Fysiologi - Kirsten Hyldahl Pedersen's Blog Web viewZoologisk struktur er et vigtigt emne i biologien. For at forstå de enkelte arters bygning og tilpasning til deres respektive habitater,

Fysiologi hos fisk og pattedyr- eksperimentets betydning for læring

Læreruddannelsen, AalborgFag: Biologi Eksamensmåned og - år: Maj 2010

Studienr.: Stamhold: Søjle: Navn:

a260198 26.8 C Kirsten Hyldahl Pedersen

a260020 26.8 C Karsten Ellehauge Bech

ae222182 26-30 C Tatiana Dissing

Underviser: Steffen Elmose UCN-læreruddannelsen maj 2010Biologieksamen

Indhold

Indledning (Karsten)...........................................................................................................................................3

Problemformulering (Fælles)..............................................................................................................................3

Opgavens opbygning (Kirsten)...........................................................................................................................3

Afgrænsning (Kirsten)........................................................................................................................................3

Teori....................................................................................................................................................................4

Blodkredsløb hos pattedyr (Tatiana)...............................................................................................................4

Kredsløbsorganer (Tatiana)............................................................................................................................4

Hjertets opbygning og funktion (Tatiana).......................................................................................................5

Blodkarsystem (Tatiana).................................................................................................................................6

Fiskens kredsløb (Kirsten)..............................................................................................................................7

Iltbindning (Tatiana).......................................................................................................................................9

Praktisk- eksperimenterende arbejde (Kirsten).................................................................................................10

Forsøg 1. Dissektion af fisk (Karsten)..........................................................................................................10

Forsøg 2. Dissektion af grisehjerte (Tatiana)................................................................................................11

Praktisk-eksperimenterende naturfagsundervisning og læringsbegrebet (Kirsten)......................................11

Undervisningsplanen (Kirsten).....................................................................................................................13

Diskussion(Karsten)..........................................................................................................................................14

Konklusion (Fælles)..........................................................................................................................................15

Perspektivering (Kirsten)..................................................................................................................................16

Litteratur...........................................................................................................................................................17

Bilag 1 – Undervisningsplan (Karsten).............................................................................................................18

Bilag 2 – Hjertet (Karsten)................................................................................................................................20

Fysiologiske forskelle på fisk og pattedyr - Eksperimentets betydning for læring Side 2 af 20


IndledningZoologisk struktur er et vigtigt emne i biologien. For at forstå de enkelte arters bygning og tilpasning til

deres respektive habitater, er det nødvendigt at have kendskab til forskellige arters anatomi. Indsigt i

zoologisk struktur kan kun erhverves gennem et personligt praktisk laboratoriearbejde. Det er derfor

nødvendigt at eleverne får ”hænderne i skidtet” så at sige, for at de opnår viden, der sætter dem i stand til at

forstå sammenhængen mellem forskellige arters tilpasning i bygning, funktion og adfærd i forhold til

forskellige typer levesteder og livsbetingelser samt forholdet til andre organismer. Laboratoriearbejdet kan

også danne grundlag for etiske diskussioner vedrørende laboratoriebrug og opbevaring af dyr.

I denne opgave undersøger vi hvilke forskelle og sammenhænge der er i kredsløbet hos vekselvarme og

ensvarme dyr. Vi vil dissekere et grise- og fiskehjerte, for at finde ud af, om deres habitat, kan være med til

at bestemme deres zoologiske struktur. Desuden vil vi undersøge om den enkelte art er typisk for sin gruppe

som henholdsvis pattedyr og fisk.

ProblemformuleringVi vil undersøge blodkredsløb og iltoptagelse hos fisk og pattedyr, for at finde fysiologiske forskelle i

forhold til deres respektive levested. Endvidere vil vi se på eksperimentets rolle i forhold til elevernes læring

i biologiundervisningen.

Opgavens opbygningDenne opgave er bygget op således, at vi først vil redegøre for den fysiologiske teori bag pattedyrets og

fiskens kredsløb. Efterfølgende vil vi se på, hvad vi forstår ved praktisk-eksperimenterende undervisning og

give nogle eksempler på, hvilke forsøg eleverne kan arbejde med i forbindelse med emnet. I forbindelse med

den efterfølgende undervisningsplan, vil vi klargøre vores læringssyn og på baggrund af dette, vise hvordan

vi vil tilrettelægge og udføre undervisningen for en 7. klasse i folkeskolens praksis.

Afsluttende vil vi diskutere fiskens og pattedyrets fysiologiske kredsløb i forhold til hinanden og deres

respektive habitat. Med udgangspunkt i den faglige diskussion og det fagdidaktiske afsnit, vil vi i

konklusionen besvare opgavens problemformulering.

AfgrænsningVi har i forbindelse med afgrænsningen af opgaven valgt at fokusere på forskellen mellem fisk og pattedyr,

og på hvordan man kan undersøge og sammenholde disse forskelle i undervisningssammenhæng. I

forlængelse af elevernes erkendelse i forhold til forskellene på fisk og pattedyr vil det være oplagt at



inddrage evolutionsteorien som en rød tråd i undervisningen. Dette vælger vi kort at benævne, men for at

opgaven ikke skal blive for omfangsrig, i forhold til de opstillede rammer, vil vi ikke uddybe dette nærmere i

opgaven.

Teori

Blodkredsløb hos pattedyrPattedyrene har et dobbelt kredsløb:

Det lille kredsløb også kaldt lungekredsløb

Det store kredsløb – det systematiske kredsløb.

Deres karsystem er et lukket rørsystem, der forgrener sig overalt i kroppen. De er lukkede og uafhængige af

hinandens kredsløb, hvilket både har fordele og ulemper. Den ene fordel ved at have et lukket karsystem er,

at der er mulighed for at dirigere blodet netop til det sted i kroppen, hvor der er brug for det, men blodet kan

ikke føres fra det ene til det andet kredsløb, hvis der er behov for det. Der pumpes altid den samme mængde

blod inde i de to kredsløb. Derudover kan det lukkede kredsløb opretholde et højt blodtryk, der gør det

muligt for blodet at strømme med høj hastighed og gøre ilttransporten effektiv. Den fuldstændige adskillelse

af de to kredsløb har den fordel, at de kan blive opretholdt på forskellige niveauer. Blodvæsken pumpes

rundt af et muskuløst hjerte. Her sker også fordelingen af blodet i de to kredsløb.

