Naturwissenschaften

Nanomotoren in Natur und Technik

Veröffentlicht am 12.09.2006
  • Sekundarstufe II
  • 4-5 Stunden
  • Unterrichtsplanung, Arbeitsmaterial, Arbeitsblatt, Lernkontrolle, Thematischer Hintergrund
  • 1 Arbeitsmaterial

Am Beispiel der ATP-Synthase lernen die Jugendlichen den prinzipiellen Mechanismus der Energieumwandlung kennen. An diesem Enzym wird kinetische Energie von Protonen in „chemisch gebundene“ Energie in Form von ATP verwandelt. Durch den Protonenfluss wird der Rotationsmotor der ATP-Synthase in Gang gesetzt. Die Lernenden beschäftigen sich mit dieser natürlichen Nanomaschine sowie mit den ersten Chimären aus Natur und Technik und sie setzen sich mit den zukünftigen Einsatzmöglichkeiten auseinander.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau der Rotationsmaschine ATP-Synthase erwerben (Tertiär und Quartärstruktur).
  • prinzipielle Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären können.
  • die wichtigsten Mechanismen der Zelle, chemische Energie in Bewegung umzuwandeln, kennen lernen.
  • Proteinkomplexe in ihrer Eigenschaft als Motoren begreifen.
  • Anwendungsmöglichkeiten für Nanomotoren kennen lernen und selber Ideen entwickeln.
  • die Natur als Vorbild für technische Umsetzungen begreifen und dadurch ein Grundverständnis für die Bionik entwickeln.
  • Utopien und unwissenschaftliche Presseberichte analysieren und auf ihren sachlichen Gehalt reduzieren lernen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaNanomotoren in Natur und Technik
AutorinProf. Dr. Susanne Bickel
FachBiologie
ZielgruppeSek II, Leistungskurs, Projektunterricht zur Biotechnologie
Zeitraum4-5 Stunden
Technische VoraussetzungenRechner mit der Möglichkeit, Filme abzuspielen (zum Beispiel RealPlayer oder Quicktime Player, kostenlose Downloads), in ausreichender Anzahl (Partnerarbeit, Kleingruppen)
PlanungNanomotoren in Natur und Technik

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