TERMÉSZETISMERET TANMENET 6 óra Elemi részek Az anyag szerkezete Atomfizika, magfizika 1. 3.1 Részecske és hullám Hogy lehet valami egyszerre hullám és részecske? Miért is érdekes ez a kérdés? A részecske- és a hullámtulajdonság jellemzőinek felismerése a fény esetén, a kettősség tudatosítása. A részecske- és a hullámtulajdonság jellemzőinek felismerése a fény esetén, a kettősség tudatosítása. A fotocella működése alapjának ismerete, a fény részecsketermészetének megjelenési formái. A fényelektromos jelenség leírása. Foton, fénysebesség, elektronhullám. 2. 3.2 Vonzás és taszítás MI az atom? Hogyan fedezték fel a láthatatlan méreteket és szerkezetüket? A kísérletek és a gondolatkísérletek szerepe a megismerésben. A kísérletek és a gondolatkísérletek, analógiák szerepe a megismerésben. Modellalkotás. Rutherford és Bohr modell leírása. Atom, atommodellek, atommag, elektron. 3. 3.3 Az atommag összetétele Miért lehetséges, ami nem az? Modellalkotás arra, aminek korábbi tudásunk alapján nem lehetne lehetséges. A megismerés módszerei. A magerő tulajdonságainak következtető magyarázata. Atommagok stabilitásának feltétele. Magerő, nukleon, proton, neutron, kötési energia, tömeghiány, radioaktivitás. 4. 3.4 Atommagok kettéválása, egyesülése Kísérletek kisméretű részecskékkel. Gondolatkísérlet után megvalósítás. A kutatók felelőssége. A maghasadás oka és feltételei, a láncreakció elve. Az atomenergia fogalma, felhasználásának gyakorlati módja és elvi lehetőségei. Előnyök és hátrányok mérlegelése. Maghasadás, magfúzió, láncreakció, kritikus tömeg, ellenőrzött- ellenőrizetlen energia-felszabadulás. 5. 3.5 Atomi fizika a mindennapokban Jó vagy rossz a rádióaktivitás? A rádióaktivitás fajtái és jellemzőik. A rádióaktivitás többféle alkalmazása. Védekezés a rádióaktivitás negatív élettani hatásai ellen. Rádióaktivitás. Alfa, béta, gammabomlás, felezési idő, aktivitás, dózis, áthatoló képesség. 1
6. 3.6 Az elektron a mindennapokban Mi az áram és milyen mindennapi alkalmazásai vannak. 9 óra Az érem két oldala Genetika, szexualitás 7-8. 3.7-3.9 A rejtett terv A genetika kibontakozása Mely tulajdonságaink öröklődnek és milyen mértékben? Mik az öröklődés törvényszerűségei? Miben különböznek a minőségi és a mennyiségi jellegek? Hogyan lehet következtetni a szülői tulajdonságokból a gyermekekére? Az egyenáram fogalma, jellemzőinek ismerete, Ohm törvény felismerése és egyszerűbb alkalmazása. Az áram hatásainak megjelenése a mindennapokban. Védekezés az áram negatív élettani hatásaival szemben. Minden sejt sejtből lesz: ivartalan szaporodáskor testi sejtekből, ivaros szaporodás esetén az ivarsejtek egyesüléséből keletkező zigótából. A tulajdonságok egy része öröklött. Az ivarosan szaporodó élőlényeknél (a diploid sejtekben) ezt felerészben a hím-, felerészben a női ivarsejt génjei határozzák meg. A jellegek többsége mennyiségi: sok gén és a környezet kölcsönhatása szabja meg. Az emberi öröklés klasszikus vizsgálati módszere a családfák nyomon követése. Áramerősség, ellenállás, vezető, félvezető, szigetelő. Gén, ivarsejt, ivaros és ivartalan szaporodás, haploid, diploid, homozigóta, heterozigóta, domináns és recesszív, családfa, genetikai sokféleség, beltenyésztés. 9-10. 3.10. Állandóság és változékonyság (az öröklődés) Molekuláris genetika Miből vannak, hol találhatók, és hogyan működnek a gének? Mi rögzíti bennük az információt? Hogyan adják át sejtről sejtre és nemzedékről nemzedékre? Mi módon változhat meg az átadott információ? Milyen hatása lehet ennek az egyénre és a fajra? Az örökítő anyag a DNS. Ebben négyféle szerves bázis molekularészlet sorrendje hordozza az információt. Az átadás a DNS megkettőződése során történik meg. Az információ részben a fehérjék aminosav sorrendjére vonatkozik, részben más DNSszakaszok működését befolyásolja. A mutációk a DNS öröklődő megváltozásai, gyakoriságukat mutagén hatások fokozhatják. DNS, megkettőződés, mutáció, mutagén hatás. 2
11-12. 3.11 Lehetőség és elköteleződés Mi szabja meg, hogy egy soksejtű szervezetben melyik gén mikor és meddig működjön? Hogyan jön létre testünk bonyolult összhangja? Mikor szükséges és mikor veszélyes a sejtek pusztulása és osztódása? Mit jelent a rákos sejtburjánzás, hogyan vehető észre és kerülhető el? A sejttípusok elköteleződése (specializálódás) genetikai program alapján valósul meg. Ennek során bizonyos gének működésbe lépnek, mások tartósan gátoltak maradnak. Ez a mintázat az osztódások során fennmarad, vagy hormonális jelekre módosul. Az ellenőrizetlen sejtburjánzás rákos gócot okoz. Gyakoriságát bizonyos tényezők fokozhatják. Korai felismerésük növeli a gyógyítás és gyógyulás esélyét. Genetikai program, specializálódás, jóindulatú és rosszindulatú rák, rákkeltő hatás. 13-14. 3.12-13. A különbségek genetikája, Nők és férfiak. Szexualitás Mi szabja meg az emberek nemét és mely tulajdonságaink függenek nemünktől? Hogyan jönnek létre ivarsejtjeink, miben különböznek egymástól és testi sejtjeinktől? Hogyan működnek nemi szerveink? Nemünket a nemi kromoszómák különbsége, és ennek következtében az eltérő hormonális hatások szabják meg. Az ivarsejtekben a teljes kromoszómaszám fele található meg. A női szervezet a petefészekben ciklikusan, a férfi a herékben folyamatosan hozza létre az ivarsejteket. Testi és ivari kromoszómák, számtartó és számfelező sejtosztódás, ivarsejtek, zigóta, nemi jellegek, nemi szervek, nemi ciklus, ovuláció, menstruáció. 15-16. 3.14. Életút Mikor és hol kezdődik életünk? Miben különbözik születés előtti és utáni életünk? Mit és hogyan tanulunk meg magzati korunkban és később? Hogyan alakul ki a személyiségünk? Mi és miért történik az öregedés során? A megtermékenyítés a petevezetékben, a magzati fejlődés az anyaméhben zajlik. A magzatot az anya szervezete védi és táplálja. A csecsemő majd a kisgyermek személyisége a szülőkkel való kölcsönhatás során bontakozik ki. Egyedfejlődésünk során a hibák felhalmozódása révén öregedés indul meg. Megtermékenyítés, beágyazódás, magzat, méhlepény, köldökzsinór, utánzás, fejlődés, öregedés, élethossz növelő és csökkentő hatások. 17. Áttekintés, gyakorlás 3
8 óra Kibontakozás Csillagászat, geológia, evolúcióbiológia 18. 3.15 A Naprendszer fölfedezése A Naprendszernek sem a szerkezetét, sem a keletkezését nem egyszerű felfedezni. És egyik sem teljesen lezárt folyamat. 19. 3.16 A Világegyetem Az idő- és térfogalom mélyítése, az időbeli tájékozódás fejlesztése a különböző léptékű folyamatok megismerése során. A csillag, bolygó, megkülönböztetése. A vonalas színkép és a hélium felfedezése. Szemléletes kép a táguló világegyetem elméletéről. A csillagfejlődés hatása a földi életre. A csillagfejlődés kvalitatív leírása. A csillagfejlődés és a magfúzió kapcsolata. Naprendszer, csillag, bolygó, árapály. Csillag,, galaxis, Univerzum, Föld-típusú bolygó, szupernóva,tejút, Big bang. 20-21. 3.17-18 A Föld felépítésének megismerése Mi magyarázza a kontinensek/ kőzetlemezek mozgását, helyét, élővilágát? Milyen képet mutatnak a rengéshullámok a Föld belsejéről? Milyen földtani folyamatok okozzák és kísérik a kőzetlemezek mozgását? Milyen magyarázatot ad a lemez tektonika a földrengések és a vulkanikusan aktív területek térbeli eloszlására? Milyen kőzetlemez fajtákat ismerünk? Előrejelezhetők-e a földrengések? 22-23. 3.19 Az élővilág evolúciója Milyen jelek utalnak a fajok átalakulására? Hogyan értelmezhetők ezek a tapasztalatok? Mi a változások hatóereje? Kis lépésekben vagy ugrásszerűen zajlik? Van-e iránya? A kontinensvándorlás elmélet alapján új, mozgó földfelszín modell született. A Föld felszínét kőzetburok lemezek borítják. A Föld belső felépítését a földrengéshullámok alapján tárták föl. A kőzetlemezek mozgásával magyarázzuk a földtani folyamatok (földrengés, vulkánkitörés, hegységképződés) kialakulását. Az élőlények alkalmazkodnak környezetükhöz. Változásaik során megőrzik múltjuk jeleit, ebből következtethetünk leszármazásukra. Az alkalmazkodásban fontos szerepet játszik a szelekció: a környezethez jobban alkalmazkodó egyedek szaporodási előnye, és öröklött tulajdonságait biztosító génváltozatok elterjedése. 4 Kontinesvándorlás, lemez tektonika, földrengéshullámok, kőzetlemezek, ásvány, kőzet, földköpeny, földmag, alábukó kőzetlemez, vulkanizmus, utóvulkáni működés. Evolúció, alkalmazkodás, szelekció, törzsfa.
24. 3.20-21 A Föld múltja Mikor és hogyan keletkezhetett az élet? Milyen szerepe volt az élőlényeknek a Föld átalakulásában? Hogyan hatottak az éghajlatváltozások az élővilágra? Mitől függ a fajok túlélése vagy kipusztulása? AZ ősi oxigénmentes légkörben létrejöhettek szerves molekulák. Az élőlények befolyásolták egymás változásait (koevolúció), sőt sejtjeik össze is olvadhattak. A nagy éghajlatváltozások vagy kozmikus katasztrófák kihalási hullámokat indítottak el, de új fajok keletkezését, maradványfajok kialakulását és a fennmaradók elterjedési területének változását is okozhatták. Őslégkör, koevolúció, jégkorszak, maradványfaj. 25. 3.22-23 A természet átalakítása Miben különbözik az ember az állatoktól - és miben hasonlítunk legközelebbi rokonainkra? Mi biztosítja az emberi csoportok összetartását, együttműködését? Hogyan befolyásolták a járványok az emberi történelmet? Miként hatott az emberi gazdálkodás a Föld élővilágára? Az ember gondolkodása, tudatos környezet átalakítása, gazdag társas kapcsolatai révén új szintet jelentett az élővilág evolúciójában. Az emberi csoportokat összetartó és elkülönítő erők feszültsége történelemformáló erő. A gazdálkodás gyakran természetrombolást, a fajgazdagság csökkenését eredményezte. Homo sapiens, csoportnorma, család, morál, mesterséges kiválogatás, természeti kár, szikesedés. 7 óra Együttélés Ökológia 26. 3.24-25 Ökológiai kölcsönhatások Mit értünk egy élőlény ökológiai környezetén? Hogyan osztják fel az élőlények az erőforrásokat? Mi szabja meg, hogy mely élőlények élhetnek együtt? Mi szab határt a populációk növekedésének? Mi biztosítja egy életközösség stabilitását? Az ökológiai környezet a korlátozó tényezők összessége. (Ezt a Liebig-elv modellezi.) A tűrőképességi görbékkel magyarázhatjuk az együtt élő fajok kölcsönhatásait. A populációméret változásának dinamikáját az ökológiai kölcsönhatások szabják meg. Az életközösségek sokfélesége és stabilitása összefügg egymással. Ökológia, környezeti tényező, Liebig-elv, tűrőképesség, niche, versengés, szimbiózis, kompetíció, populáció, biológiai sokféleség (diverzitás). 5
27. 3.26 Társas viselkedések Hogyan függ össze az élőlények szaporodási módja, társas viselkedése és élőhelyük adottságai? Mi a szerepe az agressziónak és a segítőkészségnek a faj fennmaradásában? Mi a különbség az emberi és állati agresszió és segítőkészség között? Az r- és K típusú élőlények különböző körülményekhez alkalmazkodtak. Az agresszió és segítőkészség lehetővé teszi a környezeti erőforrások optimális kihasználását. Az embernél tanult viselkedések / etikai normák befolyásolják magatartásmintázatainkat. r- és K típusú élőlény, agresszió, segítőkészség, territórium, ivadékgondozás, öröklött és tanult viselkedésformák. 28. 3.27 Anyag és energiaáramlás. Gaia Mi határozza meg az életközösségekben az egyes csoportok egyedszámát, tömegét, arányát? Hogyan vesz részt az élővilág a földi anyagáramlásban? Hogyan változatta meg a geoszférák anyagi összetételét az élet? Hogyan kapcsolódik az emberi gazdálkodás ebbe a folyamatba? Milyen problémákat okoz ezzel? Az élőlények helyét az ökológiai piramisban anyag- és energiahasznosítási módjuk (autotróf, heterotróf) szabja meg. Fontos szerepet játszanak a fotoszintézis révén a szerves eredetű üledékes kőzetek (kőolaj) és a talaj, valamint a szervetlen mészkő képződésében. A légköri oxigén biogén eredetű, mennyisége szabályozott (Gaia). Az ember a fosszilis energiahordozók felhasználásával és gazdálkodásával (mezőgazdaság) megváltoztatta az anyagáramlások sebességét. Az energiakrízis az alternatív (megújuló) energiaforrások arányának növelésével és az energiafogyasztás csökkentésével mérsékelhető. A környezeti terhelés a technológiától, az egy főre eső fogyasztásból és az összlétszámból számolható ki. Ökológiai piramis, termelő, fogyasztó, lebontó szervezetek, bio- és geokémiai ciklusok, Gaiaelmélet. 29. 3.28-29Természet- és környezetvédelem Milyen környezeti kihívásokkal kell szembenéznünk? Hogyan csökkenthetjük a fosszilis energiafelhasználás mértékét? Fenntartható-e tartósan a modern fogyasztói társadalom? 6
30 3.30 Fogyasztói létforma és az egészség Hogyan alakítsuk közvetlen és tágabb környezetünket, életmódunkat? Mi a fennmaradás feltétele? A fenntarthatóság a környezet anyag- és energiaáramlási ciklusaival összhangban álló szelíd technológiával és életmóddal érhető el. Az egészség is összefügg a megtalált és követett célokkal. 31-32. Áttekintés, ismétlés, ellenőrzés 7