Naturwissenschaften (Wahlpflichtbereich) Die Tabelle zeigt die Übersicht der inhaltlichen Schwerpunkte des Faches und in welchem fachlichen Kontext diese bearbeitet werden. Dabei sind die Inhalte nicht obligat, so dass einzelne Schwerpunkte durch Wünsche der Schüler, feiertagsbedingte Ausfälle, oder ähnliches gestrichen werden können. Bei besonders großem Interesse der Schüler an einem speziellen Thema oder auf Grund aktueller Weltereignisse, die einen thematischen Bezug zu den Inhalten haben, sind Änderungen möglich. Halbjahr 8.1: Lebensmittelanalytik und biochemische Prozesse der Verdauung Fachlicher Kontext Inhaltliche Schwerpunkte Was ist in der Milch? Inhaltsstoffe von Milch 1. Warum bildet sich auf kochender (und wieder abkühlender) Milch eine Haut? 1. Nachweis der einzelnen Nährstoffe in der Milch Modellhafte Darstellung der Nährstoffe 2. Was bedeutet der Begriff Homogenisieren auf der Milchpackung? 2. Löslichkeit: Unterschiedliche Löslichkeit von Wasser und Fett Wirkungsweise von Emulgatoren 3. Kann man nur mit dem Verzehr von Milch überleben (Muttermilch bei Säuglingen)? Bewertung von Milch als Getränk. 3. Nährstoff- und Wasserbedarf des Menschen im Vgl. zum Nährstoffgehalt der Milch 4a. Was bedeuten die Begriffe ultrahocherhitzt, pasteurisiert, HMilch, Rohmilch, Kondensmilch…. auf der Verpackung? 4. Produktion und Weiterverarbeitung von Milch 4b. Herstellung von Joghurt und Käse aus Milch. Verdauung der Milchbestandteile im Reagenzglas Verdauungsprozesse 1. Simulation der Kohlenhydratverdauung 1. – 3. Experimentelle Simulation der Vorgänge bei der Verdauung der einzelnen Nährstoffe. Dabei: „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ bei enzymatischen Reaktionen. 2. Simulation der Eiweißverdauung 3. Simulation der Fettverdauung Wenn ungefährliche Stoffe krank machen…. Kritische Betrachtung der Inhaltsstoffe von Cola 1. Wie viel Zucker ist in Limonaden enthalten? 1. Experimentelle Bestimmung des Zuckeranteils in Cola. 2. Säuren als Geschmacksverstärker. 2. Ätzende Wirkung von Säuren auf die Zähne 3. Zersetzt Cola wirklich innerhalb von 2 Wochen ein Kotelett? 3. Bezug zur Eiweißverdauung durch Säuren und Enzyme (Pepsin) 4. Ist Cola nur für Erwachsene geeignet und für Kinder schädlich? 4. Wirkung von Koffein als Droge auf den menschlichen Organismus. 5. Teure Cola schmeckt besser als Billigcola. (Werbung) 5. Vgl. Geschmack und Preis von verschiedenen Colasorten (Blindverkostung) Gesundheitliche Probleme durch die Verdauung von Laktoseintolleranz Milch – Zusammenfassung der Themen des Halbjahres am Bsp. Laktoseintoleranz Was ist Minus L-Milch? Ursachen und Folgen der Laktoseintoleranz, Herstellung von Minus L-Milch Halbjahr 8.2: Verhaltensbiologie Die Verhaltensweisen werden alle an Beispielen aus dem Tierreich bearbeitet. Ein Bezug / Vergleich zum Menschen soll immer zum Einstieg oder spätestens Abschluss eines inhaltlichen Schwerpunktes gezogen werden. Fachlicher Kontext Inhaltliche Schwerpunkte „Merkwürdige“ Verhaltensweisen bei Tieren Angeborene Verhaltensweisen 1. Warum rollt sich ein Igel auf der Straße zusammen, wenn ein Auto näher kommt? 1. Instinktverhalten als Erklärung für unnormale Verhaltensweisen; Identifizierung mit Hilfe von KasperHauser-Experimenten und Attrappenversuchen 2. Ausüben „unsinnvoller“ Tätigkeiten, obwohl man Hausaufgaben machen / für eine Arbeit lernen muss. 2. Gründe für Übersprungs-, Leerlaufhandlung und Aufschiebeverhalten 3. Tierkinder erkennen den Menschen oder Gegenstände als Eltern an. 3. Beeinflussung des Prägeverhaltens bei Tierkindern. 4. Evtl. Die Besonderheiten der Reifung als Übergang zum erlernten Verhalten Erlernen einfacher Verhaltensweisen bei Tieren Erlernte Verhaltensweisen 1. Behandlung von Ängsten, z.B. Spinnenangst 1. Grundprinzipien des Klassischen Konditionierens 2. Hundetraining – Lernen mit Hilfe von Belohnungen 2. Erlernen von Verhaltensmustern durch operantes Konditionieren 3. Wie lernt man, wie ein Computerspiel funktioniert, wenn es keine Anleitung gibt? 3. Lernen am Erfolg 4. Meisen in England (und nur dort) wissen, wie man Milchflaschen öffnet. 5. Logisches Denken bei Affen 6. Ab wann erkennen Kinder sich im Spiegel. 4. Lernen durch Beobachtung; Nachahmung von aggressivem Verhalten 5. Einsichtiges Verhalten - Komplexe Lösungsstrategien bei Primaten 6. Ich-Erkenntnis bei Tieren Leben in Gruppen Abwägen von Kosten und Nutzen gemeinschaftlichen Lebens Gruppendynamik 1. Leben in Gruppen oder doch lieber Einzelgänger 1. Vor- und Nachteile des Gruppenlebens am Bsp. des Faktors Nahrung und Fressfeind 2. Vorteile bei der Bildung von Revieren; Bildet der Mensch Reviere? 2. Funktion eines Reviers bei Vögeln; Revierverhalten beim Menschen 3. Gibt es Tiere / Menschen, die völlig uneigennützig helfen? 3. Kritische Betrachtung von uneigennützigem Verhalten 4. Warum gibt es Menschen, die mir Vorschriften machen können? 4. Hackordnung bei Hühnern; Hierarchie beim Menschen Halbjahr 9.1: Abwehr von Krankheitserregern / Parasiten des Menschen Fachlicher Kontext Inhaltliche Schwerpunkte Warum wird man krank und wieder gesund? Funktionsweise des Immunsystems mit und ohne Einwirkung des Menschen 1. Wann ist man krank? 1. Viren und Bakterien als Krankheitserreger 2. Ausrottung der Indianer durch Kinderkrankheiten 2. Funktionsweise der Immunabwehr des Menschen (Wdh. aus dem Biologie unterricht), Überblick Kinderkrankheiten 3. Warum haben Oma und Opa einen runden Kreis an der Schulter? 3. Funktionsweise vom Impfungen und Unterschiede zwischen aktiver und passiver Immunisierung 4. Tödliche Gifte als Heilmittel 4. Funktionsweise von Antibiotika und niedrig dosierten Giften zur Behandlung von Krankheiten. 5. Die gefährlichsten Krankheiten in der Vergangenheit und heute. 5. Pest und Cholera als Bsp. für Epidemien und Pandemien 6. Entstehung völlig neuer Krankheiten: Schweinegrippe 2009/10, Rinderwahn 2000, EHEC 2011… 6. Mechanismus der Entstehung neuer Krankheiten und Gefahr der Übertragung von Tieren auf den Menschen 7. Allergien - Wenn ungefährliche Stoffe krank machen. 7. Ursachen und Folgen einer allergischen Reaktion 8. Warum darf man nicht jedes Blut gespendet kriegen? 8. Reaktionen der verschiedenen Blutgruppen aufeinander, Relevanz des Rhesusfaktors während der Schwangerschaft. Lebewesen im Ökosystem Mensch Endoparasiten 1. Warum sind die Flughäfen die Hauptverbreitungsgebiete der Malaria in Deutschland. 1a. Symptome und Ursache der Malaria; Entwicklungszyklus des Erregers 1b. Symptome und Ursache der Schlafkrankheit 2. Warum wird in manchen Gebieten vor dem Verzehr von Waldfrüchten gewarnt? 2. Entwicklungszyklus von Bandwürmern, Übertragungswege am Bsp. des Hunde- und Fuchsbandwurms 3. Regelmäßige Entwurmung von frei lebenden Haustieren. 3. Entwicklungszyklus des Spulwurms 4. Gefahren beim Baden in afrikanischen Gewässern 4. Bilharzioseerkrankung und Entwicklungskreislauf des Pärchenegels, Vgl. mit dem auch in Deutschland vorkommenden Leberegel 5. Woher kommt der Aesculap-Stab (Symbol der Medizin und Pharmazie)? 5. Infektion und Behandlung des Medinawurms 6. Madenwurm: „Etwa 50 % aller Menschen werden mindestens einmal im Leben befallen.“ (Wikipedia) 6. Infektion und Behandlung des „Kinder“-Madenwurms. Lebewesen auf dem Ökosystem Mensch Ektoparasiten 1. Mücken – Schlaflose Nächte und Juckreiz 1. Lebensraum der Mücke und Bedeutung der Blutmahlzeit 2. Schulfrei wegen Lausbefall – Gefährliche Krankheit? 2. Übertragung von Läusen 3. Warum soll man im Sommer nur mit langer Kleidung im Wald spazieren gehen? 3. Von Zecken übertragende Krankheiten – Folgen und Schutzmaßnahmen bei einer FSME- und Borrelioseinfektion 4. Haarbalgmilbe als Bsp. für einen ungefährlichen Kommensalen 4. Milben als ständige Bewohner des Menschen Halbjahr 9.2: Luft und Wetter Fachlicher Kontext Inhaltliche Schwerpunkte Luft – Eigenschaften des „Nichts“ Physikalische und chemische Eigenschaften von Luft und Gasen allg. 1. Was atmen wir ein? 1. Experimentelle Bestimmung der Zusammensetzung der Luft 2. Warum fliegt ein Zeppelin / Heliumballon? 2. Vergleichender experimenteller Nachweis der Dichte von Gasen. 3. Olympia 1968 in Mexiko - Rekorde auf der Kurzstrecke, Kollapsgefahr auf der Langstrecke 3. Definition des Begriffes Druck / Luftdruck (Anwendung des Kugel-Teilchen-Modells 4. Heißluftballon – Heiße Luft als Antriebsmittel 4. Experimentelle Analyse des Einflusses der Temperatur auf die Dichte von Gasen. Hitze, Wind, Regen – Entstehung des Wetters Natürliche Wettereffekte und vom Menschen verursachte extreme Wettersituationen 1. Wie entsteht Wind? 1. Luftströmung durch unterschiedliche Druckverhältnisse 2. Treibhauseffekt und globale Erwärmung 2. Auswirkungen des natürlichen und Simulation des menschlichen Treibhauseffektes 3. SMOG – Problem der Vergangenheit? 3. Entstehung und Auswirkungen von SMOG in der Vergangenheit fortschrittlicher Kulturen und Gegenwart von Entwicklungsländern 4. Wie entstehen Wolken und Regen 4. Entstehung von Wolken und Regen durch Kondensation des Wassers in der Luft; Einfluss von Gebirgen. 5. Entstehung von Gewittern mit Blitz und Donner. 5. Bildung von Gewitterwolken durch starke Wasseraufnahme; Ladungsausgleich zwischen Luft und Boden 6. Katastrophenalarm durch Hurrikans: Kyrill (Deutschland 2007), Sandy (USA 2012)… 6. Bedingungen zur Entstehung eines Hurrikans 7. Ozonloch – Ein Loch im „Nichts“ 7. Auswirkungen von FCKW auf die Ozonschicht und Bildung von gesundheitsschädlichem Ozon in Bodennähe. Wettervorhersage – Ein Blick in die Zukunft Parameter zur Vorhersage des Wetters 1. Wetterberichte in der Zeitung und dem Fernsehen 1. Analyse der Daten auf einer Wetterkarte hinsichtlich der chemischen und physikalischen Hintergründe. 2. Erstellen eines eigenen Wetterberichtes 2. Erstellen eines aktuellen Wetterberichtes auf Grundlage der aktuellen Großwetterlage.