Stoffwechselvorgänge und Teilchenmodell

Transkript

1 Stoffwechselvorgänge und Teilchenmodell Jahrgangsstufe 6 Fach Natur und Technik (Schwerpunkt Biologie, propädeutische Chemie) Übergreifende Bildungs- und Erziehungsziele Zeitrahmen 15 Minuten Arbeitsblatt, evtl. Magnetapplikationen für verschiedene Teilchen benötigtes Material Begleitend kann im Unterricht die zu gehörige ppt-datei GYM_6NT_LB1-2_M_Teilchenmodell_Zellatmung_Photosynthese.pptx eingesetzt werden. Kompetenzerwartungen Die Schülerinnen und Schüler vergleichen Modelle mit der Realität, erkennen Modelle als solche und beschreiben Abweichungen zur Realität. NT 6 LB 1.1 übertragen einfache Sachverhalte auf ein bestehendes Modell bzw. setzen ein bestehendes Modell zu einem einfachen Sachverhalt in Bezug. NT 6 LB 1.1 modellieren stark vereinfacht die Stoffänderung bei Zellatmung und Photosynthese auf Teilchenebene und stellen einen Zusammenhang in stofflicher und energetischer Sicht zwischen Photosynthese und Zellatmung her. NT 6 LB 1.2 Aufgaben 1 Ergänze in Abbildung a) und b) jeweils die Stoffe, die bei der ZELLATMUNG und der PHOTOSYNTHESE von der Zelle benötigt bzw. abgegeben werden. 2 Skizziere in die Superlupen in Abbildung a) und b) deine Vorstellung vom Aufbau der jeweiligen Stoffe im Teilchenmodell. Beachte die Phase, in der der Stoff dabei vorliegt. 3 Finde jeweils eine zu der Abbildung passende Frage und schreibe sie in die Denkblase.

2 Kopiervorlage: Stoffwechselvorgänge und Grenzen des Teilchenmodells: 1 Ergänze in Abbildung a) und b) jeweils die Stoffe, die bei der ZELLATMUNG und der PHOTOSYNTHESE von der Zelle benötigt bzw. abgegeben werden. 2 Skizziere in die Superlupen in Abbildung a) und b) deine Vorstellung vom Aufbau der jeweiligen Stoffe im Teilchenmodell. Beachte die Phase, in der der Stoff dabei vorliegt. 3 Finde jeweils eine zu der Abbildung passende Frage und schreibe sie in die Denkblase. Abbildung a) Abbildung b)

3 Hinweise zum Unterricht Die vorliegende Aufgaben dienen dazu, dass sich die Schülerinnen und Schüler im Rahmen der propädeutischen Chemie erstmals mit den Vorgängen bei einer chemischen Reaktion auseinandersetzen. Für den Unterricht in Jahrgangsstufe 6 ist es dabei ausreichend, auf der Ebene des Teilchenmodells zu bleiben. Das Daltonsche Atommodell ist hier nicht zwingend einzuführen. Im Chemieunterricht der Jahrgangsstufen 8 (NTG) bzw. 9 (SG, MuG, WSG) kann die Aufgabenstellung aufgegriffen und um die zugehörigen Reaktionsgleichungen erweitert werden. Eine begleitende Präsentation steht im Serviceteil zum Download zur Verfügung. Bei der Visualisierung der Teilchenebene wurde darauf geachtet, dass bei der Zellatmung die Stoffe vereinfacht auch in der im Organismus vorliegenden Phase (Zellatmung: wässrige Lösung, Photosynthese: Gasphase / wässrige Lösung) dargestellt sind. Im Unterricht muss geklärt werden, dass auch Pflanzen Zellatmung parallel zur Photosynthese treiben. Anregung zum weiteren Lernen Die energetische Betrachtung der Zellatmung und der Photosynthese sollte deutlich getrennt von der stofflichen Betrachtung erfolgen, um der Vermischung von Energie und Stoff entgegenzuwirken. Reaktionsschemata und gleichungen in denen die Energieänderung mit + Licht oder + Wärme aufgenommen wird, sollten deshalb vermieden werden. Nach DIN gilt: Angaben von molaren Reaktionsenthalpien werden nicht in die Reaktionsgleichungen aufgenommen, sondern von der Gleichung durch einen Zwischenraum abgesetzt oder nach einem Trennzeichen z. B. einem senkrechten Strich angefügt. ( ) Will man nur qualitativ die Richtung der Enthalpieänderung angeben, so wird empfohlen, der Reaktionsgleichung die Begriffe exotherm oder endotherm anzufügen. Im Anfangsunterricht können die Begriffe exotherm mit Energie wird freigesetzt bzw. Energie wird aufgenommen umschrieben werden. Außerdem bietet sich zur Visualisierung der Energieänderungen z. B. der Einsatz von Säulendiagrammen oder Energieflussdiagrammen an.

4 a) Stoff- und Energieströme beim Eichhörnchen Quelle: Hinweis: Für Stoff- und Energieströme können auch voneinander getrennte Pfeile verwendet werden. b) Energieumwandlung beim Eichhörnchen

5 Beispiele für Produkte und Lösungen der Schülerinnen und Schüler

6 Mögliches begleitendes Tafelbild / möglicher begleitender Whiteboardanschrieb in Natur und Technik (Schwerpunkt Biologie) 6 LB 3: