Un­ter­richts­ver­lauf

In­for­ma­tio­nen für die Lehr­kraft

Die The­men­blö­cke „Koh­len­hy­dra­te“ und „Pro­te­ine“ wer­den an­hand von Ge­lier­mit­teln be­ar­bei­tet. Die­ser An­satz bie­tet einen star­ken All­tags­be­zug zu den im Haus­halt oft ver­wen­de­ten Ver­di­ckungs- und Ge­lier­mit­teln. Alle be­trach­te­ten Ge­lier­mit­tel sind Ma­kro­mo­le­kü­le und wei­sen einen für Schü­ler auf den ers­ten Blick kom­pli­zier­ten Bau auf. Es ist für das Ver­ständ­nis des The­men­kom­ple­xes ge­ra­de­zu un­er­läss­lich, im Vor­feld eine gründ­li­che Wie­der­ho­lung der Stoff­klas­sen der or­ga­ni­schen Che­mie sowie der zwi­schen­mo­le­ku­la­ren Kräf­te vor­zu­neh­men. Im par­al­lel vor­lie­gen­den Cur­ri­cu­lum ist er­sicht­lich, dass die Stoff­klas­se der „Fette“ vor den „Koh­len­hy­dra­ten“ und „Pro­te­inen“ un­ter­rich­tet wer­den soll. Dafür gibt es keine zwin­gen­den Grün­de und kann als Al­ter­na­ti­ve auch in um­ge­kehr­ter Rei­hen­fol­ge un­ter­rich­tet wer­den.

im Vor­feld der Un­ter­richts­ein­heit ist be­reits er­folgt:

• Wie­der­ho­lung der Stoff­klas­sen der or­ga­ni­schen Che­mie
• Wie­der­ho­lung der zwi­schen­mo­le­ku­la­ren Kräf­te
• even­tu­ell The­men­kom­plex „Fette“ (siehe Cur­ri­cu­lum)

1. Dop­pel­stun­de:

Her­stel­lung von Gum­mi­bär­chen

Aus Frucht­saft und 4 ver­schie­de­nen Ge­lier­mit­teln wer­den Gum­mi­bär­chen her­ge­stellt. (siehe Ka­pi­tel „Re­zep­te Gum­mi­bär­chen“)

Fol­gen­der Stun­den­ver­lauf wird vor­ge­schla­gen:

• Grup­pen­ar­beit (2 x 4 Grup­pen), jedes Ge­lier­mit­tel wird von 2 Grup­pen ein­ge­setzt, um dar­aus Gum­mi­bär­chen her­zu­stel­len
• Ver­wen­dung von le­bens­mit­tel­taug­li­chen Che­mi­ka­li­en und Ge­rä­ten, um die Gum­mi­bär­chen ver­zeh­ren zu kön­nen

2. Dop­pel­stun­de:

Ver­gleich der Mo­le­kül­struk­tu­ren der Ge­lier­mit­tel Ver­kos­tung der Gum­mi­bär­chen

Mit der Ver­kos­tung der Gum­mi­bär­chen kann un­ver­züg­lich zu Stun­den­be­ginn be­gon­nen wer­den. An­hand der Ar­beits­blät­ter „Mo­le­kül­struk­tu­ren“ wer­den dann die Mo­le­kül­struk­tu­ren der ver­wen­de­ten Ge­lier­mit­tel be­trach­tet. Dabei hat man die Wahl, ob man die Va­ri­an­te vor­zieht, bei der die Namen der Mo­no­me­re an­ge­ge­ben sind, oder die Va­ri­an­te ohne An­ga­be der Namen der Mo­no­me­re. Als Er­geb­nis soll le­dig­lich fest­ge­hal­ten wer­den, dass es zwei grund­sätz­lich ver­schie­de­ne Stoff­klas­sen gibt, die sich als Ge­lier­mit­tel eig­nen: die Koh­len­hy­dra­te und die Pro­te­ine.

In den fol­gen­den Stun­den muss man sich den Grund­la­gen der Koh­len­hy­dra­te und Pro­te­ine zu­wen­den. In die­ser Dop­pel­stun­de be­ginnt man be­reits mit der Be­spre­chung einer der bei­den Stoff­klas­sen (siehe 3. Dop­pel­stun­de).

3. und 4. Dop­pel­stun­de:

Ba­sis­wis­sen Koh­len­hy­dra­te

Um die Mo­le­kül­struk­tur der ein­ge­setz­ten Ge­lier­mit­tel ver­ste­hen zu kön­nen, müs­sen nun die Grund­la­gen ge­legt wer­den. Dies er­folgt nach be­währ­tem Mus­ter, indem die nö­ti­gen her­ge­brach­ten Wis­sens­bau­stei­ne an­ein­an­der­ge­fügt wer­den.

Fol­gen­de As­pek­te sol­len be­spro­chen wer­den:

• asym­me­tri­sches Koh­len­stoff­atom, D/L-Kon­fi­gu­ra­ti­on
• FI­SCHER-Pro­jek­ti­on der D- Glu­co­se
• HA­WORTH-Pro­jek­tio­nen der α/β-D-Glu­co­se
• wei­te­re Mo­no­sac­cha­ri­de (siehe Mo­le­kül­struk­tu­ren der Ge­lier­mit­tel)
• Ver­knüp­fung von Mo­no­sac­cha­ri­den zu Di­sac­cha­ri­den
• Ver­knüp­fung zu Po­ly­sac­cha­ri­den
• BE­NE­DICT-Probe oder TOL­LENS-Probe mit ver­schie­de­nen Koh­len­hy­dra­ten

5. Dop­pel­stun­de:

Mo­le­kül­struk­tur der Ge­lier­mit­tel (Koh­len­hy­dra­te)

Mit dem er­wor­be­nen Grund­la­gen­wis­sen über die Koh­len­hy­dra­te wen­det man sich er­neut den Mo­le­kül­struk­tu­ren der Ge­lier­mit­tel zu und be­trach­tet die Koh­len­hy­dra­te unter ihnen ge­nau­er (Agar-Agar, Jo­han­nis­brot­kern­mehl, Pek­tin).

Ana­ly­se der Mo­le­kül­struk­tu­ren der drei Koh­len­hy­dra­te:

• Aus wel­chen Mo­no­sac­cha­ri­den sind die Ge­lier­mit­tel auf­ge­baut?
• Wie sind die Mo­no­sac­cha­ri­de ver­knüpft?
• Wir­ken sie re­du­zie­rend (Be­ne­dict-Probe oder Tol­lens-Probe)?
• Wor­auf be­ruht die gel­bil­den­de Wir­kung?

6. und 7. Dop­pel­stun­de:

Ba­sis­wis­sen Ami­no­säu­ren und Pro­te­ine

Aus­ge­hend von der Mo­le­kül­struk­tur der Ge­la­ti­ne wen­det man sich zu­nächst der grund­le­gen­den Bau­ein­heit - den Ami­no­säu­ren - zu, um sich an­schlie­ßend den Pro­te­inen wid­men zu kön­nen.

Fol­gen­de As­pek­te sol­len be­spro­chen wer­den:

• FI­SCHER-Pro­jek­ti­on der α-Ami­no­säu­ren
• Bil­dung von Di­pep­ti­den und Po­ly­pep­ti­den
• Bi­uret- und Nin­hy­drin-Probe

8. Dop­pel­stun­de:

Mo­le­kül­struk­tur der Ge­la­ti­ne

Mit der Kennt­nis über den Auf­bau der Ami­no­säu­ren und Pro­te­ine ana­ly­siert man er­neut die Mo­le­kül­struk­tur der Ge­la­ti­ne.

Ana­ly­se der Mo­le­kül­struk­tu­ren der Ge­la­ti­ne:

• Aus wel­chen Ami­no­säu­ren ist die Ge­la­ti­ne auf­ge­baut?
• Wie sind die Ami­no­säu­ren ver­knüpft?
• Durch­füh­rung der Bi­uret- und Nin­hy­drin-Probe
• Wor­auf be­ruht die gel­bil­den­de Wir­kung?

9. Dop­pel­stun­de:

Ge­mein­sam­kei­ten und Un­ter­schie­de zwi­schen den Ge­lier­mit­teln

Zum Ab­schluss der Ein­heit „Ge­lier­mit­tel“ wird auf die Ge­mein­sam­kei­ten und Un­ter­schie­de zwi­schen den Ge­lier­mit­teln ein­ge­gan­gen. Ob­wohl zwi­schen den Stoff­klas­sen der Koh­len­hy­dra­te und Pro­te­ine große struk­tu­rel­le Un­ter­schie­de be­ste­hen, eig­nen sie sich doch beide als Ge­lier­mit­tel. Damit kann auf den Zu­sam­men­hang zwi­schen Struk­tur und Ei­gen­schaf­ten ein­ge­gan­gen wer­den; ins­be­son­de­re auf die Mög­lich­keit der Was­ser­an­la­ge­rung als Vor­aus­set­zung für die Ge­lier­wir­kung.

Un­ter­richts­ver­lauf: Her­un­ter­la­den [docx][65 KB]

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Wei­ter zu Re­zep­te