Chemie derde graad tso



Dovnload 1.05 Mb.
Pagina2/17
Datum22.07.2016
Grootte1.05 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

5.2 Basismateriaal 180

5.2 Basismateriaal 180

5.3 Specifiek materiaal 181

5.3 Specifiek materiaal 181

6 Evaluatie 182

6.1 Algemeen 182

6.1 Algemeen 182

6.2 Evaluatie van het practicum 182

6.2 Evaluatie van het practicum 182

7 Bibliografie 183

7.1 Schoolboeken 183

7.1 Schoolboeken 183

7.2 Uitgaven van Pedagogische-didactische centra 184

7.2 Uitgaven van Pedagogische-didactische centra 184

7.3 Tijdschriften 184

7.3 Tijdschriften 184

7.4 Naslagwerken 184

7.4 Naslagwerken 184

7.5 Internetsites 184

7.5 Internetsites 184



  1. Beginsituatie

De leerlingen van het eerste leerjaar van de derde graad in de studierichting “Chemie” kunnen een sterk verschillende achtergrond voor biologie hebben.
Vermoedelijk zullen de meeste leerlingen de studierichting “Techniek-wetenschappen” of “Biotechnische wetenschappen” in de tweede graad gevolgd hebben.
Leerlingen uit diverse studierichtingen van de tweede graad met goede wetenschappelijke basis, kunnen eveneens de studierichting “Chemie” in de derde graad aanvatten.

In de eerste graad vertrekt de leerling van observaties in een biotoop. Daarna verwerft hij een eerste inzicht in de bouw van zowel de zaadplant als van het zoogdier (met inbegrip van de mens) door macro- en microscopische observatie, gaande tot op het niveau van de cel. Eventueel komt de functionele bouw van andere gewervelde dieren aan bod.


Daarna worden de levensverrichtingen voeding, voortplanting, ademhaling, uitscheiding en transport behandeld. In de scholen die in het tweede leerjaar voor twee lesuren biologie opteren, worden deze functies zowel bij gewervelde dieren als bij zaadplanten grondig bestudeerd. Indien in het tweede leerjaar slechts één lesuur biologie ingericht wordt, bestudeert de leerling de laatste drie functies (ademhaling, uitscheiding en transport) alleen bij de zoogdieren en in hoofdzaak bij de mens. Gelijkenissen en verschillen van deze functies tussen zaadplanten en gewervelde dieren komen dan niet ter sprake omdat de tijd ontbreekt om deze proefondervindelijk aan te tonen. Het inzicht in deze functies is daarom beperkter. Daarenboven wordt niet uitgegaan van een biotoopstudie, zodat de leerling ook minder inzicht verwerft in het instandhouden van een natuurlijk evenwicht in en buiten het levend organisme.

In de tweede graad wordt het verschil in de verworven leerinhouden en vaardigheden nog groter en deze accumuleren met de voorgaande verschillen.


In het eerste leerjaar van de tweede graad observeert de leerling de organismen tegen de achtergrond van een veranderend milieu. Proefondervindelijk onderzoekt hij hoe planten, dieren en de mens op die veranderingen reageren en hoe deze reacties in het organisme gecoördineerd worden. Hierdoor wordt voorlopig een einde gemaakt aan de systematische studie van de verschillende levensverrichtingen. Deze studie vormt een afgerond geheel.
De leerstof van het tweede leerjaar vormt in zekere zin een afzonderlijk geheel, maar is toch noodzakelijk om, op een inzichtelijke wijze, de leerstof van de derde graad te verwerven. In dit tweede leerjaar zoekt de leerling naar een zinvol classificatiesysteem van planten, gebaseerd op normen of criteria die niet steeds absoluut zijn. Dieren worden vervolgens geordend en geclassificeerd in een gegeven systeem. Het plantenrijk en het dierenrijk worden aangevuld met het rijk van de zwammen, het rijk van de eencellige organismen en dit van de prokaryoten.
Verder onderzoekt hij de verschillende mogelijkheden waardoor individuen met elkaar in relatie staan, en dit voor individuen zowel van dezelfde soort als van verschillende soorten. De leerling stelt vast dat die relaties tot een gezond evenwicht in de natuur leiden en dat dit gemakkelijk door de mens kan verstoord worden. De leerlingen die in de tweede graad de studierichting "Techniek-wetenschappen" of “Biotechnische wetenschappen” volgden, kregen nog een bijkomend uur laboratorium afgestemd op de lessen theorie.

Een aantal leerlingen kunnen inhoudelijke tekorten vertonen op het gebied van de vergelijkende studie van ademhaling, uitscheiding en transport bij andere organismen dan de mens.


Sommigen kunnen ook minder achtergrondkennis hebben ten opzichte van andere leerlingen over:

  • biotoopstudie met kennis van enkele lagere planten en dieren;

  • classificatie van organismen;

  • onderlinge relaties van organismen en hun milieu.

Tenslotte zullen leerlingen, die in de tweede graad niet de richting “Techniek-wetenschappen” of “Biotechnische wetenschappen“ gevolgd hebben, wat achterstand hebben in vaardigheden bij practica.

  1. Algemene doelstellingen

De algemene doelstellingen biologie omvatten uiteraard cognitieve, psychomotorische en dynamisch-affectieve componenten. Deze doelstellingen dienen verwezenlijkt te zijn op het einde van het tweede leerjaar van de derde graad.

    1. Het verwerven van fundamentele biologische inzichten

  • De eenheid van de levende wezens zien in hun complexiteit van vormen. Deze eenheid gaat terug op de chemische samenstelling, de cellulaire opbouw en specifieke levensfuncties.

  • Inzicht verwerven in de wijze waarop biologisch evenwicht wordt bereikt in de organismen zelf en tussen de organismen en hun milieu.

  • Inzichten verwerven in de erfelijkheid: erfelijkheidswetten, chromosoomstructuur, functie van de genen en vertalen van de genetische informatie, biotechnologie.

  • Inzicht krijgen in de betekenis (zowel positief als negatief) van micro-organismen.

  • De unieke situatie van de mens in de natuur beseffen en de belangrijke plaats die hij daarin bekleedt, aantonen.

    1. Het beheersen van de volgende technieken

  • Observatietechnieken: gebruik van loep en vooral van microscoop, waarbij de waarnemingen kunnen vastgelegd worden in schetsen.

  • Maken van eenvoudige preparaten.

  • Basistechnieken van de microbiologie beheersen.

  • Kwalitatieve en kwantitatieve analyses uitvoeren.

  • Opstellen van proefapparatuur; volgen en controleren van het proefverloop.

  • Meettechnieken uitvoeren voor lengte, oppervlakte, volume, massa, temperatuur, lichtintensiteit, tijd, pH.

  • Vastleggen van biologische gegevens in tabellen en grafieken; dergelijke tabellen en grafieken interpreteren.

  • ICT verantwoord gebruiken.

    1. Het verwerven van een positief-wetenschappelijke probleemaanpak, gericht op de levende natuur

Dit betekent:

  • zien en formuleren van een probleem;

  • opstellen van een hypothese;

  • toetsen van de hypothese aan de werkelijkheid door middel van experimenten;

  • logisch beredeneren van de vaststellingen;

  • formuleren van besluiten die geconfronteerd worden met het uitgangspunt of met het hoofdprobleem, waarbij verbanden worden gelegd.

Dit impliceert enerzijds een aantal onderzoeksvaardigheden en oefent anderzijds de attitude om een gegeven probleem wetenschappelijk te benaderen.

    1. Het verwerven van een verantwoorde attitude tegenover de levende natuur

Deze omvat:

  • aandacht en eerbied voor levende wezens;

  • verantwoordelijkheid voor eigen leven en voor het voortbestaan van de soort (hygiëne, erfelijkheid, eugenetica, bio-ethiek);

  • individuele en collectieve milieuverantwoordelijkheid; interesse voor het gevoerde en het te voeren milieubeleid;

  • vanuit de biologie doordringen in problemen met sociale en ethische dimensie zoals: erfelijkheid, biotechnologie …

  1. Algemene pedagogisch-didactische wenken en didactische middelen

De wetenschappelijke methode

In de derde graad staan algemene biologische inzichten centraal. Het is aan te raden zoveel mogelijk uit te gaan van directe observatie of waarneming van levend of bewaard materiaal, eerst op microscopisch niveau om dan geleidelijk de studie op elektronenmicroscopisch niveau en soms tot op moleculair niveau voort te zetten.

Na dit onderzoek van levend of bewaard materiaal kan verder stapsgewijze geabstraheerd worden door gebruik te maken van een driedimensionaal model, een dia, een plaat of een schets. Het zelfstandig tekenen kan voor de leerling een hulp zijn in het voorstellen van structuren: één duidelijke figuur kan soms meer zeggen dan duizend woorden.
Door gebruik te maken van aangepast didactisch materiaal kunnen de lessen veel verlevendigd worden en zal de motivatie van de leerlingen aangescherpt worden. In de lessen biologie kan ruim gebruikgemaakt worden van levend materiaal, preparaten, driedimensionale modellen, structuren ... dingen die een leerboek nooit kan bieden.

Tenslotte kan als laatste fase van abstractie de opgedane kennis verbaal geformuleerd worden. De leraar benoemt de geziene structuren. Waarnemingen, besluiten en afgeleide inzichten worden samen met de leerlingen geformuleerd.

Het zal niet altijd mogelijk zijn deze stapsgewijze methode te volgen; toch staat de geleidelijke overgang van concreet naar abstract, van macroscopisch naar microscopisch en submicroscopisch, garant voor het vormen van inzicht in structuur en functie van de levende materie.

De directe waarneming blijft de steunpilaar van de methode. Dit betekent dat de studie van elke leerinhoud vertrekt van concreet materiaal.

Onder de rubriek vaardigheden (2.3) werd reeds uiteengezet dat van de leerlingen verwacht wordt dat ze zich de natuurwetenschappelijke methode eigen maken. Logischerwijze zal de leraar deze methode hanteren bij de uitwerking van de leerstof. Functies en inzichten worden dan ook afgeleid door experimenten in de klas, gedachte-experimenten of weergave van het onderzoek dat door wetenschappers gebeurde.

Basisleerstof – uitbreidingsleerstof

De basisleerinhouden behandelen items specifiek voor de studierichting. Zij worden bij voorkeur ondersteund door practica. Onderwerpen als voorplanting, immunologie … kunnen in bijkomende (complementaire) uren aangeboden worden.



  1. Leerinhouden

Opmerkingen:

  • Leerinhouden die in uitbreiding behandeld kunnen worden, zijn met een (U) aangeduid.

  • Er moeten minstens 3 lesuren leerlingenpractica voorzien worden per leerjaar. Suggesties voor practica vind je onder 5.5.

  • Indien meer dan 2 graadsuren ingericht worden, dan lijkt het wenselijk dat 1/3 van de beschikbare tijd aan leerlingenpractica (gespreid over de leerstof) besteed wordt.

    1. De cel

      1. Functionele morfologie van de cel

  • Microscopische structuur

  • Submicroscopische structuur

      1. Fysiologie van de cel

  • Transportsystemen tussen cellen en hun milieu

  • Enzymen

  • Fotosynthese (U)

  • Celademhaling (U)

      1. Celdelingen

  • Structuur en duplicatie van DNA

  • Mitose en meiose

    1. Voortplanting bij de mens (U)

  • Bouw van het mannelijke en vrouwelijke voortplantingsstelsel

  • Hormonale regeling bij de vorming en de rijping van de voortplantingscellen

  • Bevruchting, beginselen van embryologie, geboorte

  • Regelingsfactoren van de vruchtbaarheid

  • Seksueel overdraagbare aandoeningen (aids, syfilis ...)

  • Biosociaal thema

    1. Erfelijkheid

      1. Klassieke genetica

  • Begrippen variabiliteit, modificatie, fenotype en genotype

  • Mono- en dihybride kruising

  • Vormen van

  • multipele allelen

  • polygenie (U)

  • Gekoppelde genen, crossing-over (U)

  • Erfelijkheid van het geslacht, geslachtsgebonden erfelijkheid

      1. Moleculaire genetica

  • Eiwitsynthese

  • Genexpressie

      1. Mutaties

  • Soorten

  • Oorzaken

      1. Biotechnologie

  • Natuurlijke genoverdracht

  • Toepassingen van genetische manipulatie

  • Biotechnologische technieken

  • Biosociaal thema

    1. Microbiologie

      1. Bacteriën

      1. Virussen: bouw en voortplanting (U)

      2. Onze afweer tegen micro-organismen (U)

  • Pathogeen vermogen van micro-organismen

  • Onze afweersystemen

  • Allergieën

  • Preventie en bestrijding van infecties

  1. Leerplandoelstellingen, leerinhouden en didactische wenken

    1. De cel

      1. Functionele morfologie van de cel

  • Microscopische structuur

  • Submicroscopische structuur



LEERPLANDOELSTELLINGEN

DIDACTISCHE WENKEN

1

Door microscopisch onderzoek van plantencellen en dierlijke cellen de afmetingen schatten van cellen en de observeerbare structuren benoemen.

In een practicum kunnen leerlingen verschillende celtypes (of soorten cellen) met hun structuren observeren. Door observatie van ui-, waterpest-, mondepitheelcellen … kunnen de leerlingen de ver- schillen afleiden tussen plantaardige en dierlijke cellen. Tevens kunnen ze vaststellen dat de cel als morfologische basisstructuur fungeert. Een eenvoudige schets van een dierlijke en een plantaardige volstaat.
Enkele suggesties vind je onder practicum 1 'Microscopische studie van cellen'.

2

Op elektronenmicroscopische foto’s en schema’s van plantencellen en dierlijke cellen submicroscopisch waarneembare celstructuren aan- duiden, benoemen, de functies verwoorden en verschillen tussen beide celtypes weergeven.

Op het internet kan gezocht worden naar elektronenmicroscopische foto’s. Hieraan kan een ICT-opdracht gekoppeld worden.
Het is belangrijk dat leerlingen inzien dat cellen driedimensionaal zijn en dat ze inzicht krijgen in de functies van celorganellen en hun coherentie, waardoor een cel haar levensfuncties kan vervullen.
Waar mogelijk, kan verwezen worden naar eigen- schappen van organellen die ook op macroniveau waarneembaar zijn, zoals bv. kleur van chromo- en chloroplasten, smaakstoffen in vacuolen …
Indien de gelegenheid zich voordoet is het interessant een bezoek te brengen aan een wetenschappelijk instituut dat beschikt over een elektronenmicroscoop.
Enkele suggesties voor een leerlingenproef vind je onder practicum 2 'Submicroscopische structuur van cellen'.

3

Verklaren dat de meeste celorganellen door membranen begrensd zijn en de bouw van een eenheidsmembraan schematisch weergeven.

Het is niet de bedoeling erg diep in te gaan op de biochemische structuur van membranen. Het is voldoende dat de leerlingen beseffen dat de moleculen aan één zijde hydrofiel en aan de andere hydrofoob zijn om de eigenschappen van eenheidsmembranen uit te leggen. De functies van membranen kunnen later aan bod komen.

      1. Fysiologie van de cel

  • Transportsystemen tussen cellen en hun milieu

  • Enzymen

  • Fotosynthese (U)

  • Celademhaling (U)



LEERPLANDOELSTELLINGEN

DIDACTISCHE WENKEN




Transportsystemen tussen cellen en hun milieu




4

Passief en actief transport van stoffen doorheen een (cel-)membraan omschrijven, factoren verklaren die dit transport beïnvloeden en van elk type voorbeelden bij organismen geven.

Door een onderwijsleergesprek kan met leerlingen gezocht worden naar factoren (grootte van de moleculen, lading, concentratie ) die de doorgang van stoffen doorheen een membraan beïnvloeden. Hier kan verwezen worden naar de lessen chemie.
De fysische processen diffusie en osmose kunnen worden opgefrist. Voorbeelden ervan bij organismen worden behandeld.
Als voorbeeld van actief transport kan resorptie van glucose in de nierkanaaltjes, de Na+-K+-pomp in zenuwcellen of resorptie van sommige voedingsstoffen doorheen de darmwand besproken worden.
Er kan verwezen worden naar de bouw van een membraan, waardoor de rol van sommige eiwitten (carriers, kanaaleiwitten) in het membraan duidelijk wordt.
De betekenis van de verschillende transportsystemen wordt telkens toegelicht.
Hieraan kan een ICT-opdracht gekoppeld worden.
Suggesties voor een leerlingenproef vind je onder practicum 3 'Diffusie en osmose'.

5

Aan de hand van voorbeelden een inhoud formuleren voor de begrippen endo- en exocytose.

Vertrekkend van een waarneming op levende cellen (amoebe, pantoffeldiertje ...), op video, op internet, op een microscopische foto en/of op een schets kunnen de begrippen endocytose (fagocytose, pinocytose) en exocytose aangebracht worden; de betekenis ervan voor de cel wordt verduidelijkt.
Het belang van het Golgi-apparaat voor exocytose wordt besproken.




Enzymen




6

Uit resultaten van experimenten vaststellen dat enzymen reacties katalyseren, dat hun werking beïnvloed wordt door o.a. temperatuur en pH en die invloeden grafisch voorstellen.

Uit eenvoudige proeven kunnen leerlingen afleiden dat enzymen de omzetting van stoffen beïnvloeden. De werking van enzymen als biokatalysatoren kan vergeleken worden met de werking van katalysatoren uit de anorganische chemie (bv. MnO2 ).
Deze doelstelling kan in een practicum verwezenlijkt worden. Ook met de computer kan de invloed van diverse factoren op een enzymatische reactie gesimuleerd worden en zelfs met real-time-metingen onderzocht worden.
Enkele suggesties vind je onder practicum 4 'Enzymen'

7

Uit resultaten van experimenten vaststellen dat enzymen uit eiwitten bestaan en dat hun specifieke werking hiermee verband houdt. De enzymwerking schematisch voor- stellen.

Er kan experimenteel worden vastgesteld dat elk enzym slechts één specifieke reactie katalyseert (sleutel-slot-principe).
Omdat enzymatische reacties dynamische processen zijn, kan hierbij gebruikgemaakt worden van modellen of van ICT-animaties.
De functie van sommige vitaminen als co-enzym kan als voorbeeld aangebracht worden.
Enkele suggesties voor een leerlingenproef vind je onder practicum 4 'Enzymen'

8

Afleiden dat alle biochemische reacties door enzymen gekatalyseerd worden. (U)

Wie over een plaat beschikt met een overzicht van de biochemische reacties kan gemakkelijk aantonen dat alle reacties door (specifieke) enzymen gekatalyseerd worden.

9

Verwoorden wat de betekenis is van een inhibitor voor de enzymatische werking. (U)

Als voorbeeld kan de werking van CO op het cytochroomsysteem aangehaald worden. De invloed van een inhibitor kan grafisch voorgesteld worden.




Fotosynthese (U)




10

11


Aantonen hoe de submicroscopische structuur van een bladgroenkorrel aan fotosynthese is aangepast. (U)

Het biochemische proces van de fotosynthese schematisch weergeven. (U)



De centrale vraag is hoe levende wezens aan hun energie geraken en hoe de energieflow in elkaar steekt. De rol van ATP als energietransporteur wordt hier benadrukt.

In de eerste graad werd de fotosynthese van planten proefondervindelijk onderzocht; zo werd de functie van de fotosynthese vastgesteld. Nadien werden de structuren van het blad en hun aanpassingen aan de functie bestudeerd. Hoe de fotosynthese in de bladgroenkorrel verloopt, werd niet behandeld. Dit is nieuw en vraagt een studie van de submicroscopische structuur van de bladgroenkorrel. Het biochemische proces wordt uiteindelijk schematisch voorgesteld.


Enkele suggesties voor een leerlingenproef vind je onder practicum 5 'Fotosynthese'.

12

Factoren die fotosynthese beïnvloeden experimenteel onder- zoeken en verklaren. (U)

Hieraan kan een practicum gekoppeld worden.
Enkele suggesties vind je onder practicum 5 'Fotosynthese'.

13

Een voorbeeld van chemosynthese bespreken. (U)

Nitrificerende bacteriën, ijzerbacteriën of kleurloze zwavelbacteriën kunnen hier als voorbeeld besproken worden.




Celademhaling (U)




14

15


Verwoorden hoe organismen energie vrijmaken en die energie in biologisch bruikbare energie (ATP) omzetten. (U)

Aangeven waar in de cel de celademhaling gebeurt en dit biochemische proces schematisch weergeven. (U)



Uit de beschrijving van een experiment, waarbij een proefdier radioactieve glucose wordt toegediend, kunnen leerlingen afleiden dat uitgeademde CO2 uit de voedingsstoffen afkomstig is. Glucose is een energierijke stof, maar kan niet rechtstreeks energie leveren. Het moet eerst geoxideerd worden waarbij de energie trapsgewijs in ATP wordt vastgelegd. De rol van ATP als universele energiedrager wordt hierbij belicht. Het ingewikkelde biochemische proces van de celademhaling wordt zeer eenvoudig geanalyseerd.
Er kan gewezen worden op elektrische energie bij zenuwgeleiding, mechanische energie bij beweging, chemische energie bij synthese van lichaamseigen stoffen.
Om gegevens te verkrijgen over de aard van de verademde verbindingen – belangrijk voor de sportwereld – kan het ademhalingsquotiënt bepaald worden.
Hieraan kan een practicum gekoppeld worden.
Enkele suggesties vind je onder practicum 8 ‘Ademhaling en gisting’

16

Een inhoud formuleren voor het begrip gisting of fermentatie en het verloop ervan schematisch voor- stellen. (U)

Hieraan kan een practicum gekoppeld worden.
Enkele suggesties vind je onder practicum 8 ‘Ademhaling en gisting.’
De omzetting van pyrodruivenzuur met NADH + H+ tot melkzuur door melkzuurbacteriën kan theoretisch besproken worden.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina