Naturwissenschaften


In unserem Physikunterricht werden die verschiedensten Teilbereiche der Physik kompetent und anschaulich den Schülern näher gebracht. Dabei wird sowohl besonders auf das Verständnis, als auch auf das Entwickeln eigener Ideen Wert gelegt.

 

HIER EINE KLEINE ZUSAMMENFASSUNG DER BEHANDELTEN THEMEN:

Jahrgangsstufe 7:

In diesem Jahrgang wird den Schülern, als Schwerpunkt des Unterrichtsfaches „Natur und Technik“, die grundlegend Themenbereiche der Physik näher gebracht. Zuerst wird auf den elektrischen Strom eingegangen. Dabei werden Fragen zum Thema Strom und Stromkreise behandelt. Als nächstes wird auf die Mechanik eingegangen. Hierbei besteht die Konzentration auf die 3 Newtonschen Gesetzte. Als letztes Teilgebiet wird die Optik behandelt. Hierbei wird das Grundlegendste zum Thema Licht und Wellen unterrichtet.

Jahrgangsstufe 8:

Ab der 8. Jahrgangsstufe wird Physik als eigenständiges Fach unterrichtet. Als ersten Teilbereich wird alles zum Thema Energie und Arbeit erklärt. Dabei wird unter anderem besonders auf Energie in der Mechanik eingegangen. Anschließend wird den Schülern die Wärmelehre gezeigt und sie bekommen einen ersten Einblick in die Materie. Weiterhin wird, aufgreifend zur Elektrizitätslehre aus dem letzten Jahrgang, die elektrische Energie behandelt.

Jahrgangsstufe 9:

In dieser Jahrgangsstufe wird das Wissen aus den letzten beiden Jahrgängen vertieft. Dabei wird näher auf die Elektrik und die Atomphysik, sowie auf die Kinetik eingegangen.

Jahrgangsstufe 10:

Als weiteres Teilgebiet wird in diesem Jahrgang die Astrophysik als weiteres Teilgebiet behandelt. Unter anderem werden hier die keplerschen Gesetzte erklärt. Es folgt zudem ein Einblick in die Relativitätstheorie. Hierbei wird die spezielle sowie die allgemeine Relatifitätstheorie behandelt. Fortführend behandelt man weiterhin die Mechanik und die Optik.

Jahrgangsstufe 11:

Nun wird insbesondere auf die Elektrizitätslehre eingegangen. Dabei wird die elektrische Energie behandelt. Es wird auf Themen wie elektrisches Feld und magnetisches Feld sowie Induktion und elektromagnetische Wellen eingegangen. Unter anderem wird auch auf die Relativitätstheorie mittels Formeln eingegangen.

Jahrgangsstufe 12:

Diese Jahrgangsstufe ist voll und ganz der Atomphysik gewidmet . Aufbau sowie Struktur der Materie, Radioaktivität und Kernreaktionen sind der Schwerpunkt. In all diesen Bereichen wird die Theorie anschaulich mittels Experimenten und Versuchen erklärt. Dazu steht uns eine Vielzahl von Utensilien in der Physik Sammlung zur Verfügung.

 

HIER EIN PAAR EINDRÜCKE AUS UNSERER PHYSIK-ÜBUNG:

Physik 1 Physik 2
Physik 3 Physik 4

 

PHYSIK ALS PROFILFACH UND/ODER SEMINAR:

Optional kann an unserer Schule, wenn es angeboten wird, Astrophysik als Profilfach genommen werden.

Daneben wird auch des Öfteren ein Physik P- sowie W-Seminar angeboten.

 

 

NÜTZLICHE LERNANGEBOTE IM INTERNET:

Auf www.leifiphysik.de wird der Stoff der jeweiligen Jahrgänge nochmal erklärt.

Weiterhin gibt es nützliche Übungsaufgaben zum Lernen.

Diese Seite wird von unseren Physiklehrern besonders empfohlen und ist ebenfalls

eine häufig genutzte Quelle für die Lehrer.

Ebenso wie auch folgende Links:

http://physikaufgaben.de/

http://phys4u.de/

Fachbetreuer für das Fach Biologie ist

  • OStR Manfred Bartel

Lehrinhalte der Biologie sind in dem Fach Natur und Technik der 5. und 6. Klassen enthalten. Ab Jahrgangsstufe 8 ist Biologie ein eigenständiges Fach im Stundenplan.

Grundwissen B9 Nerven und  Hormone

 

Die Nervenzelle

 

Nervenzellen sind tierische Zellen, die auf die Weiterleitung und Verarbeitung von Informationen spezialisiert sind.

Die Informationen werden in Form von winzigen elektrischen Spannungen über die verzweigten Dendritenaufgenommen und über das sehr lange Axon weitergeleitet. An àSynapsen werden die Informationen auf die nächste Zelle übertragen.

Synpasen Synapsen dienen der Informationsübertragung von einer Nervenzelle auf eine weitere Muskel- oder Nervenzelle.

Dies geschieht meist dadurch, dass Neuro-transmitter genannte Stoffe durch den synaptischen Spaltàdiffundieren und nach dem àSchlüssel-Schloss-Prinzip an die Membran der zweiten Zelle binden.

Hormoneund Pheromone Hormone sind chemische Botenstoffe, die Informationen innerhalb eines Lebewesens übertragen (Pheromonedienen der Kommunikation zwischen Lebewesen).

Hormone und Pheromone finden sich auch bei Pflanzen und Pilzen. Sie binden nach demàSchlüssel-Schloss-Prinzip an passende Rezeptoren. Chemische Botenstoffe übertragen Informationen langsamer als Nervenzellen.

Stress Als Stress bezeichnet man Vorgänge, die den Körper vorübergehend in eine Situation erhöhter Leistungsbereitschaft versetzen. Dabei wird u.a. das àHormon Adrenalin ausgeschüttet, der Herzschlag beschleunigt und Zucker ins Blut freigesetzt.

Auf Dauer sind sowohl ständiger Stress als auch dessen permanente Abwesenheit ungesund.

Schlüssel-Schloss-Prinzip Das Schlüssel-Schloss-Prinzip beschreibt das Phänomen, das zwei oder mehr Strukturen räumlich genau zueinander passen müssen, um ihre biologische Funktion erfüllen zu können.

So können z.B. nur bestimmte àNeurotransmitter an ‚ihre‘ Rezeptoren binden, und àEnzyme können nur die passenden Substrate umsetzen.

Grundwissen B10.1  Stoffwechsel

Enzyme Enzyme gehören zur Stoffgruppe der →Proteine. Sie beschleunigen als Biokatalysatoren in Organismen chemische Reaktionen, indem sie die Aktivierungsenergie dieser herabsetzen. Sie sind auf ein bestimmtes Substrat spezialisiert (Substrat-spezifität), welches entsprechend des Schlüssel-Schloss-Prinzips zum aktiven Zentrum des Enzyms passen muss. Außerdem katalysieren sie nur eine von mehreren möglichen Reaktionen (Wirkungs-spezifität).
Diffusion Diffusion: Die Teilchen einer Flüssigkeit oder eines Gases verteilen sich mit der Zeit so in einem ihnen zur Verfügung stehenden Raum, dass bestehende Konzentrationsgefälle ausgeglichen werden.

Diffusion kann auch durch eine Membran erfolgen, wenn diese für die betreffenden Teilchen durchlässig ist.

Hämoglobin Der rote Blutfarbstoff in den Erythrozyten (rote Blutkörperchen) heißt Hämoglobinund ist das wichtigste Transportmolekül für Sauerstoff in unserem Körper.

Hämoglobin gehört zur Stoffgruppe der →Proteine.

Adenosintriphosphat ATP Adenosintriphosphat (ATP) treibt fast alle energieintensiven Vorgänge der Zelle an und wird deswegen auch als universeller Energieüberträger bezeichnet.

Die Energie wird für die Zelle verfügbar, wenn ATP eine Phosphatgruppe abspaltet und somit zu Adenosindiphosphat (ADP) reagiert.

Proteine Proteine bestehen aus verschiedenen, miteinander verknüpften Aminosäuren. Die Eigenschaften eines Proteins hängt maßgeblich von der Reihenfolge der Aminosäuren und seinem daraus resultierenden räumlichen Bau ab.

Proteine erfüllen im Körper viele Funktionen als Baustoffe, →Enzyme oder Transporter wie z.B. das →Hämoglobin.

Energieträger Glykogen: Vielfachzucker, der u.a. in der Leber aus zahlreichen Glukosemolekülen (Symbol: Sechseck) aufgebaut wird. Benötigt der Körper Energie, wird Glykogen abgebaut sodass Glukose für die Zellatmung zur Verfügung steht.

Fette bestehen jeweils aus einem Glycerinmolekül (Symbol: E) und meist drei damit verknüpften Fett­säuren (Symbol: Zickzacklinien). Fette dienen in der Zelle vor allem als Energieträger.

Zellatmung Alle Lebewesen setzen in den Mitochondrien Energie aus Nährstoffen frei. Diesen Vorgang nennt man Zellatmung.

Unter Verbrauch von Sauerstoff wird Traubenzucker zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut. Die dabei freiwerdende Energie wird zur Herstellung von → Adenosintriphosphatverwendet.

Grundwissen B10.3 Ökologie

Abiotische Umweltfaktoren Abiotische Umweltfaktoren sind alle chemische und physikalische Faktoren der unbelebten Umwelt, die in einem →Biotop auf die dort lebenden Lebewesen einwirken (also z.B. Licht, Temperatur, Wasser, Salzgehalt).
Biotische Faktoren Biotische Umweltfaktoren: Wechselbeziehungen aller in einem Biotop lebenden Organismen.

Hierzu zählen z.B.:

→Fressfeind-Beute-Beziehung

→Sym­biose

→Parasitismus

→Konkurrenzbeziehung.

Ökologische Nische Ökologische Nische:

Gesamtheit aller →ökologischen Potenzen einer Art. Das bedeutet: Die ökologische Nische ist die Summe aller biotischen und abiotischen Umweltfaktoren, die Voraussetzung für das Überleben einer Art sind.

Vorsicht: Die ‚ökologische Nische’ ist kein Ort!

Ökologie Ökologie: Teilgebiet der Biologie, das sich mit den Beziehungen zwischen Lebewesen und ihrer Umwelt beschäftigt.
Biotop

Biozönose

Ökosystem

Biosphäre

Biotop:  Lebensraum

Biozönose:  Alle Lebewesen eines Biotops

Ökosystem:  Ein Biotops mit seiner Biozönose

Biosphäre:  Alle Ökosysteme der Welt zusammen

Ökologische Potenz Die Fähigkeit eines Organismus, eine bestimmte Variationsbreite eines Umweltfaktors zu ertragen, nennt man ökologische Potenz.

Beispiel: Im Gegensatz zum Karpfen hat die Forelle nur eine sehr schmale ökologische Potenz bezüglich der Temperatur.

Räuber-Beute-Beziehung Bei der Räuber-Beute-Beziehung  hat der Räuber einen Vorteil, während die Beute einen Nachteil hat: Sie ist eine (+-)-Beziehung.

Die Populationsdichten von Räuber und Beute sind voneinander abhängig. Die Wechselwirkungen lassen sich in einem Kausalpfeil-Schema darstellen.

Symbiose Die Symbiose ist eine (++)-Beziehung: Beide beteiligten Arten ziehen einen Nutzen aus dem Zusammenleben.

Beispiel Mykorrhiza:

Pilzhyphen vergrößern Oberfläche von Pflanzen-wurzeln & helfen so bei der Wasseraufnahme. Die Pflanzen versorgen im Gegenzug die Pilze mit Nährstoffen.

Parasitismus Der Parasitismus ist eine (+-)-Beziehung: Der Parasit lebt auf Kosten des Wirtes.

Ektoparasiten leben auf ihrem Wirt (z.B. Zecke),

Endoparasiten leben in ihrem Wirt (z.B. Bandwurm).

Konkurrenz Die Konkurrenz ist eine (–)-Beziehung. Zwei oder mehr Arten mit gleichen Umweltansprüchen können nicht dauerhaft im selben Ökosystem überleben (Konkurrenzausschlussprinzip)

Mögliche Folgen:

·  Verdrängung der konkurrenzschwächeren Art

·  Konkurrenzvermeidung durch Einnischung   (=Ausweichen auf Randbereiche der   →ökologischen Potenz

Stoffkreisläufe Stoffkreisläufe:

Wiederverwertung von Stoffen innerhalb eines Ökosystems (vgl. Recycling).

Beispiel Kohlenstoffkreislauf: In der →Fotosynthese wird Kohlenstoff als Traubenzucker gebunden (’Kohlenstofffixierung). Bei der →Zellatmung wird der Kohlenstoff als CO2 wieder freigesetzt.

Düngung Damit Pflanzen gut wachsen und hohe Erträge bringen, werden sie gedüngt.

Hauptdünger: NPK-Dünger enthalten Salze der Elemente Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K).

Vorsicht: Pflanzen ernähren sich autotroph durch Fotosynthese – Dünger liefern der Pflanze also keine Energie, sondern lediglich Baustoffe, z.B. Stickstoffatome für den Bau von Proteinen und Phosphoratome zur →ATP-Synthese!

Fotosynthese Pflanzen können in ihren Chloroplasten Lichtenergie verwenden, um energiereiche Nährstoffe aus Wasser und Kohlenstoffdioxid herzustellen. Dabei wird als Abfallprodukt Sauerstoff frei.

Dieser Fotosynthesegenannter Vorgang ist die Grundlage allen Lebens, weil er die für die →Zellatmung benötigten Stoffe bereitstellt.

Nachhaltigkeit Das Konzept der Nachhaltigkeit beschreibt die Nutzung der natürlichen Ressourcen in der Weise, dass einerseits die aktuellen Bedürfnisse unserer Gesellschaft befriedigt werden, ohne dass dabei andererseits die Lebensgrundlagen auf der Erde zerstört werden.

Fachbetreuer für das Fach Chemie ist

  • Herr StR Sebastian Reitzenstein

Im G8 setzt Chemie im NTG mit Jahrgangsstufe 8 ein und ist mit einer zusätzlichen Profilstunde versehen. Im WWG und SG setzt Chemie in Klasse 9 ein.

In der neuen Oberstufe kann es als naturwissenschaftliches Fach und als Seminarfach gewählt werden.