4. Aistit kokoavat havaintoja elimistön ja ympäristön muutoksista

Tavoitteet:

  • Opit, miten aistimus syntyy. 
  • Opit, millainen on tärkeimpien aistiemme rakenne ja miten ne toimivat. 
Liite

Tällä sivulla

Tutki kuvaa (s. 52)

1. Mitä näet kuvassa?
Kuvassa on suurkaupungin vilkas kadunristeys yöaikaan. Kuvassa näkyy paljon liikennettä, ihmisiä, mainosvaloja ja korkeita rakennuksia.)

2. Mitä eri aistejasi käyttäisit, jos olisit kuvan tilanteessa?
Kuvan paikassa kuulisin paljon erilaisia ääniä, näkisin paljon erilaisia värejä, valoja, rakennuksia ja ajoneuvoja. Tuntisin ihollani ilman lämpötilan ja haistaisin erilaisia ruokakojujen tuoksuja ja pakokaasujen hajuja.

3. Mihin kiinnität kuvassa eniten huomiota? Miksi?

Sitruunan hapan maku s.53

Mitä kuvassa tapahtuu?
Kuvan henkilö on maistanut sitruunaa, jonka hapan maku saa hänet irvistämään.

Mikä maku saa sinut irvistämään?
Esimerkiksi sitruuna, puolukka, greippi.

Millä tavalla aivot saavat tietoa ympäristöstä?
Ihmisellä on aistit, joiden tehtävä on reagoida ärsykkeisiin, joita kehon ulkopuolelta tulee. Tällaisia ärsykkeitä ovat esimerkiksi valo, äänet, tuoksut ja maut. Kun aivot saavat tietoa ympäristöstä aistien avulla, ne voivat säädellä elimistön toimintaa ympäristön mukaan.

Miten aistimukset syntyvät?
Aistinelimissä on aistinsoluja, jotka reagoivat ärsykkeisiin. Esimerkiksi suun makunystyröiden solut reagoivat ruuan molekyyleihin. Kun ärsyke on tarpeeksi voimakas, aistinsolut lähettävät impulssin aivoille. Aivoissa syntyy aistimus, esimerkiksi aistimus karvaasta mausta. Näin saamme tietoa ympäristöstämme.

Aistimuksen syntyminen (s. 54)

Tutki kuvaa.
Millaisia erilaisia ärsykkeitä ihmisen ympärillä on joka päivä?
Valoja, ääniä, erilaisia pintoja, ihossa tuntuvia kosketuksia (paineen muutos) ja lämpötiloja sekä erilaisia tuoksuja.

Mitä ärsykkeitä voit huomata ympärilläsi nyt?

Millä aistielimillä huomaat niitä?

Silmän rakenne (s. 55)

Kuvaile ihmisen silmän osia.
Silmän sarveiskalvo on silmän valkoinen osa. Iiris eli värikalvo on kaikilla ihmisillä eri värinen. Mustuainen eli pupilli on värikalvon keskellä oleva musta aukko. Ihmisen kyynelkanavat ovat silmän sisäkulmassa. Silmää suojaavat silmäluomi ja silmäripset.

Minkä väriset sinun silmiesi iirikset ovat? Entä vierustoverisi iirikset?

Mikä osa silmässä reagoi silmään tulevan valon määrään?
Silmän pupilli suurenee hämärässä ja pienenee, jos valoa tulee silmään paljon. Valo kulkee verkkokalvolle pupillin, linssin ja lasiaisen läpi.

Normaali värinäkö ja puna-vihersokeus (s. 56)

Tutki kuvia. Mitä kuvassa olevat väripallot kuvastavat?
Ylemmässä kuvassa on värit, jotka normaalin värinäön omaavat ihmiset näkevät. Alemmassa kuvassa on ne värit, miten puna-vihersokeat näkevät ympärillä olevat värit.

Miten alemman pallon värit poikkeavat ylemmän pallon väreistä?
Puna-vihersokea näkee erilaiset punaisen tai oranssin sävyt erisävyisinä vihreinä väreinä. Myös vihreiden värien sävyt ovat vaatimattomampia ja lähempänä toisiaan. Violetti näkyy puna-vihersokealle sinisävyisenä värinä.

