Naturstoffe - Bausteine des Lebens und nachhaltige Rohstoffe

Naturstoffe

Gymnasium

Chemie

11. | 12. | 13. Klasse

9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Naturstoffe sind in der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler in den verschiedensten Lebensbereichen allgegenwärtig. Sie sind wesentliche Bestandteile des eigenen Körpers und der täglichen Nahrung und können Treibstoff im Verkehrsmittel mit Verbrennungsmotor sein oder den Körper in Form eines Baumwollpullovers wärmen. Mithilfe dieser Unterrichtseinheit erschließen sich die Schülerinnen und Schüler weitgehend selbstständig die Grundlagen für eine vergleichende Betrachtung der Stoffgruppen Fette, Kohlenhydrate, Proteine und Nukleinsäuren. Sie blicken auf die Struktur, die chemischen Eigenschaften und die Bedeutung dieser Naturstoffe in der Ernährung und als Rohstoffquelle.
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Kompetenzen

Klassenstufe:11–13
Dauer:9 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:1. Fachkompetenz; 2. Erkenntnisgewinnung; 3. Kommunikationskompetenz
Inhalt:Nährstoffgruppen, Fette, Kohlenhydrate, Proteine, Kondensationsreaktion, Hydrolyse, Polysaccharide, Stoffwechsel, Nukleinsäuren; Seifenherstellung, Treibstoffe, Seifen, erdölbasierte Kunststoffe

Inhaltsangabe

Vorbemerkungen

1. Stunde

Thema:Nährstoffe als Bestandteile von Lebensmitteln
M 1Die „Big Seven“ in Lebensmitteln
Benötigt:
  • Dokumentenkamera bzw. Beamer/Whiteboard

2./3. Stunde

Thema:Arbeitsteilige Vorbereitung von Vorträgen zu den Themen Fette, Proteine und Kohlenhydrate
M 2Eine Präsentation erstellen und Vortrag halten
M 2aFette
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • Speiseöl
  • Heptan
  • Ethanol
  • Leitungswasser
Geräte:
  • Reagenzglasständer
  • 4 Reagenzgläser mit Stopfen
  • 4 Bechergläser à 100 ml
  • 1 Schutzbrille pro Person
Benötigt:
  • Computer mit Internetzugang und Präsentationssoftware
  • Schulbuch
  • evtl. Fachliteratur
  • evtl. Kamera
M 2bProteine
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 5 min
Chemikalien:
  • Gekochtes Hühnereiweiß
  • Verdünnte Natronlauge (w = 10 %)
  • Universalindikatorpapier
Geräte:
  • Reagenzglasständer
  • Reagenzglas
  • Reagenzglaszange
  • Becherglas à 100 ml
  • Gasbrenner
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Pinzette
Benötigt:
  • Computer mit Präsentationssoftware und Internetzugang
  • Schulbuch
  • evtl. Fachliteratur
  • evtl. Kamera
M 2cKohlenhydrate
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 20 min
Chemikalien:
  • Stärke-Lösung (1/2 TL auf 100 ml) kurz aufgekocht
  • Fehling-I-Lösung
  • Fehling-II-Lösung
  • Speichel
Geräte:
  • Reagenzglasständer (Weithals)
  • 2 Weithalsreagenzgläser
  • 2 Pipetten
  • Beheiztes Wasserbad (ca. 70 °C) oder Becherglas 500 ml, Thermometer und Heizplatte
  • Schutzbrille pro Person
Benötigt:
  • Computer mit Präsentationssoftware und Internetzugang
  • Schulbuch
  • evtl. Fachliteratur
  • evtl. Kamera

4. Stunde

Thema:Vergleich der Nährstoffgruppen anhand von Vorträgen
M 3Nährstoffe im Vergleich
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard
  • evtl. Kamera

5. Stunde

Thema:Auswirkungen der Molekülgeometrie bei Kohlenhydraten und Proteinen
M 4Kleiner Unterschied mit großen Folgen
Benötigt:
  • Dokumentenkamera bzw. Beamer/Whiteboard

6. Stunde

Thema:Nukleinsäuren
M 5Makromoleküle mit Informationen wie eine Datenbank
Benötigt:
  • Dokumentkamera bzw. Beamer/Whiteboard
  • evtl. Kamera

7. Stunde

Thema:Treibstoffe auf Pflanzenbasis
M 6Biologische Treibstoffe für Verbrennungsmotoren

8. Stunde

Thema:Für und Wider der Substitution von Kunststoffen durch Naturstoffe
M 7Agrarrohstoffe für Plastik und Co.?

9. Stunde

Thema:Übungsaufgaben zum Thema Naturstoffe
M 8Aufgaben zur Selbsteinschätzung
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard bzw. Dokumentenkamera für Präsentation von Abbildungen und die Besprechung

Minimalplan

Bei Zeitmangel kann die Bearbeitung der Aufgaben zur Selbsteinschätzung an dieser Stelle entfallen und stattdessen später ein Teilbereich einer Klausur sein. Der Bau und die Funktion von Nukleinsäuren ist meistens auch Gegenstand des Biologieunterrichts. Nach Absprache im Kollegium kann das Thema der 6. Stunde und

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