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Chemie in biologischen Kontexten

Chemie in biologischen Kontexten

Unterricht Chemie | Ausgabe Nr. 165/2018

Ist die Low-Carb-Ernährung gleichzeitig auch eine zuckerreduzierte Ernährung? Welche Wirkung hat Aluminium in Deos? Können Wachsmottenlarven tatsächlich Plastik abbauen? In Alltag und Wissenschaft sind biologische und chemische Aspekte oft gleichermaßen relevant, um einen komplexen Sachverhalt zu verstehen und zu bewerten. 

Inhaltsverzeichnis
© Rich Carey/shutterstock.com
Fächerübergreifender Unterricht, Biologische Kontexte
Chemie in biologischen Kontexten
Friedrich+ Kennzeichnung Methode & Didaktik Schuljahr 5-13

Lässt sich durch die Vermittlung chemischen Fachwissens im „biologischen Kontext“ ein besseres Verständnis chemischer Konzepte erreichen? Im Basisartikel wird zunächst geklärt, in welcher Beziehung die Chemie als Wissenschaftsdisziplin zu biologischen Kontexten und Inhalten steht. Dann werden Potentiale einer Biologisierung im Chemieunterricht, auch für das fachübergreifende Lernen, erläutert. Abschließend werden Unterrichtsinhalte vorgestellt, die sowohl Gegenstand des Chemie- als auch des Biologieunterrichts sind, und jeweils aus anderen Perspektiven betrachtet werden.

von Bernhard Sieve, Katharina Mielke und Kerstin Kremer

© Marco Beeken
Modellversuch, chemisch-biologischer Kontext
Untersuchung der Wirkungsweise von Aluminium in Deos Aluminium in Deos - Fluch oder Segen
Friedrich+ Kennzeichnung Unterrichtsreihe Schuljahr 9-10

Viele Deos enthalten Aluminiumionen, welche für eine Verminderung des Schweißflusses sorgen. Solche Antitranspirantien werden zunehmend kritisch diskutiert, da die Ionen in Verbindung mit verschiedenen Erkrankungen gebracht werden. In dem vorgestellten fächerübergreifenden Unterrichtsprojekt setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit aluminiumsalzhaltigen Anitranspiranten auseinander. Dabei untersuchen sie die Wirksamkeit der Aluminiumionen sowohl als schweißhemmende als auch bakterizide Substanz und nehmen abschließend eine Bewertung vor.

von Maik Linnemann, Michael Budke und Marco Beeken

© Johannes Huwer und Ingo Eilks
Zuckerersatzstoffe, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, Ernährung, Fächerverbindender Unterricht
Eine Lernfirma zu einem fachlich wie gesellschaftlich spannenden Kontext Zuckerfrei und trotzdem süß
Friedrich+ Kennzeichnung Praxiswissen Schuljahr 11-13

Süße Lebensmittel sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Als Süßungsmittel kommen neben Zucker auch Zuckeraustausch- und Zuckerersatzstoffe zum Einsatz. In diesem Beitrag wird eine Lernfirma vorgestellt, in der die Schülerinnen und Schüler einerseits ein kreatives Lernprodukt, einen zuckersubstituierten Low-Carb-“Fitness“-Riegel, herstellen und andererseits über Aspekte einer Ernährung mit Zuckerersatzstoffen und entsprechender Werbung reflektieren.

von Johannes Huwer und Ingo Eilks

© Katrin Kruse
Kunststoffe, Plastikmüll, Ökosystem Gewässer
Eine Untersuchung im Fachraum und Freiland Plastikmüll im Ozean
Friedrich+ Kennzeichnung Praxiswissen Schuljahr 5-10

Das Thema „Plastikmüll im Ozean“ ist in aller Munde. In der Kieler Forschungswerkstatt werden seit fünf Jahren Projekte entwickelt, in denen sich Schülerinnen und Schüler mit unterschiedlichen Aspekten der Problematik und seiner Auswirkungen auf marine Lebensgemeinschaften beschäftigen. Der Beitrag stellt einzelne Bausteine der verschiedenen Projekte der Kieler Forschungswerkstatt vor, die als Unterrichtseinheit in der Schule sowie im Freiland umgesetzt werden können.

