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Atmungsorgane des Menschen

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Team Digital
Atmungsorgane des Menschen
lernst du in der Unterstufe 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Atmungsorgane des Menschen

Inhalt

Atmungsorgane des Menschen – Biologie

Warst du vielleicht schon einmal im Sommerurlaub schnorcheln, um unter der Wasseroberfläche atmen zu können? Und hast du dich auch schon einmal gefragt, warum ein Schnorchel nicht länger ist, um tiefer tauchen zu können?
Warum das so ist und welche Organe man zum Atmen braucht, erklären wir dir in diesem Text. Außerdem lernst du etwas über unsere Atmungsorgane und ihre Funktionen und ihren Bau und welche Organe bei der Atmung beteiligt sind.

Atmungsorgane und ihre Aufgaben

Jeder Mensch ist auf den Sauerstoff ($\ce{O2}$) in der Luft angewiesen und atmet etwa elfmal pro Minute ein und wieder aus, wenn keine körperliche Arbeit verrichtet wird. Die Atmungsorgane sorgen dafür, dass sauerstoffreiche Luft in den Körper gelangt.
Diesen benötigen die Zellen zur Energiegewinnung durch die Zellatmung. Dabei wird Kohlenstoffdioxid ($\ce{CO2}$) erzeugt, das beim Ausatmen aus dem Körper hinausgeschleust wird. Es wird also ein Gas gegen ein anderes „ausgetauscht“, weshalb dieser Vorgang auch Gasaustausch genannt wird. Wie dieser im Detail abläuft, erfährst du in dem Video Die Lunge – Ort des Gasaustauschs. Zunächst muss die Atemluft jedoch in die Lunge gelangen, also zum eigentlichen Ort des Gasaustauschs. Um zu verstehen, wie das geschieht, schauen wir uns die Atmungsorgane des Menschen und ihre Funktionen einmal genauer an.

Wie du eben schon gelernt hast, sind mehrere Organe an der Atmung beteiligt. Die Aufgaben der Atmungsorgane lassen sich in zwei Hauptfunktionen unterteilen: in die Luftleitung, also den Weg der Atemluft in die Lunge, und in den eigentlichen Gasaustausch in der Lunge selbst. Doch was gibt es für Atmungsorgane außer unserer Lunge?

Atmungsorgane – obere und untere Atemwege

Unsere Atmungsorgane werden in die oberen Atemwege und unteren Atemwege unterteilt. Zu den oberen Atemwegen gehören die Nase mit den Nasennebenhöhlen und der Rachenraum. Von da aus gelangt die Luft weiter in die unteren Atemwege. Dazu gehören der Kehlkopf, die Luftröhre (Trachea), die Bronchien und die Lunge.
Ist die eingeatmete Luft in der Lunge angekommen, kannst du spüren, wie sich dein Brustkorb hebt und weitet. Dieser Vorgang wird durch die Rippenmuskulatur und das Zwerchfell ermöglicht. Falls du dich jetzt fragst: Ist das Zwerchfell ein Atmungsorgan? Nein, es zählt nicht zu den Atmungsorganen, ist aber am Vorgang der Atmung beteiligt und gehört zur sogenannten Atemmuskulatur.
Mehr Informationen dazu bekommst du in dem Video Die Lunge des Menschen: das Prinzip der Atmung.

Atmungsorgane – Bau und Funktion

Im Folgenden werden wir uns die Anatomie und Funktionen der einzelnen Atmungsorgane näher ansehen.

Nase und Nasennebenhöhlen

Wenn du einmal tief durch die Nase einatmest, merkst du, wie die Luft hineinströmt und in die Nasennebenhöhlen gelangt. Sie sind für die Reinigung der Atemluft zuständig. Durch die Flimmerhärchen wird die Luft von Staubpartikeln befreit und durch die Nasenschleimhaut angewärmt und angefeuchtet.

Rachenraum und Kehlkopf

Danach gelangt die Luft in den Rachenraum und zum Kehlkopf. Der Kehldeckel des Kehlkopfs verschließt bei der Nahrungsaufnahme die Luftröhre und hat damit eine wichtige Schutzfunktion für unsere Lunge.

Luftröhre

Dann strömt die Atemluft weiter in die Luftröhre. Diese hohle Röhre verläuft mittig in deinem Brustkorb unter deinem Brustbein und ist etwa zehn bis zwölf Zentimeter lang. In regelmäßigen Abständen sorgen Knorpelspangen in der Muskelschicht für eine Stabilisierung. Innen ist unsere Luftröhre mit einem Epithel ausgekleidet. Das Epithel besitzt ebenfalls Flimmerhärchen, die unsere Luft filtert und die Lunge vor Partikeln und Krankheitserregern schützt. Wenn wir uns zum Beispiel beim Essen verschlucken, sorgen diese dafür, dass Nahrungsreste wieder in die Richtung des Rachens transportiert und ausgehustet werden.

Bronchien

Die Luftröhre gabelt sich unten in zwei Hauptäste, die sogenannten Hauptbronchien. Sie leiten die Luft in die Lungenflügel weiter. Die Hauptbronchien verzweigen sich dabei immer weiter zu den Bronchien. Dabei nimmt auch der Durchmesser weiter ab, weshalb sie dann als Bronchiolen bezeichnet werden. Die Bronchien und Bronchiolen tragen innen ein sogenanntes Flimmerepithel zur weiteren Reinigung der Atemluft. Du kannst dir die Luftröhre mit den Bronchien und Bronchiolen wie einen Baum ohne Blätter vorstellen, der auf dem Kopf steht.

Lunge

Die Lunge (Pulmo) liegt mittig in deinem Brustkorb und ist in zwei Lungenflügel unterteilt, die wiederum aus den Lungenlappen bestehen. Der rechte Lungenflügel besteht aus drei, der linke nur aus zwei Lungenlappen, da auf dieser Seite noch das Herz liegt und Platz benötigt. Die Lungenlappen sind aus den Lungensegmenten aufgebaut. Die kannst du dir wie kleine Pyramiden vorstellen, wobei die Spitzen mit den Bronchien und Bronchiolen verbunden sind. Hier befinden sich die sogenannten Lungenbläschen (Alveolen).
Kommen wir noch einmal auf das Beispiel mit dem Baum zurück, wären also Bronchien und Bronchiolen die Äste und Zweige und die Lungenbläschen die Blätter.
Die Epithelschicht in den Alveolen ist nur noch einschichtig und sehr dünn, damit der Gasaustausch erfolgen kann. Hierfür sind die Lungenbläschen mit einem feinen Netz aus Blutgefäßen (Kapillaren) umsponnen. Dadurch kann Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid von den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) aufgenommen beziehungsweise abgegeben werden.
Unsere Lunge besitzt etwa 300 bis 500 Millionen dieser Lungenbläschen, was zu einer enormen Oberflächenvergrößerung für den Gasaustausch führt. Eine Übersicht dazu gibt dir noch einmal die folgende Abbildung der Atmungsorgane des Menschen. Atmungsorgane Mensch Bau der Atmungsorgane

Luftleitungssystem der Lunge

Atmungsorgane, die nicht am direkten Gasaustausch beteiligt sind, werden als Luftleitungswege bezeichnet. Hier findet also kein Gasaustausch statt, daher nennt man dieses Luftvolumen auch „Totraum“ oder „Totvolumen“.
Er wird von allen Organen der oberen und unteren Atemwege gebildet, außer den Lungenbläschen. Jetzt weißt du auch, warum ein Schnorchel eine gewisse Länge nicht überschreiten darf. Denn durch diesen wird der Totraum unserer Atmungsorgane künstlich vergrößert. Ist das Rohr des Schnorchels zu lang, reicht die Kraft nicht aus, um sauerstoffreiche Atemluft bis in die Lunge zu leiten. Es kann also kein Gasaustausch stattfinden. Wie beim normalen Tauchen unter Wasser müsstest du zum Atmen auftauchen, da du sonst ersticken würdest und nicht unter der Wasseroberfläche bleiben könntest, um die schönen Fische zu beobachten.

In der folgenden Tabelle der Atmungsorgane haben wir noch einmal alle Funktionen auf einen Blick für dich zusammengefasst.

Atmungsorgan Funktion Atemwege Funktion Atmungsvorgang
Nase und Nasennebenhöhlen reinigen, anfeuchten, anwärmen obere Luftleitungsweg
Rachenraum reinigen und filtrieren obere Luftleitungsweg
Kehlkopf Verschluss der Luftröhre bei Nahrungsaufnahme untere Luftleitungsweg
Luftröhre reinigen und filtrieren untere Luftleitungsweg
Bronchien und Bronchiolen reinigen und filtrieren untere Luftleitungsweg
Lungenbläschen (Alveolen) Oberflächenvergrößerung für Gasaustausch untere Gasaustausch

Atmungsorgane des Menschen – Zusammenfassung

Du hast gelernt, welche Organe für die Atmung des Menschen zuständig sind und was deren Funktionen bei diesem Vorgang sind. Des Weiteren weißt du jetzt, dass der Gasaustausch in den Lungenbläschen stattfindet. Du kennst den sogenannten „Totraum“ der Lunge, in dem kein Gasaustausch erfolgt, und weißt, warum ein Schnorchel eine gewisse Länge nicht überschreiten darf.

Mit den interaktiven Übungen zum Video Atmungsorgane des Menschen kannst du dein Wissen testen und zum Beispiel Atmungsorgane beschriften oder ein Arbeitsblatt zum Bau der Atmungsorgane ausfüllen. Viel Spaß!

Wenn du mehr zu Erkrankungen der Atmungsorgane und Maßnahmen zur Gesunderhaltung der Atmungsorgane erfahren möchtest, schau dir auch das Video Rauchen – eine Gefahr für die Gesundheit an.

