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Baustein 7: Mit jedem Atemzug ... Lehrerinfo
Abb. 1: Bestimmung des Atemzugvolumens
Das Atemzugvolumen bei einem Erwachsenen beträgt in Ruhe ca. 500 ml. Neugeborene haben etwa ein Atemzugvolumen von 18 ml, bei Kindern (6 - 7 Jahre) steigt der Wert auf ca. 200 ml an. Mit zunehmenden Alter vergrößert sich das Atemzugvolumen und erreicht etwa mit 18 Jahren den Wert eines Erwachsenen. Bei Frauen liegt der Wert im Durchschnitt mit ca. 390 ml unter dem Atemzugvolumen von Männern (ruhend, V = ca. 630 ml).1
Bei Belastung kann das normale Atemzugvolumen bei Erwachsenen maximal bis auf 55% der Vitalkapazität ansteigen. Hochausdauertrainierte Sportler mit einer Vitalkapazität von 8 l erreichen ein Atemzugvolumen von bis zu 4l. 2
Entscheidend für die Atmung ist das Atemminutenvolumen (AMV); die Luftmenge, die in einer Minute ein- bzw. ausgeatmet wird. Sie ist das Produkt aus Atemzugvolumen und Atemfrequenz. Die Atemfrequenz beträgt in Ruhe beim Erwachsenen ca. 11,7 Atemzüge/min. Je nach Atemzugvolumen ergibt sich somit ein durchschnittliches Atemminutenvolumen für Frauen von 4,6 l und Männern 7,4 l. Bei Belastung steigt die Atemfrequenz und damit das Atemminutenvolumen.
Werte zu Atemfrequenz, Atemzugvolumen und Atemvolumen von Frauen und Männern verschiedener Altersgruppen und bei unterschiedlicher Belastung finden sich im online-Lexikon Biologie auf den Seiten des Spektrum-Verlags (vgl. Tab.)1
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Atemfrequenz [min-1] |
Atemzugvolumen [ml] |
Atemminuten-volumen [ml] |
Neugeborene (4 - 6 Tage) |
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Kinder (6 - 7 Jahre) |
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Frauen, ruhend |
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Frauen, leichte Arbeit |
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Männer, ruhend |
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Männer, leichte Arbeit |
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Männer, schwere Arbeit |
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Zum Experiment:
Bestimmt wird das Atemzugvolumen in Ruhe über die Ausatemluft. Die aus der Kunststoffflasche verdrängte Wassermenge wird mit einem wasserfesten Stift markiert, das entsprechende Volumen mit Wasser aufgefüllt und mit einem Messzylinder bestimmt. Je nach Atemzugvolumen der Schülerinnen und Schüler werden unterschiedlich große Flaschen eingesetzt (0,5 - 1,5 l). Durch die Messung mehrerer Atemzüge können Abweichungen bei Einzelwerten ausgeglichen werden.
Das Experiment leitet zum Thema Vitalkapazität ("Wie viel Luft passt in (m)eine Lunge?") über.
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1 Nach: http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/atemminutenvolumen/5744 (21.03.2016)
2 Nach: Weineck, J.: Sportbiologie, 9. Auflage, Spitta, Balingen: 2004, S. 207