Miten silmä erottaa eri värejä ja esineitä?
Näkemiseen tarvitaan valoa. Kun katsomme jotakin esinettä, siitä heijastuu valoa silmään. Silmän sarveiskalvo ja linssi taittavat valon verkkokalvolle, mistä lähtee sähköisiä impulsseja näköhermoa pitkin aivojen näköalueelle. Siellä viestit käsitellään ja tulkitaan väreiksi, muodoiksi ja kuviksi, jolloin syntyy näköaistimus.

Verkkokalvon solut reagoivat valoon (s. 57)

Tutki kuvaa. Mitä reittiä valo kulkee silmän läpi?
Valo kulkee silmän sisälle pupillin kautta linssin ja lasiaisnesteen läpi.

Mihin valo osuu silmän sisällä?
Valo osuu silmän verkkokalvoon, missä on sauva- ja tappisoluja.

Mitkä ovat sauva- ja tappisolujen tehtävät?
Tappisolut ovat herkkiä punaiselle, vihreälle ja siniselle valolle. Sauvasolut aktivoituvat silloin, kun on hämärää.

Miten näköaistimus jatkaa verkkokalvolta matkaansa?
Verkkokalvolta aistimus kulkee näköhermoa pitkin aivoihin, jossa nähty asia tai väri tulkitaan.

Heinäsirkka (s. 58)

Kuuletko sinä heinäsirkan sirityksen?

Oletko kysynyt, kuuleeko joku tuntemasi vanhempi ihminen sen?

Miksi vanhempi ihminen ei välttämättä kuule heinäsirkan ääntä?
Heinäsirkan ääni on korkea. Ihmisen kuulo heikkenee iän myötä, ja korkeat äänet katoavat ensimmäisenä.

Korva aistii ääniaaltoja ja Korvakuulokkeet (s. 59)

Tutki kuvaa korvasta. Mitkä kolme osaa näet korvan rakennekuvassa?
1. Ulkokorva eli korvan se osa, jonka voimme nähdä. 2. Välikorva, jossa kuuloluut sijaitsevat. 3. Sisäkorva.

Mikä on korvanlehden tehtävä?
Se kerää ääniaaltoja ympäristöstä korvaan.

Mitä osia välikorvassa on?
Tärykalvo ja kuuloluut.

Miten ääni liikkuu ulkokorvasta sisäkorvaan?
Ääniaallot siirtyvät korvalehden ja korvakäytävän kautta tärykalvolle. Ääniaallot tärisyttävät tärykalvoa, jonka liike siirtyy välikorvan hyvin pieniin kuuloluihin. Kuuloluut toistavat ääniaallot ja siirtävät ne sisäkorvaan, jossa korvan kuuloaistinsolut sijaitsevat.

Miten ääniaalto siirtyy sisäkorvan simpukasta eteenpäin?
Simpukan sisällä on nestettä, joka värähtelee äänen mukaan. Värähtely antaa ärsykkeen aistisoluille, joista sähköinen impulssi lähtee kuulohermoa pitkin aivoihin. Aivoissa ääni tunnistetaan esimerkiksi tutuksi ihmisen ääneksi.

Miksi kova musiikki tai korvaan tullut isku voivat vahingoittaa kuuloa?
Simpukassa olevat kuuloaistinsolujen karvat vaurioituvat pysyvästi. Kova melu vaurioittaa pääasiassa tärykalvoa ja sisäkorvan aistisoluja. Ihmisen kuulo heikkenee.

Kuulon huononemisen asteet (s. 60)

Tutki taulukkoa. Mikä on normaalin keskustelun desibelivoimakkuus?
50 desibeliä.

Missä desibelivoimakkuudessa ihminen kokee korvissaan kipua?
Kun desibelit ylittävät sadan. Kipuraja on ihmisillä yksilöllinen.

Mitä ihminen ei pysty kuulemaan, jos hänellä on keskivaikea kuulovamma?
Hän ei kuule lainkaan lehtien havinaa. Hiljainen keskustelu on hänelle myös vaikeaa kuultavaa.

Mitä ihminen kuulee, jos hänellä on vaikea kuulovamma?
Hän kuulee voimakkaat äänet, kuten huudon tai koiran haukkumisen, mutta hän ei pysty kuulemaan rauhallista puhetta tai tavallisia ääniä ympäristössä.

Sokeainkirjoitus (s. 61)

Mitä näet kuvassa?
Kuvassa on sokeille tehtyä pistekirjoitusta, jota sokeat lukevat sormillaan.

Mikä aisti korvaa näköaistin sokeankirjoituksen lukemisessa?
Tuntoaisti.

Pohdi, missä kehonosissa tuntoaisti on tarkin.

Mitä asioita tuntoaistin avulla havaitaan?
Painetta, kuten kosketus, lämpötilaa ja kipua.

Miten ihminen tunnistaa, mistä tuntoaistimuksessa on kyse?
Iho suojaa ihmistä tuntoaistin avulla. Ihossa on useita erilaisia aistinsoluja, jotka tunnistavat erilaisia asioita. Ne tunnistavat herkästi kipua ja lämpötilaa. Ihon hermosolujen välityksellä viesti kivusta menee nopeasti selkäytimeen ja isoaivoihin.

Muistatko tilanteen, jolloin olet tuntenut kipua ja reagoinut siihen nopeasti?
Esimerkiksi ampiaisen pisto tapahtuu nopeasti ja ihminen reagoi siihen välittömästi. Tämä kertoo siitä, miten nopeasti tieto etenee ihon tuntosoluista aivoihin.

Miksi on tärkeää, että ihosta lähtee viesti aivoihin hyvin nopeasti?
Iho toimii ihmisen suojana. Kun kipuviesti lähtee nopeasti aivoihin, ihminen ehtii reagoida asiaan, joka aiheuttaa kivun. Silloin esimerkiksi polttaa ihoaan tai satuttaa jalkaansa.

1. Mitä näet kuvassa?
Kuvassa on suurkaupungin vilkas kadunristeys yöaikaan. Kuvassa näkyy paljon liikennettä, ihmisiä, mainosvaloja ja korkeita rakennuksia.

2. Mitä eri aistejasi käyttäisit, jos olisit kuvan tilanteessa?
Kuvan paikassa kuulisin paljon erilaisia ääniä, näkisin paljon erilaisia värejä ja valoja ja asioita, tuntisin ihollani ilman lämpötilan ja haistaisin erilaisia ruokakojujen tuoksuja ja pakokaasujen hajuja.

3. Mihin kiinnität kuvassa eniten huomiota? Miksi?

4. Millä tavoilla aivot saavat ärsykkeitä ympäristöstä?
Aivot saavat ärsykkeitä aistien kautta. Aistit reagoivat ärsykkeisiin, joita kehon ulkopuolelta tulee.

5. Miten aistimus syntyy?
Aistinelimissä on soluja, jotka reagoivat ärsykkeeseen. Kun ärsyke on riittävän voimakas, hermosolut kuljettavat impulssin aistinsoluista aivoihin. Aivot tulkitsevat hermosolujen tuomat impulssit, ja ihmiselle syntyy aistimus.

6. Mikä silmän osa määrää silmien värin?
Iiris eli värikalvo.

7. Millä tavalla silmä reagoi valoon tai hämärään?
Jos silmään tulee kirkasta valoa, iiris pienentää pupillin aukkoa. Hämärässä iiris avaa pupillin suureksi, jotta silmään pääsee paljon valoa.

8. Miten näköaistimus syntyy?
Kun ihminen katsoo jotakin esinettä, siitä heijastuu valoa silmään. Silmän sarveiskalvo ja linssi taittavat valon verkkokalvolle. Verkkokalvolta lähtee sähköisiä impulsseja näköhermoa pitkin aivojen näköalueelle. Siellä viestit tulkitaan kuvaksi, ja syntyy näköaistimus.

9. Mikä tehtävä silmän sauvasoluilla ja tappisoluilla on?
Sauvat aistivat valon määrän. Tappisoluja on kolmenlaisia. Ne reagoivat punaiseen, siniseen ja vihreään valoon. Näiden erilaisten tappisolujen yhteistyöhön perustuu, että näemme monia eri värisävyjä.

10. Katso kuvaa. Miten värisokeat näkevät eri värejä?
Yleisimmässä värisokeudessa, punavihersokeudessa, henkilö ei erota punaista ja vihreää väriä.

11. Mikä on korvalehden tehtävä?
Ääniaallot siirtyvät korvalehden kautta korvakäytävään. (Sieltä ääniaallot siirtyvät edelleen tärykalvolle, jonka tärinä siirtyy korvan kuuloluihin. Kuuloluut toistavat ääniaallot ja siirtävät ne sisäkorvan simpukkaan, jossa sijaitsevat kuuloaistinsolut.)

12. Missä korvan osassa aistinsolut sijaitsevat?
Kuuloaistinsolut sijaitsevat sisäkorvan simpukassa.

13. Tutki alla olevaa kuvaa. Mihin kolmeen osaan korva jaetaan?
Ulkokorva, välikorva, sisäkorva.

14. Mikä toinen aisti kuulon lisäksi sijaitsee myös korvassa?
Tasapainoaisti.

15. Tutki taulukkoa. Mitä keskivaikeasta kuulovammasta kärsivä ihminen ei kuule?
Hän ei kuule esimerkiksi puun lehtien havinaa.

16. Millaisia erilaisia aistimuksia ihon aistinsolut välittävät?
Ne tunnistavat kipua ja lämpötilan muutoksia. Osa aistinsoluista reagoi paineeseen. Ihon paineaistisolut tunnistavat, kun ihoa kosketetaan.

17. Miksi tuntoaisti on tarkempi käsissä ja kasvoissa kuin selässä?
Käsissä ja kasvoissa aistinsoluja on tiheämmin kuin selässä.

Voiko silmiin luottaa?

Tavoite

  • Havainnoida omien aistien toimintaa ja aistimuksen syntyä.
  • Havainnollistaa yksinkertaisilla kokeilla silmän toiminnan ja näköaistimuksen välistä suhdetta.

Työohjeista

Koe 1 Tutkikaa ensin silmän rakennekuvaa sivulla 57.

Tehtävän voi tehdä niinkin, että kirja on pöydällä ja oppilas liikuttaa päätä hitaasti lähemmäs kirjaa ja kauemman kirjasta. Tehtävässä pitää keskittyä katsomaan tähteen 20 sekunnin ajan. Opettajan täytyy ottaa aikaa 20 sekuntia ja sanoa sitten: “Jatka silmän peittämistä ja siirrä katsetta lähemmäs kirjaa ja kauemmas kirjasta hyvin hitaasti.”

Yleensä pallo häviää näkyvistä kokonaan siinä vaiheessa, kun sen kuva osuu silmän näköhermon kohdalla olevaan sokeaan pisteeseen.

Koe 2 Tutkikaa ensin silmän kuvaa sivulla 55 ja opetelkaa silmän osien nimet.

Tärkeintä on, että toinen silmä on pimeässä riittävän kauan ja että toinen oppilas voi katsoa tutkittavan silmiä mahdollisimman pian käden poistamisen jälkeen. Pimeässä olleen silmän pupilli eli mustuainen on suurempi ja alkaa nopeasti kutistua valossa.

Koe 3 Tutkikaa ensin kuvaa sivulla 57 ja kerratkaa värinäkemisen periaate sivulta 56.

Koe 4 Näköharhat havainnollistavat hienosti, miten näköaistimus syntyy aivoissa eikä silmissä.

  1. Kannattaa kysyä ryhmältä, mitä he näkivät kuvassa. Jos oppilas sanoo näkevänsä kaksi päätä, voi kysyä, kuinka moni näkee saman.
  2. Keskustelua voi jatkaa siitä, onko joku nähnyt hienon maljakon. Molemmat ovat totta. Voitte myös testata, kuinka nopeasti pystyy vaihtamaan näkemänsä toiseen. Lisää hauskoja näköharhoja voi etsiä verkosta hakusanoilla ”illusions”, ”optical illusions” ja ”näköharhat”.

Tuloksista ja johtopäätöksistä

Koe 1. Sokeassa pisteessä ei ole aistinsoluja, koska siitä lähtee näköhermo aivoihin. Siksi pallo katoaa. Tämä havainnollistaa sen, että aistinsolut ovat ne, jotka reagoivat valoon. Ilman aistinsoluja, sauvoja ja tappeja, emme voisi nähdä.

Koe 2. Pimeässä mustuainen eli pupilli suurenee. Iiris eli värikalvo laajentaa pupillia, jotta silmään pääsisi enemmän valoa pimeässä. Vastaavasti kirkkaassa valossa iiris kutistaa pupillin aukkoa, ettei liian kirkas valo vahingoita verkkokalvon aistinsoluja.

Silmälääkäri käyttää tutkimuksissaan lääkeainetta, joka laajentaa pupillia, koska silloin hän pääsee paremmin tutkimaan silmän sisäosia.

Koe 3. Värisokeus tarkoittaa, että tappisolujen värien erottelukyvyssä on häiriö.

Puna-vihervärisokeus on yleisin värisokeuden tyyppi. Ominaisuus on 8 prosentilla pojista, mutta vain 0,5 prosentilla tytöistä. Tämä johtuu siitä, että värisokeuden aiheuttava periytyvä geeni sijaitsee X-kromosomissa. Pojilla on vain yksi X-kromosomi; toisena sukupuolikromosomina heillä on Y-kromosomi, jossa tätä geeniä ei ole.