Kredsløbsorganer.Kredsløbsorganerne medvirker sammen med andre organsystemer i organismens stofskifte ved at tilføre

cellerne ilt og næringsstoffer og ved at bortskaffe affaldsstoffer fra cellerne.

Kredsløbsorganerne sørger for transporten mellem cellerne og følgende organsystemer:

Respirationsorganer (tilførsel af ilt, bortskaffelse af kuldioxid)

Fordøjelsesorganer (tilførsel af næringsstoffer)

Urinorganer (bortskaffelse af affaldsstoffer)

De endokrine kirtler (transport af hormoner)

Hud (bortskaffelse af overskudsvarme)

Kredsløbsorganerne inddeles i

Hjerte

Blodkar

Blod

Vævsvæske (lymfe og lymfekar)



Hjertets opbygning og funktionHjertet er en stor muskel, der pumper blodet rundt i kredsløbet.

Hjertet hos pattedyr og fugle er bygget op som hos mennesket.

Billedet viser et pattedyrhjerte, pilene angiver blodstrømmen.1

Selve hjertet er en hul tværstribet muskel, der har til opgave at

pumpe blodet rundt i organismen. Hjertet er opdelt i to halvdele:

en højre og en venstre del med et forkammer og et

hjertekammer i hver halvdel. Det iltfattige, kuldioxidrige blod

fra cellerne kommer til højre hjertehalvdels forkammer. Blodet

løber herfra til højre hjertekammer og pumpes ud i lunge-

arterien. I lungerne udskiftes kuldioxid med ilt, dvs. blodet

bliver iltet. Det nu iltrige blod føres derefter til venstre forkammer, hvorfra det løber ned i venstre

hjertekammer og pumpes gennem aorta ud i det store kredsløb. For at blodet skal kunne nå alle dele af

organismen, kræver det, at hjertet arbejder med en vis kraft. Denne kraft opstår, når hjertemusklen trækker

sig sammen. Det enkelte hjerterum har forskellig tykkelse af væggene, alt efter hvilken arbejdsbyrde de har.

Da forkamrenes opgave er at modtage blodet og udtømme det i hjertekamrene, kræves der kun en tynd

muskelvæg. Hjertekamrene, specielt venstre hjertekammer, har derimod et meget kraftigt pumpearbejde, og

deres vægge er betydelig tykkere.

Hjertevirksomheden opdeles i to faser:

Udpumpning af blodet, hvor hjertet laver en kontraktion kaldes systole.

Fyldning af hjertekamrene med blodet fra forkamrene kaldes diastole.

Skiftet mellem systolen og diastolen kan mærkes som puls.

Hjertet har et klapsystem, der regulerer blodstrømmens retning. Mellem forkamrene og hjertekamrene findes

der klapper, og mellem hjertekamrene og i de kar der afgår til henholdsvis lungerne (lungepulsåren) og

kroppen (aorta) er der klapper. Hjerteklappernes åbning og lukning skyldes trykforskelle i hjertet. I diastolen

er trykket i forkammeret større end trykket i hjertekammeret. Derfor bliverer klappen mellem for- og

hjertekammeret åben. Når hjertemuskulaturen trækker sig sammen, stiger trykket i hjertekammeret, og

trykket i hjertekammeret bliver større end i forkammeret. Klappen lukkes og da aorta endnu ikke er åben,

kan blodet ikke løbe ud. Trykket bliver ved med at stige, mens hjertet trækker sig sammen. Når trykket i

hjertekammeret bliver større end trykket i aorta, åbnes klappen, og blodet begynder at løbe ud i aorta.

Klappen lukkes, når trykket i et hjertekammer falder og bliver mindre end i aorta.

1 H.Falkenberg, P.K. Gasbjerg, L.H. Nielsen ”Fysiologi. Fra molekyle til individ”, Systime, 2. udgave, 4. oplæg, Århus, 2008, side 218.



Visse muskelceller i hjertet har specialiseret sig som impulsgivere. Disse celler hedder pacemakerceller og

befinder sig i sinusknuden, som ligger ved venernes indmunding i højre forkammer.2 Impulserne opstår

automatisk og spredes meget hurtigt.

BlodkarsystemBlodkarsystemets primære rolle er at opsamle, transportere og fordele O2, CO2, næringsstoffer, affaldsstoffer

og hormoner inden for kroppen.

Blodkarrene i de forskellige dele af kredsløbet har forskellige funktioner:

Arterier - leder blodet fra hjertet

Kapillærer , hvor udskiftning af stoffer finder sted

Vener - der fører blodet til hjertet

Det store kredsløbs arterier begynder med aorta, som er

den første arterie efter hjertet. Aorta og arterier udsættes for

højere tryk end venerne og har derfor kraftigere og mere

elastiske vægge. Arterier grener sig i tyndere arterioler,

som har et veludviklet glat muskellag. Arteriolernes

diameter kan ændres, dette skaber modstand mod

blodstrømmen og bestemmer fordelingen af blodet i

kroppen. Arterioler ender i særdeles tynde kapillærer.

Udveksling af stoffer mellem blodet og vævet sker via diffusion. Derfor er kapillærernes vægge opbygget af

et enkelt cellelag med huller. Ilten siver hele tiden fra blodet ud til alle celler. Når cellerne skal frigøre

energi, indgår ilten i forbrændingen, og der dannes kuldioxid, som er et affaldsstof, der siver tilbage til

blodet. Den forenklede illustration af beskrevne processer ses på billedet.3 Venoler fører blodet tilbage fra

kapillærerne til vener, der returner det til hjertet. De virker samtidig som et bloddepot. Trykket i venerne er

meget lavt. Derfor har de klapper, som sikrer, at blodet kun løber mod hjertet.

Derudover findes de såkaldte portåresystemer, hvor et kompleks af vener starter i kapillærer og atter

opsplittes i kapillærer, før blodet føres til hjertet. Alle hvirveldyr har et leverportåresystem, hvor vener fra

tarmen og milten går over i kapillærer i leveren, inden det når frem til hjertet.

2 H.Falkenberg, P.K. Gasbjerg, L.H. Nielsen ”Fysiologi. Fra molekyle til individ”, Systime, 2. udgave, 4. oplæg, Århus, 2008. side 147

3 A.Bjerrum o.a. ”Ind i biologien. Grundbog. /.klasse”, Alinea, København, 1996, side 57.



På nedenstående billede ses opbygningen af blodkarrene i de forskellige dele af kroppen.4

Fiskens kredsløbNår dyrene optager næringsstoffer som kulhydrater, proteiner og fedt udskiller de affaldsstoffer der kommer

fra nedbrydningen af protein i cellerne, som f.eks. urin.

Udvekslingen af de respiratoriske gasser, ilt og kuldioxid, er meget vigtig for alle dyr. Dyret benytter ilten i

dets respiration, og derved udskilles energi til forskellige processer i cellerne. Kuldioxid er en vigtig faktor i

forhold til reguleringen af blodets surhedsgrad og indgår desuden i dannelse af skelettet og æggeskaller.

Herudover er kuldioxid også et affaldsstof som udskilles fra dyret.

Iltindholdet i vandet falder jo højere temperaturen er og ligeledes ved stigende saltindhold. Fiskens iltforbrug

stiger, da dennes forbrug følger omgivelsernes temperatur, hvilket vil sige, at fiskens respiration vil stige

markant i takt med temperaturen i vandet som omgiver den stiger. Udvekslingen af kuldioxid og ilt foregår

over en membran ved diffusion, ved større dyr kan ilten dog bevæges ved konvektion.

Hos vandlevende dyr med gæller, er gællerne specialiserede strukturer i forbindelse med gasudveksling. Hos

disse dyr sker iltoptagelsen i blodet ofte via. modstrømsprincippet. Dvs. at vandet og blodet løber tæt men

modsatrettet om hinanden. Således møder vandet konstant blod med et lavere ilttryk, hvilket gør at mere ilt

vil diffusere over i blodet end hvis vandet og blodet løb i samme retning. Hos benfisk strømmer vandet kun i

en retning hen over gællerne, mens blodet strømmer modsat, der er altså her tale om modstrømsprincippet.

Billedet A viser medstrømprincip, B - modstrømprincip5, tallene angiver iltindholdet.

4 H.Falkenberg, P.K. Gasbjerg, L.H. Nielsen ”Fysiologi. Fra molekyle til individ”, Systime, 2. udgave, 4. oplæg, Århus, 2008, side 143




Gællerne er fire gællebuer, hvorpå selve gællebladene sidder i en v-form. På disse gælleblade er der nogle

små foldninger, de såkaldte lameller. Gællesystemets inderside består af mundhulen, mens ydersiden er et

kammer afgrænset af gællelåget. Gællebladende sidder meget tæt med lamellerne og de udgør en slags

finmasket barriere som vandet ikke kan undgå. Således strømmer vandet via fiskens mund ind mellem

gællebladene og lamellerne, for hvorefter at ende i kammeret under gællelåget og strømme ud i det

omgivende vand. Lamellerne er blodfyldte og strømmer modsat vandstrømmen. Vandstrømmen kommer ind

i mundhulen og ud gennem gælleåbningerne ved, at fisken løfter og sænker bunden i mundhulen imens, at

gællelåget svinger ud og ind. Denne bevægelse sker synkront, således at trykket i mundhulen delvis større

end trykket i gællelåget. Denne proces hedder ventilation, dette er hvad vi hos et menneske ville kalde et

åndedræt. Hos fisk koster ventilationen forholdsvis meget energi, da vand er hårdt at flytte. De

hurtigsvømmende fisk holder op med at ventilere, når svømmehastigheden når op på et bestemt niveau. Når

vandets iltindhold falder og fiskens iltbehov stiger øges

ventilationshastigheden, dette sker f.eks. ved øget aktivitet. Her

kan mængden af det vand som føres hen over gællerne, enten

øges ved en pumpefrekvens af gællelåg/mundhule eller ved at

indtage mere vand hver gang.

A – vandstrøm gennem mund og galler. B – en gællebue. C –

vand- og blodstrøm ved en gællelamel6

Kredsløbet hos en benfisk er et enkeltkredsløb, da blodet fra kroppen modtages af hjertet og pumpes ud

fiskens gæller, via et antal gællebuearterier der leder hele blodmængden til gællernes kapillærnet. Her bliver

blodet iltet og strømmer via den rygvendte aorta, hvis grene fordeler blodet til

hele organismen. Hjertet har 3 kamre og de bagerste er sammentrækkelige.

Denne ensrettede blodstrøm er baseret på et klapsystem.7 Illustration viser kun en

del af kredsløbet samt hjertets opbygning hos en benfisk.





IltbindningIltens opløselighed i kropsvæske er ikke ret stor. Derfor

har hvirveldyr udviklet evolutionært respiratoriske

blodpigmenter, der hedder hæmoglobin (Hb).

Hæmoglobin kan binde ilt i lunger eller gæller og frigive

den i vævene. Illustration A viser hæmgruppens

opbygning. B viser, at blodets hæmoglobin hos hvirveldyr

består af fire hæmoglobinmolekyler – to α-

aminosyrekæder og to ß-aminosyrekæder.8 Disse kan

binde fire iltmolekyler. Denne reaktion kan illustreres

således: Hb4 + 4O2 ↔ Hb4(O2 )4. På den måde øges blodets evne til at bære ilt rundt i kroppen. Dette giver

en kraftig rød farve, der ændres til mørkerødt, når ilten frigives. Den tertiære struktur af hæmoglobin er

næsten den samme hos forskellige dyrearter.

Som det blev nævnet i afsnittet om blodet, er Hb et protein (globin), hvortil der er bundet en lille organisk

enhed, som hedder hæmgruppe. I hæmgruppens centrum sidder en jernion, der er i stand til at binde et

iltmolekyle. Bindingen af ilt til hæmoglobinet afhænger af det ilttryk, som findes i det omgivende væv.

Hæmoglobin har lav affinitet (tilbøjelighed) for binding af det første O2-molekyle, men når det første O2-

molekyle er bundet øges sandsynligheden for binding af de

næste O2-molekyler, modsat hvis et O2-molekyle frigøres

ved lavt tryk øges sandsynligheden for at de næste

afgives.9

Når alt Hb har bundet så meget ilt, som det er muligt findes

der 100 % iltmætning. Hæmoglobin-O2 ligevægten

påvirkes også af pH og CO2. Når kuldioxidtrykket pCO2

stiger eller pH – værdien falder i de iltforbrugende væv

(musklerne under arbejde), ændres hæmoglobinets

iltbindingsevne, iltbindingskurven skubbes mod højre og

der afgives mere ilt. Dette forhold kaldes Bohrskiftet og ses på billedet.10

8 H.Falkenberg, P.K. Gasbjerg, L.H. Nielsen ”Fysiologi. Fra molekyle til individ”, Systime, 2. udgave, 4. oplæg, Århus, 2008, side 221.

9 www.biosite.dk10 H.Falkenberg, P.K. Gasbjerg, L.H. Nielsen ”Fysiologi. Fra molekyle til individ”, Systime, 2. udgave, 4. oplæg,

Århus, 2008, side 136



Blodets iltbindingsevne varierer fra dyr til dyr og afhænger af deres aktivitetsniveau og omgivelser. Blodet

fra sæler har en høj iltbindingskapacitet, fordi de har brug for megen ilt under dykning. Karpens blod binder

ilten stærkere end menneskeblod, fordi karper ofte lever i iltfattige omgivelser.

Praktisk- eksperimenterende arbejdeVi vil i det følgende definere den praktisk-eksperimenterende undervisning i forbindelse med opgaven.

Hensigt og mål i forhold til formidling af kundskaber i den praktisk-eksperimenterende undervisning i denne

opgave er som omdrejningspunkt tænkt ud fra at bekræfte love og teorier, hvor forsøgene bruges til at vise

rigtigheden af en teoretisk sammenhæng. På den måde kommer forsøget til at fungere som en legitimering af

teoristoffet, da forsøget bekræfter, at teorien stemmer overens med praksis. Yderligere giver det en

pædagogisk styrkelse af lærestoffet, når man viser at teorien er bekræftet i praksis, da eleven husker stoffet

bedre. Der vil desuden ligge et undervisningsmoment i at eleverne befinder sig i laboratoriet, og benytter det

relevante udstyr. Dette vil være med til at udvikle den enkelte elevs individuelle dannelse på baggrund af det

selvstændige eksperimentelle arbejde.

Desuden er der fokus på motivation, selvtillid, arbejdsvaner. Grunden til dette er at det praktisk-

eksperimenterende arbejde også kan have andre mål en kun at formidle kundskaber. Eksperimenter i

undervisning kan være med til at fremme forståelsen for, at naturfag handler om virkeligheden. Således

forsøges der, at modvirke det abstrakte og teoretiserende indtryk der præger elevernes syn på naturfag.

Ligeledes får eleverne mulighed for at bruge andre sider af sig selv og lære at stole på egne observationer, en

forudsætning for dette er dog at de tages alvorligt af læreren. Desuden kan eleverne også gennem

gruppearbejde om konkrete problemstillinger, udvikle færdigheder i kommunikation og samarbejde. Således

opstiller læreren et læringsrum som giver mulighed for, at der kan opstå situationer, hvor eleverne lærer af

den sociale interaktion der er mellem dem.11 Følgende forsøg vil finde sted i undervisningsplanen:

Forsøg 1. Dissektion af fiskStart med at se på fisken og læg mærke til

dens farve på ryggen og på bugen. Forklar

hvilke fordele der er ved at være farvet på

den måde. Kig ind i munden, og mærk

tænderne, og se gællespalterne bagerst i

munden. Undersøg herefter øjet. Læg mærke

til at det ikke har noget øjenlåg, hvilket er karakteristisk for vanddyr. Gællerne sidder beskyttet under

gællelåget. Skær forsigtigt gællelåget af. Gællerne har rækker af gælleblade på hver gællebue. Undersøg et

gælleblad under mikroskop. Undersøg laksens skæl. Tag et skæl af og undersøg det under et mikroskop.

11 Sjøberg, Svein, Naturfag som almen dannelse - en kritisk fagdidaktik s. 439-441



Hvis man dessikerer laks, er det muligt at vurdere dens alder, samt hvornår den er smoltificeret. Skær

forsigtigt huden af siden på fisken, for at se muskulaturen, der er opdelt i en over- og en underdel. Skær

gennem den øverste tredjedel af hovedet, og undersøg øjne, hjerne, og se om du kan finde ørestenene.

Skær bugen op, og find de forskellige organer. En tarmkanal bestående af spiserør, mavesæk og tarm. Klip

mavesækken op og undersøg indholdet. Find også lever, galdeblære, milt og svømmeblære. Læg mærke til at

svømmeblæren er fyldt med luft. Tag alle indvoldene ud af laksen. Langs rygraden løber aorta. Skær

forsigtigt hjertesækken op, og undersøg hvorledes hjertet sidder12.

Forsøg 2. Dissektion af grisehjerteVi har valgt at udføre dissektion af grisehjerte efter fremgangsmåden beskrevet i ”130 Fysiologiske forsøg”

af Eigil Holm, forsøg 1, side 6-7. Beskrivelsen er meget grundig og omfattende. For at gøre fremgangsmåden

så overskuelig som muligt, samt for at tilgodese elever med evt. læsevanskeligheder, er der læreren, der

forklarer trin for trin, hvad elever skal finde på præparatet og hvordan de skal gøre det. Herved sikres, at

læreren hele tiden kan holde kontakt med alle i klassen og diskutere evt. opståede spørgsmål. Elever får

udleveret en arbejdsark13, hvor de noterer de fundne dele af hjertet og benytter derved faglige begreber.

