Naturwissenschaftliche Demonstrationsversuche

Experimente sind zu einem unverzichtbaren Teil des Unterrichts geworden. Unverzichtbar deshalb, weil die Kombination aus theoretischem Wissen mit experimentellen Unterrichtsblöcken das Lernen erleichtert und nachhaltige Lernerfolge sichert.

Gerne stellen wir Ihnen - auch auf vielfachen Wunsch Ihrer Kolleginnen und Kollegen - regelmäßig spannende Experimente vor, die einfach in der Handhabung sind und Ihnen Ihren Schulalltag erleichtern.

Wir beginnen unsere Serie mit einem Experiment aus dem Bereich der Physik (Opto-Elektronik) sowie der Biochemie (Aminosäuren und Proteine). Schon heute wünschen wir Ihnen viel Erfolg bei der Durchführung der Experimente.

OPTO-ELEKTRONIK

D4.1.3.4.a Parallelschaltung von Solarzellen - Aufbau mit Leiterbausteinen

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Einfache Untersuchungen und Messungen an Solarzellen sind auch vor dem Verständnis von Halbleiterübergängen notwendig. Auf der einen Seite wird die Umwandlung von Lichtenergie (z.B. Sonnenstrahlung) in elektrische Energie durch Solarzellen erkannt, auf der anderen Seite wird auch quantitativ an Solarzellen gemessen.

Jede einzelne Solarzelle liefert eine Leerlaufspannung von ca. 0,5 V und eine von der Beleuchtung abhängige Kurzschlussstromstärke. Bei Parallelschaltung wird die Kurzschlussstromstärke durch effektive Vergrößerung der Fläche vergrößert, wohingegen die Leerlaufspannung unverändert bleibt. Erst durch Reihenschaltung können höhere Spannungen erzeugt werden.

Im vorliegenden Experiment (D4.1.3.4.a) wird mit Bausteinen gearbeitet, die an eine Magnethafttafel zur Demonstration gehängt werden. Gleichzeitig könnten Schüler mit gleichen Bausteinen die Experimente selber durchführen.

Die passende Versuchsanleitung können Sie hier runterladen.

AMINOSÄUREN UND PROTEINE

C.6.1.2.1. Enzymatik: Harnstoffspaltung durch Urease

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Proteine stellen die Art von Biomolekülen dar, welche aus Aminosäuren zusammengesetzt werden. In der Natur gibt es 20 Aminosäuren, die in Proteinen gefunden wurden (proteinogene Aminosäuren). Alle proteinogenen Aminosäuren sind α-Aminosäuren. Es handelt sich dabei um Carbonsäuren, die in α-Position (nächstes C-Atom) eine Aminogruppe besitzen.

Bei der Proteinsynthese reagiert die Carbonsäuregruppe der einen Aminosäure mit der Aminofunktion der nächsten in einer Kondensationsreaktion. Es bildet sich eine Peptidbindung. Aminosäuren können in fast jeder Sequenz durch Peptidbindungen verknüpft sein. Deshalb ist die Anzahl an verschiedenen Proteinen sehr hoch.

Proteine sind Bestandteile der Zellen. Man unterscheidet Gerüstproteine, die für Stabilität sorgen, von globulären, löslichen Proteinen. Eine Untergruppe der globulären Proteine bilden die Enzyme, die Reaktionen katalysieren. Sie spielen z.B. bei der Verdauung von Nahrung eine wichtige Rolle.

In Versuch C6.1.2.1 wird das Enzym Urease näher untersucht. Urease spaltet den Harnstoff in Ammonium- und Carbonat-Ionen. Da eine Harnstofflösung den Strom nicht leitet - eine Lösung mit Ammonium und Carbonat aber schon - kann die Reaktion mit Leitfähigkeitsmessungen verfolgt werden. Es werden die maximale Reaktionsgeschwindigkeit, die Michaeliskonstante und die Enzymkonzentration bestimmt.

Die passende Versuchsanleitung können Sie hier runterladen. In unserem
Versuchekatalog Chemie finden Sie weitere spannende Experimente.