Minä itse -tehtävä
Sulje silmäsi ja keskity tarkkailemaan oman ihosi tuntemuksia.
a. Mitä tietoa pystyt keräämään ympäristöstäsi ihosi avulla?
Iho kerää runsaasti tietoa ympäristöstä. Tunnemme kuumaa, kylmää, viilenevää, lämpenevää – eli lämpötilan muutoksen. Tunnemme myös kosteuden ja ilman liikkumisen ihon pinnassa sekä monet erilaiset kosketukset: sivelyn, kutinan, kirvelyn, painamisen, raapimisen ja satuttamisen.

b. Mitä tapahtuu ihollesi, kun puhallat sitä?
Kun ihoon puhaltaa, voi saada kylmän väreitä ja iho voi mennä kananlihalle. Silloin ihokarvojen kohottajalihakset toimivat ja nostavat ihokarvat pystyyn. Samaan tapaan viluinen tai säikähtänyt koira pörhistää karvojaan tai linnut pörhistävät höyheniään kylmässä.

c. Mitä tapahtuu ihollesi, kun joku piirtää sormella kevyesti selkääsi tai vinguttaa liitua liitutaululla?
Kumpikin näistä saa ihon kananlihalle ja lisäksi tekee monelle vilunväristyksiäkin. Reaktiot liittyvät elimistön suojautumiseen mahdolliselta vaaralta.

2. Merkitse kuvaan silmän osat.
Vasemmanpuoleiset viivat ylhäältä alas:

  • lasiaisneste
  • linssi
  • sarveiskalvo
  • iiris
  • pupilli

Oikeanpuoleiset viivat ylhäältä alas:

  • verkkokalvo
  • näköhermo

3. Yhdistä rakenne ja toiminta.
Tartut toista kädestä. - Paineaistinsolut aktivoituvat.

Korjaat asentoa kompastuessa. - Sisäkorvan aistinsolut aktivoituvat.

Kadulla porataan asfalttia. - Tärykalvo värähtelee voimakkaasti.

Astut ulos kirkkaaseen valoon. - Pupilli pienenee.

Katselet maisemaa hämärässä. - Sauvasolut aktivoituvat.

Luet kirjaa. - Linssi paksuntuu.

4. Miten näköaistimus syntyy? Merkitse vaiheet numeroilla oikeaan järjestykseen.
Vasta kun isoaivojen näköalue on tulkinnut näköhermoa pitkin tulleet impulssit, ihminen ymmärtää, mitä hän näkee (Ihminen näkee linnun puussa). Usein emme tule ajatelleeksi, miten paljon elimistössä pitää tapahtua, ennen kuin voi sanoa ”näen linnun tuolla puussa”.
Oikea järjestys:

7
2
5
8
6
1
3
4

5. Tutki korvan kuvaa sivulla 59.
a. Mitä rakenteita kuuluu ulkokorvaan?
Ulkokorvan osia ovat: korvalehti, korvakäytävä ja tärykalvo (raja ulko- ja välikorvan välillä).

b. Mitä rakenteita kuuluu välikorvaan?
Välikorvan osia ovat: tärykalvon sisäpuoli, kuuloluut ja korvatorvi. Kuuloluut ovat ihmisen pienimmät luut.
HUOM! Välikorvaan tuleva korvatorvi on yhteydessä nieluun (kuvassa alas vievä paksu putki). Joskus pikkulapsilla korvatorvea pitkin pääsee bakteereita nielusta välikorvaan, koska putki voi olla vielä ahdas. Silloin lapsi saattaa kärsiä usein korvatulehduksista.
Korvatorveen voi puhaltaa ilmaa pitämällä nenä ja suu kiinni. Silloin kuulee, kuinka tärykalvot napsahtavat ilmanpaineen voimasta ulospäin. Tätä käytetään sukellettaessa tasaamaan painetta korvassa.

c. Mitä rakenteita kuuluu sisäkorvaan?
Sisäkorvan osia ovat simpukka, jonka sisällä ovat kuuloaistinsolut, sekä tasapainoelimen kaarevat käytävät, joissa liikkuva neste ilmoittaa meille pään asennon. Sisäkorvasta lähtevät aivoihin sekä tasapainohermo että kuulohermo.