Skemaet skal give eleverne overblik over rækkefølgen i hvilken dissektion skal udføres og notater kan

bruges senere i evalueringen.

Praktisk-eksperimenterende naturfagsundervisning og læringsbegrebet Ifølge Knus Illeris’ læringsbegreb er den kognitive, psykodynamiske og socialsamfundsmæssige dimensions

samspil, afgørende for om der sker læring hos eleven. Det vil sige at en velfungerende tilegnelses og

samspilsproces, er forudsætninger for, at der kan finde læring sted hos eleven. I forhold til den praktisk-

eksperimenterende undervisning, har vi i følgende figur sammenstillet læringsbegrebets dimensioner med

den eksperimenterende undervisningsformens aspekter:

12 Jespersen, Åse mfl., Zoologisk Morfologi, side 173-178, billedet er fra A.Bjerrum o.a. ”Ind i biologien. Arbejdsbog. 7.klasse”, Alinea, København, 1996, side 80

13 Se bilag 2.



I den praktisk-eksperimenterende undervisning er der således taget hensyn til alle tre dimensioner. Den

kognitive dimension er repræsenteret, da eleverne opstiller en hypotese som nedskrives på baggrund af en

teoretisk viden og tidligere erfaringer. Eleverne efterprøver hypotesen og sammenholder denne med

resultatet af eksperimentet. Processen vises på nedenstående model.

Hypotese og refleksion

Hvad forventer vi der vil ske?

Iagttagelse

Hvad ser vi?

Refleksion og bearbejdning

Hvad så vi og hvorfor?

Hvis vi placerer iagttagelsen i den konstruktivistiske læringsteori, vil den kunne være en del af

adaptionsprocessen, hvor iagttagelserne kan stimulere refleksionerne via elevernes skærpede forforståelse.

Således sker læring i en konfrontation mellem elevens egne forestillinger og forståelser og iagttagelsen af det

der læres om.14

I forhold til den psykodynamiske dimension er selve eksperimentet knyttet til denne, da det at arbejde

eksperimenterende kan virke som motiverende faktor, da eleverne får nogle konkrete ting i hånden. Blandt

andet har Nordlabprojektet lavet en undersøgelse” Fra oplevelse og iagttagelse til læring”15. Her beskriver

de i deres konklusion nogle generelle træk, som gælder for betydningen af praktisk aktivitet i

undervisningen. F.eks. kan elever og kursister godt lide kombinationen af teori og praktiske aktiviteter, da

dette øger interessen og skaber motivation for emnet i det pågældende undervisningsforløb. Endvidere var

nogle af kommentarerne i evalueringerne, at i og med at man bruger flere sanser hjælper dette forståelsen.16

Kommentarerne lød f.eks. således; ”- Man engagerer sig mere når man får arbejdet præsenteret gennem

flere sanser, det gør det mindre kedeligt, tørt.”- Man husker bedre, når man har oplevelser”. ”- Det var

mere nærværende, noget der kommer mig ved”.”- Fordi man har set det, ikke bare billeder og

overheads”. ”- Det er noget andet at opleve tingene selv og sjovere at bevæge sig end at sidde på en stol

i 2 timer”.17 Eksperimentet forventes således at skabe en form for engagement og elevmotivation som kan

bidrage til, at der kan finde læring sted i undervisningen.

Den social - og samfundsmæssige dimension er repræsenteret i form af de elevgrupper som eksperimenterne

udføres i. Når eleverne arbejder i grupper udvikler de deres samarbejdsevne og kommunikationsevne i

forhold til læringen. Elevernes interaktion betegnes som en væsentlig faktor i forbindelse med læring.

Gruppearbejde giver gode muligheder for aktive læringsformer. Da læringsformer der kræver aktiv indsats

fra deltagernes side, virker mere motiverende og det er almindeligt, at det giver et mere varigt udbytte af

stoffet. Ligeledes skaber arbejdet i gruppe ofte større trivsel, og da trivsel skaber motivation vil dette

muliggøre at eleverne gør en større indsats. Det, at vi trives bedre, når vi er sammen med andre, har

betydning for vores kommunikation med andre når vi skal løse gruppeopgaver, da vi har brug for at meddele 14 Rapport over Nordlabprojektet i geografi – fra oplevelse og iagttagelse til læring s. 615 http://nordlab.emu.dk/projekter/pro12/index.html16 Ibid. s.12.17 Citat: Ibid s. 12.



os og få respons.18 I forhold til læringsbegrebet er tydeligt i beskrivelserne af disse - hypotese, eksperiment

og gruppearbejde, at se deres indbyrdes sammenhæng, og hvordan de fungerer som helhed. Hvis læreren

støtter op om undervisningen og hjælper med at opnå en velfungerende tilegnelses og samspilsproces i

eleven, er en praktisk-eksperimenterende undervisning et godt udgangspunkt i forsøget på at fremme

elevernes læring af de biologiske begreber og teorier.

UndervisningsplanenUndervisningsplanen består af to dele, som er taget ud af et længere forløb omhandlende fysiologi hos fisk

og pattedyr. Selve forløbet tager udgangspunkt i den konstruktivistiske læringsmodel, og den dermed i den

enkelte elevs forudsætninger. Elevernes forforståelse kan f.eks. undersøges via klinisk interview,

spørgeskema eller begrebsafklaring.

På baggrund af den konstruktivistiske tilgang kunne forløbet f.eks. opstartes med udgangspunkt i en

ekskursion til et vandløb, for at klassificere dette, hvilket kunne være et oplæg til at undersøge fiskene. Dette

åbner også op for et samfundsmæssigt perspektiv om hvilke omkostninger landbrug har for fiskebestandene,

hvorfor man bruger mange millioner på at genoprette vandløb, og hvordan man foretager naturgenopretning.

Efter ekskursionen til vandløbet, skal eleverne dissekere en benfisk. Dette for at undersøge hvorledes en fisk

er tilpasset livet i vand, samt hvilke begrænsninger dette medfører.

For at koble undervisningen fra dissektion af fisk til pattedyr, tages udgangspunkt i iltindholdet i vand og

luft. Eleverne skal reflektere over hvad fisk skal bruge ilt til, for herefter at perspektivere dette til pattedyr,

hvor der arbejdes videre med dissektion af grisehjerte. Således bliver undervisningen mere nærværende for

den enkelte elev.

I forløbene er der lagt vægt på individuel dannelse via en selvstændig og gruppeorienteret arbejdsform, med

skift mellem teori og praksis. Hvis forløbene introduceres som foreslået, vil eleverne komme til at arbejde

med emnet på flere niveauer. Grupperne skal selv strukturere den viden der starter allerede ude ved

vandløbet, og fortsætter helt ind i laboratoriet, og afsluttes med en evt. vidensopsamling eller fremlæggelse.

Selve laboratorieforsøgene er udvalgt således at eleverne får mulighed for at arbejde med forskelligt udstyr

såsom stereolup, mikroskop, digitalkamera, computer, pincet, skalpel, pulsmåler, stopur osv. Eleverne

udvikler derfor en baggrundsviden i brugen af udstyr, og kan opdage fordele/ulemper ved de enkelte typer.

I forbindelse med evalueringen af forløbet, skal eleverne udarbejde en skematisk oversigt over fysiologiske

ligheder og forskelle på pattedyr og fisk. Dette kunne for eksempel se således ud:

Fisk Pattedyr Kroppen er dækket af skæl og slimlag som Kroppen er dækket af hår samt en

18 Gjøsund, Piek og Huseby, Roar, Gruppe og samspil, s. 132-133



beskyttelse. beskyttende overhud.

Respirerer ved hjælp af gæller. Respirerer ved hjælp af lunger

Hjertet har et forkammer der modtager det venøse blod, og et hjertekammer der pumper blodet frem mod gællerne hvor det iltes og føres videre rundt i kroppen.

Hjertet er opdelt i to kamre, som hver består af et forkammer og et hjertekammer. Det venstre hjertekammer sender det iltede blod ud i kroppen, som det modtager fra lungerne, mens det højre hjertekammer modtager det venøse blod, og pumper det over til hårkarnettet i lungerne hvor det iltes, og sendes videre mod det venstre hjertekammer.

Enkelt blodkredsløb Blodkredsløbet er todelt i det systemiske kredsløb og lungekredsløbet.

Vekselvarme dyr (ektoterme.) Ensvarme dyr eller varmblodede (endoterme)

Valget af arbejdet med fisk og pattedyr, samt den afsluttende skematiske opsætning af ligheder/forskelle er

taget ud fra et ønske om at trække en rød tråd ved efterfølgende at arbejde videre med den darwinistiske

evolutionsteori. Ligeledes lægger forløbet op til muligheden for at snakke om ånding i vand og luft, samt

bevægelse i vand og på landjorden.

Diskussion Fisk er dækket af skæl overtrukket med et slimlag. Slimlaget er fiskens beskyttelse mod bakterier og svamp.

Hverken skæl eller slimlag beskytter dog mod udtørring, og en fisk må derfor konstant befinde sig i et fugtigt

miljø. Samtidig er hverken skæl eller slimlaget isolerende. Fisk har derfor samme temperatur som vandet det

befinder sig i, altså er de vekselvarme. De bruger derfor ikke energi på at opretholde en kropstemperatur, og

det er derfor ikke nødvendigt for dem at indtage store mængder føde. Omvendt risikerer fiskene at skulle

være inaktive ved meget lave temperaturer, samt en mindre effektiv biokemisk regulering af organiske

processer. Hos pattedyr beskytter et fedtlag, samt hud og behåring mod bakterier, svamp og udtørring og er

isolerende. Pattedyr er ensvarme, hvilket gør at de kan fungere om natten og i kolde klimaer. Den konstante

kropstemperatur giver en effektiv biokemisk regulering af de organiske processer, samt ensartede cellulære

svar, der er uafhængige af den ydre temperatur. For at opretholde den konstante indre temperatur, er

pattedyrene nødt til at indtage store mængder føde. I modsætningen til fisk, tygger pattedyr føden. Dette

muliggør at pattedyr kan ånde mens de spiser, hvilket sikrer en konstant tilførsel at ilt til kroppens muskler.

Fisk ånder ved gæller. De mange gællelameller hos fisk og lunger med aveolerne hos pattedyr udgør et stort

respiratorisk areal med en tynd og fugtig udvekslingsoverflade. Gæller egner sig til ånding i vand, hvor



iltkoncentrationen er lav i forhold til luft. Det skyldes at de mange gællelameller, som sammen med

modstrømsprincippet, gør at ilten i vandet udnyttes optimalt, med et optagelse på 80-90 %, ved at vandet

ledes henover og mellem gællestavene. Ilt diffunderer langsommere i vand end i luft, og iltmolekylerne skal

tættere på blodet for der sker en iltning via diffusion. Da vandet presses gennem gællerne, kommer det i

berøring med udvekslingfladen, og ilten kan nå at diffundere ind i blodet. Ulempen ved gæller er risikoen for

udtørring. Hvis gællerne udtørres, mindskes respirationsoverfladen, og fisken kvæles. Gæller er derfor ikke

effektive i luft, medmindre de er beskyttet i et fugtigt aflukke, som ved f.eks. strandkrappen. Man kunne

også forestille sig at udviklingen hen mod lunger er forløbet med mellemtrin hvor gællerne har været

beskyttet i et aflukke, som efterhånden så har overtaget gællernes opgave. Lunger egner sig ikke til ånding i

vand. Dette skyldes den lave iltkoncentration, set i forhold til lufts, samt vands høje vægtvolumen. Det vil

kræve uhensigtsmæssig megen energi, at opnå det samme iltoptag i vand som i luft. Lunger har dog den

fordel at ilt diffunderer ca. 10.000 gange hurtigere i luft end i vand, og ilten kan derfor optages i lungerne

selv om den er flere mm fra den respiratoriske overflade. Lunger kan udtørre ligesom gæller, men de er

beskyttet inde i organismen.