Transkript Atmungsorgane des Menschen

Is' klaaaar. Ganz lässig unter Wasser abhängen und n' paar Selfies machen. Hält der eh nicht lange aus! Auch nicht in der Pose, tu nicht so! Die „Atmungsorgane des Menschen“ sind einfach nicht auf ein Leben unter Wasser ausgelegt. Weshalb, erfährst du hier. Ok, wir starten ganz easy: Atme einmal tiiief ein! Du merkst, wie sich dein Brustraum weitet – Luft ist in deine Lunge gelangt. Aber welchen Weg nimmt sie dabei? Der Anfang ist klar: Über Mund und Nase gelangt die Einatemluft zunächst in den Rachenraum. Sie strömt am Kehlkopf vorbei, durch die Luftröhre. Diese teilt sich in zwei Hauptäste – die Bronchien. Nun ist die Luft in den Lungenflügeln angekommen. Die Bronchien verästeln sich zu immer feineren Bronchiolen, welche schließlich in den Lungenbläschen, auch Alveolen genannt, münden. Krasser Fakt: Deine Lunge besitzt um die dreihundert Millionen von diesen Bläschen. So – die „Atmungsorgane des Menschen“ in einem Bild erklärt, klasse oder? Ne nee, so schnell lässt dich sofatutor nicht von der Leine. Die Funktion der einzelnen Atmungsorgane ist ebenfalls äußerst spannend zu betrachten – legen wir los. Wie wir eben gesehen haben: Der Weg der Einatemluft beginnt zum Beispiel in der Nase. Ja – so auch beim Nasenaffen. Bleiben wir beim Menschen. In der Nase beziehungsweise in den Nasenhöhlen wird die Luft angefeuchtet und erwärmt. Grobe Schmutzteilchen werden außerdem aus der Luft gefiltert. Dafür sorgen kleine Flimmerhärchen und die Nasenschleimhaut, welche eine Schleimschicht produziert, in der Fremdkörper hängen bleiben. Weiter gehts für die Atemluft durch den Rachenraum. Bis hierhin sprechen wir übrigens von den oberen Atemwegen. Unterhalb des Rachens befinden sich Luft- und Speiseröhre. Auf eine sorgfältige Trennung von Luft und Speisen ist hier zu achten! Ja genau, sonst verschluckst du dich. Und da kommt der Kehlkopf ins Spiel. Er besitzt eine bewegliche Klappe – den Kehldeckel. Dieser verschließt beim Schlucken ganz automatisch die Luftröhre. Wenn du deine Speisen oder Getränke dann runterschluckst, sorgen Knorpelspangen entlang der Luftröhre dafür, dass diese nicht zusammengedrückt wird. Übrigens: auch die Luftröhre ist – genau wie die Nase – mit Flimmerhärchen ausgekleidet. So trägt auch sie eine Reinigungsfunktion und kleinste Staubteilchen sowie Krankheitserreger werden aus der Luft gefiltert. Die Luftröhre teilt sich, wie du bereits gelernt hast, in die Bronchien. Genauer gesagt in zwei Hauptäste, die „Hauptbronchien“ genannt werden. Auch hier: Flimmerhärchen mit gleicher Funktion! Zurück mit den Staubteilchen und Krankheitserregern Richtung Rachenraum, Feuer frei – aushusten! Die Bronchien verzweigen sich in den zwei Lungenflügeln immer weiter, nehmen daher stetig an Durchmesser ab und werden in ihrer kleineren Form „Bronchiolen“ genannt. Die Bronchiolen enden in den winzigkleinen Bläschen, den Alveolen, die durch ihre Gliederung in so zahlreiche Bläschen für eine enorm große Oberfläche sorgen. Oberfläche für was? Die Alveolen besitzen eine extrem dünne Zellschicht und sind von einem Netz aus Blutgefäßen umsponnen. Genau hier findet der Gasaustausch zwischen Atemluft und Blut statt, sodass unsere Organe mit Sauerstoff versorgt werden können. Der Sauerstoff wird von der Einatemluft ans Blut abgegeben und Kohlenstoffdioxid umgekehrt vom Blut an die Luft, welche anschließend wieder ausgeatmet wird. Sauerstoff kann in unserer Lunge nur in Form von Gas aufgenommen werden – deshalb funktioniert das hier auch nicht lange und nur durch Luft anhalten. Die Kerlchen hier besitzen nämlich Kiemen. Wie die funktionieren, erklären wir dir in einem anderen Video. Fassen wir noch einmal zusammen. Der Mensch atmet Luft durch die Atmungsorgane, wobei sich diese in obere und untere Atemwege unterteilen. Spezielle Strukturen sorgen für ganz bestimmte Funktionen wie das Reinigen beziehungsweise Filtrieren der Atemluft oder die Oberflächenvergrößerung beim Gasaustausch. An den Alveolen – das sind die zahlreichen kleinen Lungenbläschen, findet dieser statt. Dank moderner Technik bleibt uns die Unterwasserwelt ja zum Glück nicht ganz verborgen. Und vielleicht treffen wir sogar ein paar nette Gefährten.

Atmungsorgane des Menschen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Atmungsorgane des Menschen kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne die Hauptaufgabe der menschlichen Atemorgane.

    Tipps

    Fische besitzen Kiemen, um Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen zu können.

    Nur eine Antwort ist korrekt.

    Lösung

    Die Hauptaufgabe der menschlichen Atemorgane ist die Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid an die Luft.

    Unter Wasser funktionieren die menschlichen Atemorgane nicht.
    Fische besitzen hierfür spezielle Organe: die Kiemen.

    Helium ist ein Edelgas und hat mit der Atmung nichts zu tun.

    Die Produktion von T-Zellen gehört zum menschlichen Immunsystem und geschieht im Thymus.

  • Beschreibe den Aufbau der menschlichen Lunge.

    Tipps

    Bei den Begriffen, die auf -olen enden, handelt es sich um sehr kleine Strukturen.

    Die Flimmerhärchen schützen den Körper vor dem Eindringen von Fremdkörpern aus der Luft.

    Lösung

    Die Luftröhre teilt sich in die zwei Hauptbronchien. Diese sind genau wie die Luftröhre und die Nase mit Flimmerhärchen besetzt.

    Die Bronchien verzweigen sich in den zwei Lungenflügeln immer weiter. Daher nimmt ihr Durchmesser stetig ab. In ihrer kleineren Form werden sie Bronchiolen genannt.

    Diese enden in den winzig kleinen Alveolen, welche eine extrem dünne Zellschicht besitzen und von einem Netz von Blutgefäßen umspannt sind. Hier findet der Gasaustausch zwischen Atemluft und Blut statt.

  • Benenne die Strukturen des menschlichen Atemapparates.

    Tipps

    Die Atemorgane lassen sich unterteilen in die Organe der oberen und der unteren Atemwege. Zu den Organen der oberen Atemwege gehören die Nase, der Mund und der Rachen.

    Zu den Organen der unteren Atemwegen zählen der Kehlkopf, die Luftröhre, die Lungenflügel, die Bronchien, die Bronchiolen und die Lungenbläschen.

    Lösung

    Die Atemorgane lassen sich unterteilen in die Organe der oberen und der unteren Atemwege.

    Zu den Organen der oberen Atemwege gehören die Nase, der Mund und der Rachen.

    Zu den Organen der unteren Atemwege zählen der Kehlkopf, die Luftröhre, die Lungenflügel, die Bronchien, die Bronchiolen und die Lungenbläschen, welche auch Alveolen genannt werden.

  • Beschreibe die Funktion der jeweiligen Struktur des menschlichen Atemapparates.

    Tipps

    Der Kehldeckel kann auf- und zuklappen.

    Lösung

    Die Nase dient zum Weiterleiten, Anfeuchten und Erwärmen der Luft. Zudem wird hier die Luft durch eine Schleimhaut mit sogenannten Flimmerhärchen gereinigt.

    Der Kehldeckel verschließt die Luftröhre beim Schlucken.

    Die Knorpelspangen stabilisieren die Luftröhre.

    Die Hauptbronchien leiten die Luft weiter. Außerdem wird hier die Luft ebenfalls durch eine Schleimhaut mit sogenannten Flimmerhärchen gereinigt.

  • Bestimme, welche Strukturen zu den oberen und welche zu den unteren Atemwegen gehören.

    Tipps

    Es zählen drei Begriffe zu den oberen und drei zu den unteren Atemwegen.

    Stelle dir den Verlauf der Luft beim Atmen vor: Durch welche Strukturen fließt die Luft als Erstes? Bei diesen dreien handelt es sich um die oberen Atemwege.

    Lösung

    Zu den oberen Atemwegen gehören die Nase, der Mund und der Rachen.

    Zu den unteren Atemwegen zählen die Luftröhre, die Bronchiolen und die Alveolen.

  • Erkläre die Aufgaben der Schutzmechanismen des Atemapparates.

    Tipps

    Die Flimmerhärchen sind ständig in Bewegung und können so feste Partikel zum Rachen transportieren, von wo aus sie in den Magen heruntergeschluckt oder ausgeworfen werden können.

    Bei dem Schutz durch die Flimmerhärchen handelt es sich um einen rein mechanischen Prozess, bei dem Feststoffe transportiert werden. Das gilt nicht für Flüssigkeiten oder Gase.

    Lösung

    Die Kombination von Schleimbildung und Flimmerhärchen ermöglicht es, dass sehr kleine Fremdkörper aus dem Atemapparat abtransportiert werden können. Das gilt unter anderem für Viren, Bakterien und potenziell allergene Pollen.

    Da es sich beim Abtransport um einen rein mechanischen Prozess handelt, werden ausschließlich Feststoffe beseitigt.
    Flüssigkeiten und Gase können auf diese Weise nicht abtransportiert werden.

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