bril met een rode en een groene lens zorgt ervoor dat het ene oog alleen het rode beeld en het andere oog alleen het groene beeld ziet. Dat geeft een driedimensionale indruk. 31 NATU3LW inner.indb 31 19/04/13 17:27 3.5.2 Optische illusie Omdat we onze nodig hebben om een interpretatie te geven aan de lichtprikkels die we zien, kunnen we soms dingen zien die er niet ty n zijn … of omgekeerd: dingen niet zien die er wel zijn. Samenvatting Het oog verwerkt lichtprikkels die het oog binnenkomen, maar het eigenlijke ‘zien’, gebeurt in de hersenen. Optische illusie is daar een gevolg van. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py rig ht Pl an Opdracht ▶ Onderstaande figuren zouden je wel eens kunnen misleiden. Test jezelf! De pupilreflex regelt dankzij de iris de hoeveelheid binnengekomen licht, en via lichtbreking (lichtstralen worden gebroken bij verandering van medium) en accommodatie (scherpstellen door vervorming lens), verschijnt een scherp beeld op het netvlies van het oog. Hier worden de staafjes en kegeltjes geactiveerd: - de staafjes zijn al actief bij weinig licht → vormen waarnemen; - de kegeltjes zijn slechts actief bij veel licht → kleuren waarnemen. Vanuit de fotoreceptoren vertrekken zenuwuitlopers die zich bundelen in de oogzenuw → visuele centrum in de hersenen → gewaarwording beeld. 32 NATU3LW inner.indb 32 19/04/13 17:27 4 Zintuiglijke stoornissen van het oog ty n Naast de reeds eerder besproken gezichtsproblemen als myopie, hypermetropie, presbyopie, kleurenblindheid ... komen nog tal van andere zintuiglijke stoornissen voor. Het is niet de bedoeling om hier alle mogelijke stoornissen op te sommen, wel om nog enkele welbekende voorbeelden bondig te verduidelijken. Opdracht ▶ Zoek op en noteer op de passende plaats: scheelzien – nachtblindheid – lui oog – glaucoom – astigmatisme – cataract. Pl an Kunstlens ter vervanging van de troebele lens. rig ht Ontstaat door een verhoogde druk van de vloeistoffen in het oog, waardoor bloedvaatjes en zintuigcellen beschadigd worden. De oorzaak is meestal een geblokkerd drainagekanaal. py Kan het gevolg zijn van een onbehandeld … → door een te co sterke hoornvlieskromming ⇒ wazig beeld normaal oog Veroorzaakt slecht of geen zicht bij een gebrekkige verlichting. astigmatismer Het ontstaat door een chronisch tekort aan vitamine A of is aangeboren. Vitamine A is belangrijk bij de aanmaak van pigment in de fotoreceptoren. 33 NATU3LW inner.indb 33 19/04/13 17:27 5 5.1 Extra: Verleden en toekomst Evolutie van het oog ty n Bij het eencellig oogdiertje of euglena wordt de eenvoudigste lichtverwerkende structuur teruggevonden: een rode oogvlek (stigma) waarmee enkel licht en donker kunnen worden onderscheiden. In de evolutie gaan we van relatief eenvoudige lichtwaarneming tot een vergevorderde scherpe beeldvorming. Type 1 bestaat slechts uit een lichtgevoelige laag (kwal). Type 2 heeft een komvormige lichtgevoelige laag (zeeslak). an Type 3 is een vrijwel afgesloten camera obscura-oog (inktvis Nautilus). Pl Type 4 is een echt oog: een volledig afgesloten ruimte met een lens die scherpstelt door zich te verplaatsen (inktvissen: Sepia, Octopus). Dit oog lijkt al sterk op het oog van gewervelde dieren. type 3 type 4 Het bionische oog rig 5.2 type 2 ht type 1 De eerste stap in het herstellen van het zicht bij blinden is een feit. De prothese bestaat uit een implantaat op het netvlies. Door middel van een camera in een speciale bril worden prikkels van de buitenwereld als elektrische signalen naar het implantaat gestuurd. De cellen in het netvlies worden hierdoor geactiveerd, waardoor ze visuele patronen maken. HOOFDSTUK 2 co STU DI E VA N H ET O O G py Het bionische oog werkt voorlopig alleen nog voor mensen met de zeldzame ziekte Retinitis pigmentosa. Dat is een erfelijke oogaandoening waarbij het netvlies langzaam afsterft. camera speciale bril + camera retina lens 1 3 4 2 5 oogzenuw implantaat met 60 electroden 34 NATU3LW inner.indb 34 19/04/13 17:27 SYNTHESE ⇒ lichtbreking + ty n = fysische / chemische prikkels die het oog binnenkomen. ⇒ pupilreflex door de an ⇒ lichtbreking + accommodatie door middel van het Pl ⇒ lichtbreking ⇒ ht BEELD - vormen: - kleur: beste beeld op de kenmerken beeld: py rig ⇒ vertrekken van hieruit en bundelen zich co IK ZIE ⇒ géén beeld op de ⇒ - decodering in het visuele centrum - het beeld wordt terug omgedraaid - dieptezicht door combinatie van links en rechts - interpretatie van netvliesbeelden wordt verder uitwendig door: de oogkas, wimpers, wenkbrauwen, oogleden, traanklieren Het beschermt de inwendige delen. wordt voorzien van en dankzij bloedvaten, die talrijk aanwezig zijn in het 35 NATU3LW inner.indb 35 19/04/13 17:27 NATU3LW inner.indb 36 cataract glaucoom scheelzien lui oog astigmatisme nachtblindheid kleurenblindheid Bouw oog Gezichtsproblemen GEZICHTSZINTUIG 3D, zenuwkruising optische illusie ouderdomsverziendheid verziendheid ⇒ bolle lenzen bijziendheid ⇒ holle lenzen ty n zien met de hersenen fotoreceptoren staafjes: vormen kegeltjes: kleuren nawerking kringspier: straallichaam lens + lensbandjes lens dikker / dunner nabijheidspunt omgekeerd beeld verkleind beeld hoornvlies oogvocht ooglens glasachtig lichaam oogspieren kleuren en vormen zien accommodatie beeldvorming lichtbreking oogbewegingen an Pl Werking oog ht rig Zintuiglijke oogstoornissen oogbol: beschermende delen: drie lagen: harde oogvlies + hoornvlies vaatvlies + straallichaam + iris netvlies + gele vlek + blinde vlek oogkamers + oogvocht glasachtig lichaam + ooglens oogkas wenkbrauwen wimpers oogleden traanklieren Prikkels py fysische prikkels exterio-receptoren licht STU DI E VA N H ET O O G co HOOFDSTUK 2 Opdracht ▶ Dit schooljaar leren we een ‘mindmap’ maken van de geziene leerstof. Dat is een manier om de leerstof goed te structureren en het overzicht steeds te behouden. De eerste mindmap wordt hier volledig uitgewerkt. Het is de bedoeling dat je die na verloop van tijd zelf zal leren opstellen. 36 19/04/13 17:27 KEN JE DE LEERSTOF? an ty n In dit hoofdstuk leerde je volgende vaardigheden: • onderzoeksvragen opstellen; • een leesstuk interpreteren; • het belang inzien van zien; • uit waarnemingen vaststellen dat organismen op prikkels kunnen reageren; • experimenteel de prikkeldrempelwaarde van een prikkel leren bepalen, de pupilreflex testen, dieptezicht testen, de blinde vlek waarnemen, lichtbreking en beeldvorming aantonen, ...; • uit macro- en microscopische waarnemingen van het oog de verschillende structuren aanduiden, benoemen en hun functies verwoorden; • met een tekening de accommodatie van de lens verduidelijken; • een synthese maken; Studeer de samenvattingen en de synthese goed. Zit de mindmap in je hoofd? co py rig ht Pl Enkele voorbeeldvragen ter controle: 1. Duid met voorbeelden de begrippen prikkel, receptor en effector aan, omschrijf deze begrippen en verduidelijk hun onderlinge samenhang. 2. Wat zijn prikkels en welke soorten onderscheiden we? Leg uit met een vb. 3. Waarom is een chauffeur met één oog minder zeker bij het autorijden? 4. Waardoor moet je meestal je neus snuiten als je weent? 5. Verklaar waarom we op de blinde vlek geen beeldvorming kunnen krijgen. 6. Benoem op een tekening de verschillende uitwendige/inwendige delen van het oog en omschrijf bondig hun functie. 7. Hoe heet de kleurstof die de iris kan bevatten en wat is zijn functie? 8. Welke kenmerken heeft het beeld dat op de gele vlek gevormd wordt? 9. Waar gebeurt de lichtbreking in het oog? 10. Hoe gebeurt de aanpassing van het oog aan de lichtintensiteit? 11. Wat versta je onder accommodatie? Hoe gebeurt dit in het oog? 12. Verklaar de vermoeidheid van je ogen na het langdurig lezen. 13. Wat versta je onder nabijheidspunt? Leg een verband met het ouder worden. 14. Leg uit wat bijziendheid en verziendheid is. Hoe kan dit verholpen worden? 15. Waardoor kunnen we bewegende beelden van een film zien? 16. Hoe is het oog aangepast aan het kleurenzien? 17. Waar bevinden de fotoreceptoren zich in het oog? Welke soorten zijn er en waarvoor zijn ze respectievelijk gevoelig? 18. Waar komt het eigenlijke zien tot stand? Geef een voorbeeld die dit illustreert. 19. Geef een voorbeeld van een zintuiglijke stoornis van het oog, omschrijf deze en hoe ze eventueel kan worden voorkomen of gecorrigeerd. 37 NATU3LW inner.indb 37 19/04/13 17:27 an De enorme complexiteit van het zien kan met behulp van getallen gedemonstreerd worden. De oogzenuw bestaat uit 1 000 000 vezels of zenuwuitlopers. Dat is veel meer dan de 30 000 vezels waar de gehoorzenuw over beschikt. Toch is het oor ook een belangrijk zintuig: het stelt ons in staat geluiden waar te nemen en bijvoorbeeld te genieten van muziek. Gevaren horen we soms aankomen en we kunnen hartelijk lachen om een mop die je hoorde vertellen. ty n Hoofdstuk 3 Studie van het oor Pl Horen is, net als zien, een waarneming van prikkels op afstand. 1 ht Onderzoeksvragen ▶ Belang van horen rig Het gehoor is een noodzakelijke schakel in de communicatie en kan een belangrijke bron van informatie zijn. Geef enkele voorbeelden. - HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py Bovendien is er een grote verscheidenheid aan geluiden, waardoor zijn functie verder reikt dan enkel de communicatieve. Geef enkele voorbeelden. Bovendien worden geluiden door plantengroei weinig of niet tegengehouden (denk maar aan de vele geluiden die in een jungle te horen zijn), waardoor geluiden zeer ver kunnen dragen. Een nadeel is dan wel dat het geluid zich in alle richtingen kan voortplanten: roof- en prooidieren horen elkaar dus, de ene klaar om aan te vallen, de andere klaar om te vluchten. 38 NATU3LW inner.indb 38 19/04/13 17:27 2 Studie van het geluid Onderzoeksvraag ▶ Wat is geluid? Wat is een geluidsbron? Hoe verplaatst geluid zich? ty n Benodigdheden ▶ - Lat - Elastiekje - Twee stemvorken - Twee klankkasten - Aanslaghamer an Experiment 1 Onderzoeksvraag ▶ Wat is geluid? Werkwijze ▶ 1. Leg je lat voor 1/4 op de bank, laat 3/4 vrij. Breng het vrije gedeelte in beweging. 2. Span een elastiekje tussen je vingers. Je buur brengt dit in beweging. Waarneming ▶ 1-2-3. Pl 3. Raak je strottenhoofd aan terwijl je langzaam ‘hallooo’ zegt. Experiment 2 Onderzoeksvraag ▶ Wat is een geluidsbron? ht Werkwijze ▶ 1. We slaan een stemvork aan met de aanslaghamer. Luister en voel. 2. De stemvork wordt opnieuw aangeslagen en op een klankkast geplaatst. 3. Plaats twee gelijke stemvorken naast elkaar. Stemvork één wordt aangeslagen en vervolgens gedempt met de hand. Wat merk je bij stemvork twee? rig Waarneming ▶ 1. 2. 3. py Besluit 1 & 2 ▶ Geluid is een . Het trillende voorwerp dat zo geluid produceert, noemen we de . De omringende lucht gaat meetrillen waardoor geluidsgolven ook op andere voorwerpen co worden overgedragen. Dit heet . Het is duidelijk dat noodzakelijk is om geluidstrillingen over te brengen. Wordt deze proef in het luchtledige uitgevoerd, dan hoor je ! De geluidssnelheid is afhankelijk van de middenstof: − de geluidssnelheid in lucht is 340 m/s − de geluidssnelheid in water is 1503 m/s Zeezoogdieren (onder andere dolfijnen) communiceren via sonar tot wel kilometers ver! 39 NATU3LW inner.indb 39 19/04/13 17:27 Onderzoeksvraag ▶ Wat zijn kenmerken van geluid? Geluiden kunnen sterk verschillen van elkaar. Geluid kan variëren in: − = aantal trillingen/seconde (hoog of laag). − (Hz). ty n We spreken van de frequentie, uitgedrukt in = hoogte van de geluidsgolven (sterk of zwak) We spreken van de amplitude, uitgedrukt in (dB). Opdracht ▶ Vervolledig onderstaande grafieken: schrijf de nummers op de passende plaatsen. an hoger lager zachter harder golflengte amplitude t 1 sec Pl rig ht Tijd van tot mens 20 Hz 20 000 Hz hond 15 Hz 50 000 Hz 2 000 Hz 250 000 Hz 150 Hz 150 000 Hz vleermuis vis hondenfluitje HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py Wie hoort wat? Tijd 160 OPSTIJGEND STRAALVLIEGTUIG = 140 dB 140 Pijngrens ROCKBAND = 120 dB 120 ONWEER = 100 dB 100 STOFZUIGER = 80 dB 80 VERKEER = 60 dB 60 PRATEN = 40 dB 40 FLUISTEREN = 20 dB 20 25 000 Hz dolfijnsonar 200 000 Hz olifant die bromt 10 – 20 Hz GELUIDSTERKTE 0 GELUIDSSTERKTE IN DECIBEL 1. 2. 3. 4. 5. 6. 40 NATU3LW inner.indb 40 19/04/13 17:27 3 Bouw van het menselijk oor ty n Hoewel doven in staat zijn om een zo goed als normaal leven te leiden, wordt het horen toch als heel belangrijk ervaren; ons sociaal leven is namelijk nauw verbonden met dit zintuig. De inwendige delen van het oor liggen dan ook veilig beschermd in een stevig deel van de schedel: het rotsbeen. Opdracht ▶ Om het oor te bestuderen, is de studie van een oormodel aangewezen. Benoem in de tabel alle delen van het uitwendige oor, middenoor en inwendige oor. 1 2 3 4 5 an 15 Pl 16 17 14 13 8 9 11 12 1. rig ht 6 7 10 6. 12. 7. 13. 8. 14. 4. 11. 15. 5. 9. 2. co py 3. 16. 10. 17. − Het vormt de overgang tussen het uitwendige oor en het middenoor. − geven geluiden door in het middenoor. − Het verbinden het middenoor en het inwendige oor. 41 NATU3LW inner.indb 41 19/04/13 17:27 4 Werking van het menselijk oor Gehoorzintuig 4.1.1 Uitwendig oor ty n 4.1 Onderzoeksvragen ▶ Hoe is het uitwendige oor aangepast aan het waarnemen van geluiden? Welke middenstof geeft de geluidstrillingen door in het oor? Experiment 1 Onderzoeksvraag ▶ Wat is de functie van de oorschelpen en de gehoorgang? an Werkwijze ▶ Vergroot met je handen de oppervlakte van je oorschelpen. Richt je oren naar een geluidsbron. Wat stel je vast? Waarneming ▶ Pl Besluit ▶ Met de oorschelpen vangen we op. De plooien in de oorschelp zorgen ervoor dat de geluiden de gehoorgang binnenkomen, om dan verder geleid te worden in de richting van het trommelvlies. In tegenstelling tot veel andere dieren, zijn onze oorschelpen weinig beweeglijk, wat duidelijk een nadeel is. ht De gehoorgang is gevuld met , de middenstof waarin het geluid zich voortbeweegt. De gehoorgang is bezet met haartjes, en in de wand monden smeerklieren uit die onzuiverheden weren en het trommelvlies soepel houden. Experiment 2 Onderzoeksvraag ▶ Hoe kan je de geluidsbron lokaliseren? rig Werkwijze ▶ Vijf leerlingen stellen zich verspreid op in de klas. Op het teken van de leerkracht knippen ze twee keer met hun vingers. De overige leerlingen proberen de geluidsbron met gesloten ogen te lokaliseren: eerst met slechts één oor, daarna met beide oren. Besluit ▶ Met oren kunnen we een geluidsbron lokaliseren, dat wil zeggen dat we de plaats van herkomst kunnen bepalen. We noemen dit stereofonisch horen. Dat komt omdat het ene oor het geluid een fractie van een seconde later hoort dan het andere oor. Door dit tijdsverschil kunnen de hersenen het geluid lokaliseren. HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py Waarneming ▶ 42 NATU3LW inner.indb 42 19/04/13 17:27 4.1.2 Middenoor In de trommelholte van het middenoor zitten de drie ze verbinden het ty n Onderzoeksvragen ▶ Hoe is het middenoor aangepast aan het waarnemen van geluiden? Welke middenstof geeft de geluidstrilling hier door? Hoe wordt de druk in het middenoor geregeld? Wat is de functie van de drie gehoorbeentjes? : . aambeeld ovale venster trommelvlies stijgbeugel Pl trillingen an hamer ht ronde venster Opdracht ▶ Hoe bereiken trillingen van het trommelvlies uiteindelijk het slakkenhuis? 1. Het trommelvlies trilt via rig 2. De mee met de geluidsgolven. is vergroeid met het trommelvlies & trilt mee. 3. De hamer klopt op het dat zo ook gaat trillen. 4. De hieraan bevestigde komt zo ook in beweging. 5. De stijgbeugel is vergroeid met het meetrillende . co py 6. Het slakkenhuis is gevuld met lymfe. Door de onsamendrukbaarheid van vloeistoffen, beweegt het ronde venster tegengesteld aan het ovale venster. De drie gehoorbeentjes zitten als een hefboomsysteem aan elkaar vast en werken daardoor als een versterker tijdens het aan elkaar doorgeven van de trillingen. Het trommelvlies en het ovale venster trillen met eenzelfde frequentie (even snel), maar door de hefboomwerking van de gehoorbeentjes, is de druk op het ovale venster wel 18 x groter dan de druk op het trommelvlies. Oorbeschadiging door té harde geluiden wordt beperkt door spiertjes aan de gehoorbeentjes. 43 NATU3LW inner.indb 43 19/04/13 17:27 Experiment Onderzoeksvraag ▶ Hoe werkt de buis van Eustachius? ty n Werkwijze ▶ Knijp je neus en mond stevig dicht en vergroot de druk in je mond door schijnbaar uit te blazen (maak bolle wangen). Wat merk je in je oren? Je kunt dit gevoel weer ongedaan maken door de mond wijd open te doen (alsof je zou geeuwen). Waarneming ▶ an Besluit ▶ Via de kan in of uit het middenoor geleid worden, omdat die in verbinding staat met de neusholte. De wanden van de buis van Eustachius liggen normaal slap tegen elkaar, maar bij slikken of geeuwen gaat deze buis even open, zodat lucht (en helaas soms ook besmettingen) aan- of afgevoerd kan worden. Opdracht ▶ Ga na hoe de luchtdruk in het middenoor geregeld wordt bij drukverschillen. 1. Je gaat vliegen … steeds hoger en hoger! Pl → Hoe hoger in de atmosfeer, hoe hoger / lager de luchtdruk. De druk in het buitenoor zal dus stijgen / dalen. → De druk in het middenoor wordt in verhouding groter / kleiner dan in het uitwendig oor. → Teken hiernaast de druk (pijltjes) ht → Teken de reactie van het trommelvlies. → Teken met rood hoe de buis van Eustachius dit oplost, door rig 2. Je gaat duiken … steeds dieper en dieper! → Hoe dieper in het water, hoe hoger / lager de druk. De druk in het buitenoor zal dus stijgen / dalen. → De druk in het middenoor wordt in verhouding groter / kleiner dan in het uitwendig oor. → Teken de reactie van het trommelvlies. → Teken met rood hoe de buis van Eustachius dit oplost, door co STU DI E VA N H ET O O R py → Teken hiernaast de druk (pijltjes) HOOFDSTUK 3 Toepassing ▶ Leg uit waarom je oren ‘verstopt’ geraken bij een verkoudheid. Soms volgt hierop een oorontsteking (vooral kleine kinderen zijn daar gevoelig aan), leg uit. 44 NATU3LW inner.indb 44 19/04/13 17:27 4.1.3 Inwendig oor ty n Onderzoeksvragen ▶ Hoe is het inwendige oor aangepast aan het waarnemen van geluiden? Welke middenstof geeft de geluidstrilling hier door? Hoe kunnen hoge en lage tonen van elkaar worden onderscheiden? Het (cochlea) is gelegen in het harde rotsbeen en bevat zintuigcellen die geluid registreren. Zijn anatomie lijkt erg ingewikkeld met zijn tweeënhalf omwentelingen, bestaande uit drie met vloeistof gevulde compartimenten die worden gescheiden door twee membranen. Het ontrolde slakkenhuis is 3,5 cm lang en heeft een diameter van 2 mm. 2,000 Hz trommelholtegang an middengang 1,500 Hz 3,000 Hz 400 Hz voorhofsgang ovale & ronde venster 600 Hz hoge tonen (1,500 - 20,000 Hz) middengang middengang Pl 200 Hz ovale & ronde venster middelhoge tonen (600 - 1,500 Hz) 800 Hz 4,000 Hz 1,000 Hz 20,000 Hz onderste membraan ht 7,000 Hz 5,000 Hz middengang ovale & ronde venster lage tonen (20 - 600 Hz) rig De (bovenste gang) vertrekt vanuit het ovale venster. Deze gang is benig, gevuld met perilymfe en gaat aan de top over in de onderste gang. Hierlangs komen geluidsgolven het slakkenhuis binnen. De (onderste gang) loopt van de top van het slakkenhuis tot aan het ronde venster, dat via een elastisch membraan uitmondt in de trommelholte. Deze gang is benig en ook gevuld met perilymfe. co py → Dankzij het zetten trillingen zich als een golfbeweging doorheen de vloeistof van het slakkenhuis verder. Het ovale en het ronde venster bewegen hierbij tegengesteld aan elkaar. ‘Beide’ vensters zijn dus onontbeerlijk, omdat vloeistoffen weinig samendrukbaar zijn. De deelt het slakkenhuis horizontaal in tweeën. Deze afgesloten holte is vliezig, gevuld met endolymfe en eindigt aan de top van het slakkenhuis. Het is hier dat de zintuigcellen (fonoreceptoren) zich bevinden, meer bepaald in het orgaan van Corti. → tonen worden vooraan waargenomen, tonen verder naar achteren. Dit omdat het voorste deel van de middengang stijver en minder breed is dan achter in de punt. Er zijn dus geluiden met hogere frequenties nodig om de membranen hier in beweging (trillingen) te krijgen. 45 NATU3LW inner.indb 45 19/04/13 17:27 rig ht Pl an ty n Onderzoeksvragen ▶ Hoe worden geluidsgolven waargenomen in het slakkenhuis? Waar gebeurt het eigenlijke horen? Het bestaat uit microscopisch kleine trilhaarcellen, in totaal ongeveer 30 000 stuks, die zich op het onderste (basale) membraan bevinden. Dit zijn de eigenlijke fonoreceptoren. HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py Als de vloeistof tegen het onderste membraan golft, worden de trilharen in de richting van het dakmembraan bewogen en hierdoor afgebogen. Door deze beweging worden de fonoreceptoren in het orgaan van Corti geactiveerd, en wordt een zenuwimpuls afgevuurd naar de hersenen. Opdracht ▶ Via de oorschelp komen geluidstrillingen het oor binnen, waar ze worden omgezet in een elektrisch signaal op weg naar de hersenen. Noteer de tussenstappen. Geluidsbron → trillingen in de lucht → oorschelp → → → → (versterking) → vloeistof in het → prikkeling in het → zenuwimpulsen bundelen zich in de 46 NATU3LW inner.indb 46 19/04/13 17:28 De impulsen gaan via de gehoorzenuwen naar het gehoorcentrum in de ty n . an hersencentrum voor het gehoor schakelcentra gehoorzenuw Pl Hier worden de zenuwimpulsen gedecodeerd, zodat ze voor ons weer vertaald worden in geluiden, woorden, lawaai, muziek … ‘Horen’ gebeurt dus in de hersenen! Zo kan iemand na een ongeval met hersenschade bijvoorbeeld niet meer horen, terwijl het oor zelf nog intact is. Mensen met een gezond gehoor kunnen frequenties waarnemen tussen de 20 Hz en 20 000 Hz, mits het geluidsniveau luider is dan de . ht Op café, bij concerten of luidruchtige bijeenkomsten worden je trommelvliezen bestookt met allerlei geluidsgolven van de aanwezige muziek en stemmen. Toch kun je in zulke omstandigheden een gesprek voeren. We noemen dit het ‘cocktail-party-fenomeen’. Een groot deel van de geluiden wordt dan door de hersenen weggefilterd tot achtergrondgeluid, en een gesprek krijgt prioriteit. . rig Hiervoor zorgt de Samenvatting py Geluiden zijn trillingen die waarneembaar zijn. Zowel gassen, vloeistoffen als vaste stoffen kunnen trillen en geluiden geleiden. Geluid wordt gekenmerkt door een toonhoogte (in Hz) en toonsterkte (in dB). Onder resonantie verstaan we het meetrillen van een voorwerp onder invloed van een ander trillend voorwerp. Hierdoor kan het trommelvlies gaan meetrillen. co HET OOR BESTAAT UIT DRIE GROTE DELEN Het uitwendige oor: de oorschelp en de gehoorgang zorgen voor het opvangen en geleiden van geluidsgolven naar het trommelvlies. Stereofonisch horen is mogelijk dankzij de stand van de oorschelpen aan weerszijden van ons hoofd. Het middenoor: geeft de geluiden via de gehoorbeentjes versterkt door aan het ovale venster. De buis van Eustachius zorgt voor een gelijke druk in het buiten- en middenoor. Het inwendige oor: zet de geluidsgolven via de vloeistof in het slakkenhuis verder. De fonoreceptoren (haarcellen) in het orgaan van Corti zetten de geluidstrillingen om in zenuwimpulsen → gehoorzenuw → hersenen. 47 NATU3LW inner.indb 47 19/04/13 17:28 4.2 Evenwichtszintuig 4.2.1 ty n Onderzoeksvragen ▶ Waaruit is het evenwichtsorgaan opgebouwd? Hoe werkt het evenwichtszintuig? Wat is het verschil tussen dynamisch en statisch evenwicht? Welke andere receptoren kunnen nog een invloed hebben op het evenwicht? Dynamisch evenwicht Experiment 1 Onderzoeksvraag ▶ Welke draaibewegingen kan je hoofd maken en hoe registreer je die? an Werkwijze ▶ 1. Beweeg je hoofd op en neer (ja knikken). 2. Beweeg je hoofd heen en weer (nee knikken). 3. Kantel je hoofd heen en weer (naar de schouders toe). Waarneming ▶ Duid op onderstaande figuren aan met het juiste nummer. de ampulla Pl drie halfcirkelvormige kanalen ampulla evenwichtszenuw haarcel zintuigcellen met zintuigharen gelatineuze massa ht halfcirkelvormige kanalen rig registratie beweging zenuwvezels naar evenwichtszenuw Benodigdheden ▶ - Ronddraaiend krukje of stoel - Glas met water + papiersnippers HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py Experiment 2 Onderzoeksvraag ▶ Ken je het gevoel van duizeligheid? Werkwijze ▶ Ben je eigenlijk duizelig tijdens het draaien, of pas erna? Doe het experiment en verklaar door jezelf te vergelijken met een glas ronddraaiend water. Doe het experiment ook eens met gesloten ogen: Hou je hoofd eerst recht, daarna schuin. Waarneming ▶ 48 NATU3LW inner.indb 48 19/04/13 17:28 Verklaring 1 & 2 ▶ De halfcirkelvormige kanalen die gevuld zijn met in staan verschillende vlakken loodrecht op elkaar. Op het einde van de kanalen . Die bevatten verschillende zintuigcellen met , ingebed in een gelatineuze massa die de kanalen afsluiten als een sluisdeur. De vloeistof in de halfcirkelvormige kanalen gaat door ty n zitten kanaalverbredingen of stromen als het hoofd beweegt. Hierdoor verbuigen de haarcellen in de ampulla. De zintuigcellen geven deze informatie door aan de hersenen. Komt er tegenstrijdige informatie uit dit evenwichtszintuig en de , an dan kan misselijkheid ontstaan (bijvoorbeeld wagen- of zeeziekte), zeker als de uitgangspositie (standaard waarmee we vergelijken) ook verandert. Besluit 1 & 2 ▶ ⇒ Registratie van de van het lichaam Pl (dynamisch evenwicht) gebeurt in de halfcirkelvormige kanalen.. hoofd in rust hoofd naar rechts bewegen rig kanaal met vloeistof gelatineuze massa zintuighaar ht kanaalverbreding zintuigcel py zenuwvezel 4.2.2 Statisch evenwicht co Experiment 3 Onderzoeksvraag ▶ Hoe bepaal je de stand van je lichaam? Werkwijze ▶ Sta rechtop en sluit de ogen. Buig 90° voorover, voel de stand van je hoofd. Buig blindelings verder door tot je hoofd ondersteboven hangt. Waarneming ▶ 49 NATU3LW inner.indb 49 19/04/13 17:28 voorhofsholten haarcel statolietorgaan statolietorganen kalkkristallen gelatineuse massa ty n ovale blaasje an zwaartekracht ronde blaasje zenuwvezels naar evenwichtszenuw haarcel steuncellen Verklaring ▶ Het evenwichtsorgaan van de mens bevat ook twee voorhofsholten waarin zich en het verticale of Pl de statolietorganen bevinden: het horizontale of . Naargelang de stand van je hoofd, gaan de die via de gelatineuze massa verbonden zijn met de kalkkristallen afgebogen ht worden door de die hierop inwerkt. De zintuigcellen geven deze informatie door aan de hersenen. Besluit ▶ ⇒ Registratie van de van het lichaam rig (statisch evenwicht) + rechtlijnige bewegingen (versnelling of vertraging) gebeurt Samenvatting Het oor verwerkt naast geluidsprikkels ook prikkels in verband met het evenwicht. We maken een onderscheid tussen waarnemingen van dynamisch en statisch evenwicht. HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py in het ronde en ovale blaasje. HET EVENWICHTSZINTUIG OMVAT De halfcirkelvormige kanalen: zorgen voor het bewaren van het dynamisch evenwicht (beweging) van het lichaam. Registratie gebeurt in de ampulla-organen. Het ronde en ovale blaasje: zorgen voor het bewaren van het statisch evenwicht (stand) van het lichaam. Registratie gebeurt in de statolietorganen. Hoewel beide systemen gebruikmaken van zintuigharen in een gelatineuze massa, berust hun werking toch op een ander fysisch principe: traagheid van vloeistoffen of zwaartekracht. 50 NATU3LW inner.indb 50 19/04/13 17:28 5 Zintuiglijke stoornissen van het oor ty n Onderzoeksvragen ▶ Waardoor kan je gehoor afnemen? Hoe kun je gehoorschade voorkomen? Hoe kunnen doven of slechthorenden toch communiceren? Veelvoorkomende oorzaken van afnemend gehoor zijn: − de opeenhoping van oorsmeer in de gehoorgang − gaatjes in het trommelvlies − een verstopt middenoor door verkoudheid of oorontsteking − de verkalking (vastgroeien) van de gehoorbeentjes an − de beschadiging van het slakkenhuis door te veel lawaai − het minder soepel worden van het orgaan van Corti bij verouderen Pl Als je te lang naar harde geluiden luistert, gaan er een heleboel trilhaartjes in het orgaan van Corti platliggen. Het lijkt een beetje op een grasveld waar je over heen loopt. De meeste komen na een tijdje weer recht, maar als je te veel lawaai binnenkrijgt, is er een deel van de haartjes dat niet meer overeind komt en dus ‘nooit meer’ kan werken! Hoe schadelijk lawaai is, is afhankelijk van verschillende factoren: − de geluidssterkte uitgedrukt in decibel (dB) ht − de duur waarin je aan het lawaai bent blootgesteld − de toonhoogte in hertz (Hz) – vooral lage tonen zijn schadelijk py rig − je persoonlijke gevoeligheid voor lawaai (kinderen zijn gevoeliger!) Aantal decibel Blootstellingstijd zonder risico < 75 dB geen gehoorschade 80 dB 8u 86 dB 2u 92 dB 30 min 98 dB 7 min > 100 dB acute gehoorschade co Alarmsignalen die wijzen op naderende gehoorschade: − Lawaaidoofheid: het wordt moeilijker een gesprek te volgen in een zee van achtergrondlawaai. − Oorsuizingen: pieptoon, gefluit, gezoem, geruis ... Als je dit ervaart na een nachtje disco of een concert zijn je oren dringend aan rust toe! Is dat na 24 u. nog niet over, raadpleeg dan een arts! − Geluidsovergevoeligheid: het gehoor verliest zijn natuurlijke manier om geluiden te dempen, ook zachte geluiden worden als storend ervaren. − Andere signalen: oorpijn, tv of radio harder willen zetten, slaapproblemen, hoofdpijn, aandachts- en concentratiestoornissen. 51 NATU3LW inner.indb 51 19/04/13 17:28 Leesstuk: Veel gehoorschade door mp3-spelers an ty n Audioloog Jan De Laat van het Leids Universiteits Medisch Centrum waarschuwt bezitters van mp3spelers via het tv-programma Radar nog maar eens dat zij niet lichtzinnig met hun gehoor om moeten gaan door op luid volume van hun favoriete muziek te genieten. Per jaar zouden 25.000 jongeren blijvende gehoorschade oplopen, wat alleen maar op zou lopen gezien de toenemende populariteit van de muziekspelertjes. De Laat wil dat meer fabrikanten hun producten van waarschuwingen voorzien dat langdurig luisteren schadelijk kan zijn en dat de apparaatjes net als Apples ipod van een geluidsbegrenzer worden voorzien. In de politiek zouden stemmen opgaan om waarschuwingen verplicht te stellen. De problemen met mp3-spelers zouden veel groter zijn dan voorheen met walkmans, omdat ten eerste de batterijen van mp3-spelers langer meegaan en ten tweede het geluid minder snel vervormt bij hard zetten. ht Pl Volgens De Laat kan het luisteren naar harde muziek verschillende klachten opleveren. Naast achteruitgang van het gehoor of zelfs doofheid, wat veroorzaakt wordt door het kapotgaan van de trilhaartjes die de geluidsgolven in zenuwimpulsen omzetten, kan de fervente muziekliefhebber last krijgen van tinnitus, een constant zoemgeluid dat wordt veroorzaakt door een overspannen gehoorzenuw. Daarnaast kan er overgevoeligheid voor geluid optreden. Volgens de audioloog is geluid van 80 decibel schadelijk als er gedurende acht uur naar geluisterd wordt. Iedere verhoging van drie decibel halveert de veilige luistertijd echter, zo waarschuwt De Laat. Geluid van 86 decibel mag bijvoorbeeld maar twee uur naar geluisterd worden, en bij 104 decibel kan de luisteraar al na twee minuten de (gedoofde) sigaar zijn. rig De Nederlandse Hoorstichting heeft sinds 2004 de website Oorcheck.nl in de lucht, waar sinds de oprichting circa 300.000 jongeren hun oren hebben laten testen. Bijna tweederde gaf vooraf aan te geloven een goed gehoor te hebben, wat in werkelijkheid maar voor een derde bleek te gelden. Het gehoor kon bij negen procent zelfs als slecht worden geclassificeerd. Om gehoorproblemen te vermijden adviseert De Laat muziekluisteraars om hun mp3-spelers zachter te zetten dan ze aanvankelijk van plan waren, en geen oordoppen te gebruiken die diep in het oor zitten. HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py Opdracht ▶ Wat zijn de belangrijkste tips voor een ‘gezond mp3-gebruik’ die je uit bovenstaande tekst kan afleiden. 52 NATU3LW inner.indb 52 19/04/13 17:28 Echte doven zijn meer geïsoleerd dan blinden omdat ze enkel waarnemen wat zich in hun blikveld bevindt. Doof geboren kinderen kunnen geen taal verwerven, en dus ook geen spraak.Geen spraak betekent ook dat ze analfabeet blijven! an ty n Doven proberen zich te behelpen met gebarentaal, maar die is arm omdat ze niet beschikt over vervoegingen, lidwoorden en meervouden. Ook het liplezen is beperkt. Zo is er geen alfabet mogelijk omdat veel mondstanden voor verschillende woorden hetzelfde zijn. co py rig ht Pl Een meer bevredigende oplossing is ‘Cued Speech’. Dat is een combinatie van liplezen en gebarentaal die de letters toont. Kinderen die op deze manier begeleid worden, kunnen leren lezen, schrijven en zelfs praten door de klanken te ‘voelen’ … Weet je nog? Geluiden zijn trillingen! 53 NATU3LW inner.indb 53 19/04/13 17:28 5.1 Extra: oplossingen voor gehoorproblemen Tegenwoordig bestaan er ook heel wat oplossingen of hulpstukken voor doven of slechthorenden. ty n Gehoorapparaatjes worden bovendien steeds kleiner, en zijn dus ook op esthetisch vlak steeds beter aangepast aan de huidige noden. Sommige zijn nog amper op te merken. Gehoorapparaatjes versterken de geluiden. Het is dus belangrijk dat er nog enige vorm van gehoor is. an Het bionische oor of cochleair implantaat is ook al niet meer aan zijn proefstuk toe. Dit is een elektronisch apparaatje dat het gehele oor omzeild en geluiden direct doorgeeft aan de gehoorzenuw die naar de hersenen gaat. Ook volledig doven komen hiervoor dus in aanmerking! Pl Een elektronisch apparaatje wordt daarbij chirurgisch geïmplanteerd onder de huid. Door de aangedane delen van het oor te omzeilen (de defecte haarcellen in het orgaan van Corti) en via stroomimpulsjes de gehoorzenuwen rechtstreeks via elektroden te stimuleren, zijn zeer ernstig slechthorenden weer in staat geluiden op te vangen. HOOFDSTUK 3 co STU DI E VA N H ET O O R py rig ht Uitwendig wordt een zendspoel achter het oor gedragen die door middel van een elektromagnetisch veld door de huid en andere weefsels heen verbinding maakt met het inwendige implantaat. Een microfoon die de geluiden opvangt maakt soms deel uit van deze zendspoel, of wordt achter de oorschelp gedragen. Ze staan met een dun kabeltje in verbinding met de spraakprocessor: een kleine computer die het geluidssignaal omzet in een elektronische en gedigitaliseerde code. De spraakprocessor werd vaak aan de gordel gedragen, maar dankzij de steeds verdergaande miniaturisatie wordt die ook steeds vaker in combinatie met de microfoon in een achter-het-oor toestel geïntegreerd. 54 NATU3LW inner.indb 54 19/04/13 17:28 SYNTHESE ty n = fysische / chemische prikkels die het oor binnenkomen. UITWENDIG OOR opvangen van geluiden ⇒ geluidstrilling wordt binnengeleid + reiniging door trilharen en smeer ⇒ trilt door resonantie mee ⇒ geven het geluid versterkt door. + druk wordt geregeld via ⇒ vergroeid met stijgbeugel => trilt mee + tegengestelde beweging door de onsamendrukbaarheid van vloeistoffen Pl MIDDENOOR an ⇒ rig ht → → → ⇓ INWENDIG OOR ⇒ py ⇓ met EVENWICHTSORGANEN: voor dynamisch evenwicht co ⇓ voor statisch evenwicht ⇓ ⇒ ⇒ IK HOOR IK HEB EVENWICHT !! 55 NATU3LW inner.indb 55 19/04/13 17:28 NATU3LW inner.indb 56 gehoorapparaatjes communicatie via ht Werking gehoor Gehoorsproblemen Bouw oor geluid registreren geluid doorgeven Werking evenwicht an evenwicht: evenwicht: in het ovale en ronde blaasje o.i.v. in halfcirkelvormige kanalen o.i.v. ty n horen met de hersenen in in van drukregeling middenoor reinigen oor geluid opvangen en leiden Pl GEHOOR- en EVENWICHTSZINTUIG Prikkels rig py doven en slechthorenden slakkenhuis halfcirkelvormige kanalen rond en ovaal blaasje gehoorbeentjes buis van Eustachius ovaal venster oorschelp gehoorgang trommelvlies fysieke prikkel trilling middenstof toonhoogte ( ) toonsterkte ( ) STU DI E VA N H ET O O R co HOOFDSTUK 3 Opdracht ▶ Dit schooljaar leren we een ‘mindmap’ maken van de geziene leerstof. De tweede mindmap wordt hier deels uitgewerkt. Het is de bedoeling dat je deze gaat aanvullen om zo te groeien naar een zelfstandig opgestelde mindmap. 56 19/04/13 17:28 KEN JE DE LEERSTOF? an Studeer de samenvattingen en de synthese goed. Zit de mindmap in je hoofd? ty n In dit hoofdstuk leerde je volgende vaardigheden: • onderzoeksvragen opstellen; • een leesstuk interpreteren; • het belang inzien van horen en gehoorschade voorkomen; • uit waarnemingen afleiden dat geluid een trillingsverschijnsel is; • experimenteel resonantie aantonen en een geluidsbron kunnen lokaliseren; • uit macro- en microscopische waarnemingen van het oor de verschillende structuren aanduiden, benoemen en hun functies verwoorden; • een synthese maken, een mindmap maken; co py rig ht Pl Enkele voorbeeldvragen ter controle: 1. Wat zijn geluiden? Waardoor wordt geluid gekenmerkt en in welke eenheden wordt dit uitgedrukt? 2. Waartussen ligt het gehoorbereik van de mens? 3. Waardoor kunnen we stereofonisch horen? Wat betekent dit? 4. Benoem op een tekening de diverse delen van het oor. 5. Door welke 3 middenstoffen gaan de trillingen in het oor? 6. Welke rol vervullen de 3 gehoorbeentjes? 7. Waar situeert de buis van Eustachius zich? Leg zijn werking uit a.d.h.v. een voorbeeld. 8. Een neusverkoudheid kan soms leiden tot een middenooronsteking. Leg uit. 9. Duid de weg van de geluidstrillingen op een tekening aan. Noteer dit ook schematisch, gebaseerd op de 3 grote delen van het oor. 10. Wat is de functie van het ronde en ovale venster? 11. Waar bevinden zich de fonoreceptoren? 12. Bespreek bondig de werking van het orgaan van Corti. 13. Waar komt het eigenlijke horen tot stand? 14. Geef een voorbeeld van een zintuiglijke stoornis van het oor, omschrijf deze en hoe ze eventueel kan worden voorkomen of gecorrigeerd. 15. Wat versta je onder cued-speech? 16. Wat is het gevaar van mp3-spelers voor het gehoor? 17. Welke delen van het oor behoren tot het evenwichtszintuig? 18. Waar bevinden de evenwichtsreceptoren zich? We maken een onderscheid tussen 2 soorten evenwichtsorganen, dewelke? 19. Omschrijf de bouw, werking en functie van de evenwichtsorganen in het oor. 20. Op welk fysisch principe berust de werking van de halfcirkelvormige kanalen en van het ronde en ovale blaasje? 57 NATU3LW inner.indb 57 19/04/13 17:28