Fisk har et enkeltkredsløb, hvor blodet løber fra hjertet til gællerne, hvor det bliver iltet, og så fortsætter ud i

kroppen. Dette simple system er dog ikke tilstrækkelig for pattedyr, hvor det at opretholde en konstant

temperatur, sætter høje krav til kredsløbet. Det kræver megen energi at opretholde den konstante

kropstemperatur. Pattedyrs kredsløb er derfor udviklet til at fungere ved brug af så lidt energi som muligt.

Kredsløbet er opdelt i adskilte kredsløb, hvor det ene går til lungerne, og det andet går ud i kroppen. At

kredsløbene er adskilte gør at de kan have forskellige blodtryk. Det er en fordel da det kræver et højt

blodtryk at pumpe blodet rundt i kroppen, samtidig med at blodtrykket skal være lavt i lungerne, for at undgå

at der presses væske ud gennem væggene i lungekapillærerne. En ulempe ved det opdelte system, er at der

ikke kan flyttes fra det ene system til det andet, hvis behovet skulle opstå.

KonklusionVi har i denne opgave undersøgt blodkredsløb og iltoptagelse hos fisk og pattedyr, for at finde fysiologiske

forskelle i forhold til deres respektive levested. Endvidere vil vi se på eksperimentets rolle i forhold til

elevernes læring i biologiundervisningen.

Den største forskel på fisk og pattedyr er henholdsvis deres måde at respirere på, samt at fisk er vekselvarme,

hvor pattedyr er ensvarme. Især respirationen er tydeligvis tilpasset deres respektive levesteder. Gællerne er

tilpasset til iltoptagelse i vand, hvor vandet presses gennem gællestavene. Dermed kommer vandet så tæt på

vævet, at der sker en iltoptagelse. Modstrømsprincippet gør at fisken kan udnytte ilten i vandet optimalt. Luft

indeholder mere ilt end vand, og ilt diffunderer desuden væsentlig hurtigere i luft end i vand. Lunger er

derfor det optimale for pattedyrene. Beskyttet inde i kroppen, for at undgå udtørring, fungerer lungerne så



optimalt, at ikke alt ilten optages. Lungernes udformning har dog gjort det nødvendigt for pattedyrene at

udvikle et todelt kredsløb, hvor der er et lavt blodtryk i lungekredsløbet for at blodet ikke presses igennem

det respiratoriske væv, og hvor der er et højt blodtryk i det systemiske kredsløb, hvor blodet skal trykkes ud i

hele kroppen.

Fisk er ensvarme og har samme temperatur som omgivelserne. Fordelen ved dette er at de ikke skal bruge

energi på at generere og fordele varme i kroppen. De kan derfor klare sig med et lavt iltoptag og et simpelt

kredsløb. Ulempen er at fisk bliver inaktive ved lave temperaturer samt at den biokemiske regulering af de

organiske processer ikke altid fungerer med samme hastighed. Alle pattedyr er ensvarme, hvilket er meget

energikrævende, men giver den fordel, at pattedyr kan være nataktive eller fungere i kulde. En ensartet

temperatur sikrer en optimal biokemisk regulering samt et ensartet cellulære svar.

I forhold til at opnå læring i undervisningen skal der, ifølge Knus Illeris, tages hensyn til den kognitive,

psykodynamiske og social-samfundsmæssige dimension, hvilket er tilfældet i forhold til den praktisk-

eksperimenterende undervisning. Den kognitive dimension repræsenteres ved at eleven opstiller en hypotese

for eksperimentet, den psykodynamiske ved at eksperimentet indgår som motiverende faktor og den social -

samfundsmæssige ved at eleverne deltager i gruppearbejde. Således bliver eksperimentets rolle at skabe en

elevmotivation, hvilket understøttes af Nordlabprojektet s undersøgelse, Fra oplevelse og iagttagelse til

læring19. Desuden kan eksperimentet også være med til at støtte læring i forhold til at den opsatte hypotese. I

forbindelse med tilegnelsesprocessen kan eksperimentet således være med til at understøtte fagligheden,

hvilket betyder at undervisningen kan give mere mening og relevans for den enkelte elev

Perspektivering Den tanke, at organismerne udvikler sig gennem tiderne har beskæftiget mange af tidligere tiders

naturforskere. Den udviklingsproces, der har skabt alt det levendes mangfoldighed gennem gradvise

forandringer, kaldes evolutuionen og beskriver livets opståen på jorden og de mekanismer, der forårsager

forandringerne og dermed udviklingen. Evolutionsteorien indebærer, at de talrige arter af planter og dyr er

beslægtet med hinanden, og at nulevende planter og dyr gradvis er udviklet fra andre former i tidligere

jordperioder. Nogle dyre-og planteformer uddøde, andre fortsætter med at eksistere, og atter andre ændres og

bliver til nye arter.

Lamarck var den første, der fremsatte en videnskabelig begrundet udviklingstanke. Hans teori var, at et dyrs

organ udvikles ved at blive brugt mere og mere, og at arterne kunne arve erhvervede egenskaber.

Darwins evolutionsteori bygger på et princip om det naturlige udvalg – selektion, dvs. de naturbestemte

omgivelser og miljøet spiller afgørende rolle for hvilke variationer der udvælges eller selekteres.

19 http://nordlab.emu.dk/projekter/pro12/index.html



Med opdagelsen af DNAs kemiske struktur og dets betydning har mennesker fået mulighed til at have større

indflydelse på selektion.

Efter at have afsluttet emnet om forskelle på fisk og pattedyr, kan man præsentere elever for dyrenes stamtræ

og begynde at arbejde med evolutionsspørgsmålene om de mulige mekanismer og miljøændringer, der førte

til de væsentligste forandringer og udviklingen fra fisk til pattedyr, som tilpasningen til livet på landjorden

førte med sig.

Litteratur A. Bjerrum o.a. ”Ind i biologien. Grundbog. /.klasse”, Alinea, København, 1996 Red. af Christensen Bent, Greve Hans og Sporving Sv., Biologisk forskning – fra molekyle til

menneske, Gyldendahl, udgivet af Universitetets Zoologiske Museum, 1968 Lone Als Egebo, ”Genetikbogen – genetik, genteknologi og evolution”, Nucleus, 1.udgave, 6.oplag,

Århus, 2009 Falkenberg H., P.K. Gasbjerg, L.H. Nielsen ”Fysiologi. Fra molekyle til individ”, Systime, 2.

udgave, 4. oplæg, Århus, 2008 Franson P., U. Kvist, ”Anatomi og fysiologi”, Munksgaard, 3. udgave, København, 1975 Hansen Niels o.a., Biologibogen, Gads Forlag, 1. udgave, 1.oplag, København, 2001 Pedersen, Kirsten, Praktisk-eksperimenterende biologiundervisning, professionsbachelor 2009, UCN

- Læreruddannelsen Gjøsund, Peik, Huseby, Roar, Gruppe og samspil, Hans Reitzelsforlag. 2. udgave 2005 Sjøberg Svein, Naturfag som almendannelse – En kritisk fagdidaktik, Forlaget Klim. 1. udgave.

2005. Troelsen, Rie Popp, Interesse og interesse for naturfag, NorDiNa 5, 2006 Illeris, Knud, Læring –aktuel læringsteori i spændingsfeltet mellem Piaget, Freud og Marx, Roskilde

Universitets Forlag, 1. udgave, 2. oplag, 2000 Illeris, Knud, Læring og læreroller, Unge Pædagoger nr. 8. 2001. Breiting, Søren og Mogensen, Finn, Biologiundervisningens situation i folkeskolen og dens mulige

fremtid, Kaskelot Pædagogisk Særnummer 2003.

Internettet:Nordlabprojektet:

Rapport over Nordlabprojektet i geografi –fra oplevelse og iagttagelse til læring s. 6 http://nordlab.emu.dk/projekter/pro12/index.html

Bilag 1 – UndervisningsplanTema Trinmål Faglige begreber Generalisationer Forslag til aktiviteter



Fysiologi hos fisk

Anvende viden om udvalgte organismer og deres livsytringer i forhold til deres placering i fødenet og tilpasning til levesteder.

Klassificere hvirveldyr og deres gruppering inden for fisk, padder, krybdyr, fugle og pattedyr samt udvalgte leddyr, herunder hovedgrupper af insekter.

Fisk, rovfisk, fredfisk

Gæller, gællelåg, gællestave, gællespalter

Finner, rygfinne, bugfinne, gatfinne, halefinne.

Sidelinjesystem

Skæl, slimlag

Svømmeblære

Laksens livscyklus

Fiskens kredsløb

Vekselvarme dyr

En rovfisk spiser fredfisk og andre smådyr

En fredfisk lever af plantemateriale og krebsdyr

Fisk hører til hvirveldyrene

Laks vokser op i havet, men gyder i vandløb, hvor de lever det første år af deres liv

En fisk har forskellige finner der bruges til styring

En fisk ånder vha. gællerne

Vekselvarme dyr har samme kropstemperatur som omgivelserne

Gruppearbejde: Arbejde med fiskens anatomi ud fra illustrationer og begrebskort

Dissekere en fisk.

Eleverne tager billeder/tegner undervejs og sætter navne på.

Udarbejdelse af begrebskort

Fysiologi hos pattedyr

Forklare sammenhængen mellem muskler, lunger og blodkredsløb under fysisk aktivitet samt væsentlige træk ved kroppens energiomsætning.

Planlægge, gennemføre og vurdere undersøgelser og eksperimenter i naturen og laboratoriet.

Beskrive og forklare væsentlige kropsfunktioner

Ensvarme dyr

Lunge/hjertekredsløb, hjerte, lunger

Hjertes udformning

Puls, hvilepuls og maxpuls

Respiration

Muskulatur

Blod, røde blodlegemer, hæmoglobin

Ensvarme dyr er i stand til selv at opretholde en konstant kropstemperatur

Fisk har færre røde blodlegemer end pattedyr

Pattedyr ånder vha. lunger

Hjertet består af højre- og venstre forkammer, højre- og venstre hjertekammer, aorta, lungevener, lungearterier, øvre- og nedre hulvene.

Gruppearbejde: arbejde med pattedyrs hjerte og blodkredsløb vha. illustrationer og begrebskort.

Eleverne tager deres temperatur inde og ude.

Gennemgang af hjertemodel

Dissektion af grisehjerte

Eleverne bruger hjemmesiden: http://www.hjerteforening.dk/film/oversigt.htm

Udarbejdelse af begrebskort


http://www.hjerteforening.dk/film/oversigt.htm

http://www.hjerteforening.dk/film/oversigt.htm


Evaluering Evalueringen foretages på baggrund af de løbende udarbejdede begrebskort.

Evaluering af trinmål gøres via spørgeskema.

Ideer til fortsættelse af undervisningsforløb: Evolution

Fra vand til land

Redegøre for livets opståen og evolution i en naturvidenskabelig sammenhæng, herunder artsdannelse

Evolution

Naturlig selektion

Tilpasning

Systematik

Film: Livets opståen

Vælg flere forskellige arter fra samme familie og forklar stamform, forskelle på arterne, samt deres niche og habitat.

Fremlægge hvordan dyregruppens arter har udviklet sig evolutionært og deres artsdannelse med Lamarckske og Darwinistiske begrundelse.



Bilag 2 – Hjertet

Sæt kryds, når du har fundet ↓

Х

VeneAortaLungepulsårenVenstre forkammerHjerteklap 1Venstre hjertekammerHøjre hjertekammerVeneHjerteklap 2Højre forkammer


Documents

Fysiologi - Kirsten Hyldahl Pedersen's Blog Web viewZoologisk struktur er et vigtigt emne i biologien. For at forstå de enkelte arters bygning og tilpasning til deres respektive habitater,