von Katrin Kruse, Katrin Knickmeier, Tim Kiessling, Dennis Brennecke, Henrike Bratz, Katrin Schöps, Martin Thiel und Ilka Parchmann

© Lara Durchgraf
Kunststoffe, Recycling von Kunststoffen, Plastikmüll
Naturwissenschaftliche Überprüfung einer Sensationsmeldung Wachsmottenlarven fressen Plastikmüll - Fake News oder nicht?
Friedrich+ Kennzeichnung Praxiswissen Schuljahr 9-13

Ende April 2017 berichteten verschiedene Medien über Wachsmottenlarven, die sich durch einen Plastikbeutel gefressen hatten und somit in der Lage schienen, das in der Natur schwer abbaubare Polyethylen von Plastiktüten zu Ethylenglycol verdauen zu können. Ziel dieses Artikels ist es, Schülerinnen und Schüler in die Lage zu versetzen, Meldungen mit vermeintlich wissenschaftlichem Hinterrund kritisch zu hinterfragen und mithilfe ihrer naturwissenschaftlichen eine Bewertung vorzunehmen.

von Klaus Ruppersberg, Lara Durchgraf und Arne Krämer

© Iakov Kalinin | Shutterstock
Fotosynthese, Redoxreaktionen, Struktur-Eigenschafts-Konzept
Grundlegende chemische Konzepte an einem typisch biologischen Thema vermitteln Fotosynthese chemisch betrachtet
Friedrich+ Kennzeichnung Praxiswissen Schuljahr 10-13

„Ohne Fotosynthese gäbe es kein Leben auf der Erde“. In diesem Beitrag  wird an Beispielen aufgezeigt, wie sich die lichtinduzierten Elektronenübertragungsreaktionen der Fotosynthese als Kontext für die Anwendung der Basiskonzepte Donator-Akzeptor, Energie-Konzept und Struktur-Eigenschafts-Konzept nutzen lassen. Die Materialien und Experimente sind dabei als Lerntheke konzipiert und können in Freiarbeit oder auch als Stationenlernen durchgeführt werden.

von Bernhard Sieve und Sascha Offermann

© Bernhard Sieve
Detergenzien, Petrochemie, zwischenmolekulare Wechselwirkungen
Die Bekämpfung der Ölpest im Modell Deepwater Horizon
Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 11-13

Aufhänger der in der Rubrik „Stunde unter der Lupe“ vorgestellten Doppelstunde ist die Bekämpfung von Ölteppichen im Meer durch Detergenziengemische wie Corexit 9500ATM, das bei der Erdölkatastrophe Deepwater Horizon zum Einsatz kam. Die Doppelstunde eignet sich zur Durchführung am Ende einer Unterrichtseinheit zu zwischenmolekularen Wechselwirkungen oder zur Einbindung in das Thema Petrochemie. 

von Karen Achtermann, Susanne Behrends, Franziska Kellner und Bernhard Sieve

© Ian Fletcher/Shutterstock.com
Aufgabe, Proteine, Polykondensation, Polymere, Spinnenseide, Nachhaltigkeit
Spinnenseide - eine Proteinfaser
Friedrich+ Kennzeichnung Prüfung Schuljahr 11-13

Spinnseidenfäden bestehen hauptsächlich aus Proteinen, die über Polykondensation von Aminosäuren gebildet werden. Im Beitrag der Rubrik „Aufgaben“ werden materialgebundene Aufgaben eingesetzt, in denen Stuktur-Eigenschafts-Beziehungen von Proteinen bzw. deren Bausteinen, den Aminosäuren, deutlich werden. Die Aufgaben dienen der Differenzierung und Festigung des Struktur-Eigenschafts-Konzepts sowie des Fachwissens im Bereich Naturstoff- und Polymerchemie.

von Bernhard Sieve

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