Nw go 2016 voorwoord inhoud

Titelpagina

Colofon

Wat is Natuurwetenschappen GO!?

Natuurwetenschappen GO! bestaat uit twee leerwerkboeken voor natuurwetenschappen derde graad ASO. Ze bevatten de leerstof voor de vakken biologie, chemie en fysica, overeenkomstig de nieuwe leerplannen (2014).

Ze realiseren tevens de eindtermen biologie, chemie en fysica alsook de vakgebonden eindtermen wetenschappen.

Centraal in het concept van Natuurwetenschappen GO! staan wetenschappelijke geletterdheid en wetenschap voor de burger. Het is realistische wetenschap die leerlingen kunnen herkennen en toepassen in het dagelijks leven.

Natuurwetenschappen GO! biedt bovendien uitgebreide ondersteuning voor de leerkracht met handleiding en i-board en voor de leerlingen met aanvullend onlinemateriaal.

Inleiding Energie, energiecrisis, energieprijzen, energiebeheer, energiebeleid, energiebevoorrading, energiedrankjes … Heb je energie genoeg?

Van het kleinste deeltje in de materie tot het grootste melkwegstelsel, van microwereld tot macrokosmos, alles wordt beheerst door energieprocessen.

‘Energy is what makes things go!’ zei de beroemde fysicus Maxwell.

Alle levende wezens zijn opgebouwd uit cellen. In deze cellen worden organische verbindingen opgebouwd en afgebroken; we spreken van stofwisselingsprocessen.

In de chemie gaan de atomen verbindingen aan: dat zijn chemische reacties.

Je zal leren dat energie ook hier een belangrijke rol speelt. En zo vormt energie de rode draad doorheen de thema’s van dit leerwerkboek.

Opbouw van elk thema Elk thema start met een concrete en herkenbare context: de intro.

Dan volgt de leerstof, waarbij gefocust wordt op nieuwe begrippen, toepassingen, maatschappelijke en ethische kwesties.

Binnen de theorie vind je opdrachten die aangegeven worden met de twee icoontjes: Een opdracht die de leerling kan oplossen aan de hand van een goed begrip van de leerstof.

Raadpleeg ook het onlinemateriaal.

DEMO 1 CONTEXT

Blokjes demo bevatten experimenten die in de les uitgevoerd worden.

Blokjes context leveren extra informatie bij de leerstof of sluiten aan bij een concrete situatie uit het dagelijkse leven.

In de kern van de zaak staan alle te kennen begrippen netjes onder elkaar. Een handig geheugensteuntje bij het studeren.

3

Op het einde van elk hoofdstuk vind je een ruim aanbod van opdrachten. Ze zijn gestructureerd in twee grote luiken: Leerstof verwerken en Omgaan met informatie.

Leerstof verwerken

Hier wordt het ‘leren leren’ ontwikkeld d.m.v. toepassingen en opdrachten, waarbij je de opgedane kennis en inzichten verder bijschaaft

Omgaan met informatie Practicum

Hier vind je allerlei vormen van informatie verwerken. Dat kan zowel individueel als in groep, wat het samenwerkend leren bevordert.

Sommige thema’s bevatten ook een practicum. Dit is een uitdagende en motiverende leerlingenproef of experiment.

We wensen je veel succes!

De auteurs

4

Inhoud DEEL 1 CHEMISCHE STOFFEN EN HUN EIGENSCHAPPEN Thema 1 Anorganische stoffen en hun eigenschappen

9

Intro 10 1 Indeling van stoffen 11 2 Enkelvoudige anorganische stoffen 12 2.1 De vele gedaanten van koolstof 2.2 Helium: het inerte gas 2.3 Het metaalrooster: een apart geval

12 13 14

3 Samengestelde anorganische stoffen

15

3.1 Koolstofdioxide, een broeikasgas 3.2 Roest: een vervelend mengsel met een metaaloxide in de hoofdrol

15 16

De kern van de zaak Leerstof verwerken Omgaan met informatie

17 18 20

Thema 2 Organische stoffen en hun eigenschappen

21

Intro 22 1 Koolwaterstoffen 23 2 Derivaten van koolwaterstoffen 24 3 Bespreking van enkele organische stoffen en hun eigenschappen 25 3.1 Alkanen: campinggas en lpg 3.2 Aromatische koolwaterstoffen en kanker 3.3 Ethanol: manusje-van-alles 3.4 Aceton in nagellakverwijderaar: een goed idee?

3.5 Mierenzuur: dierenzuur en plantenzuur

25 25 26 27 27

4 Polariteit van moleculen en toepassingen

28

4.1 Het geheim van mayonaise 4.2 Drijven of verzuipen 4.3 Regenkledij houdt water buiten

28 29 30

5 Algemene reactiemechanismen uit de organische chemie 5.1 Het gat in de ozonlaag: de substitutiereactie 5.2 Het bereiden van margarine: de additiereactie 5.3 Van gas tot huisvuilzak: polymerisatie 5.4 ArtificiĂŤle ananas: de condensatiereactie 5.5 Voedingsmiddel verpakt in plastic: de dubbelzinnigheid van een macromolecule 5.6 Van aardolie tot benzine: skeletafbraak 5.7 Verzadigd naar onverzadigd: de eliminatiereactie

31 31 32 32 33 33 34 34

De kern van de zaak Leerstof verwerken Omgaan met informatie

35 37 40

Thema 3 Kunststoffen en biopolymeren

41

Intro 42 1 Reactiemechanismen om kunststoffen te vormen 43 1.1 Polymerisatie 1.2 Polycondensatie

43 44

2 Indeling en eigenschappen van kunststoffen 2.1 Thermoplasten 2.2 Thermoharders 2.3 Elastomeren 2.4 Copolymeren en composieten

47 47 49 50 51

De kern van de zaak

52

5

Leerstof verwerken 53 Omgaan met informatie 55 Leerlingenpracticum 55

DEEL 2 STOFFEN IN DE CEL EN METABOLISME Thema 4 Stoffen in je lichaam

57

Intro 58 1 Voeding en gezondheid 58 1.1 Lekker én gezond samen 1.2 De actieve voedingsdriehoek 1.3 Te mager is uit de mode 1.4 Gezond en duurzaam samen

58 59 60 60

2 Cellen, de basiseenheid van leven

61

2.1 De elektronenmicroscopische bouw van cellen 2.2 De dierlijke en plantaardige cel

61 61

3 Voedingsstoffen of nutriënten

62

3.1 Water 3.2 Mineralen 3.3 Vitaminen 3.4 Sachariden, lipiden, proteïnen

62 63 63 64

4 Stofwisseling in het lichaam

72

4.1 Schema van de omzetting van het voedsel in het lichaam 4.2 De celademhaling: energie winnen uit voedsel 4.3 De eiwitsynthese: nieuwe eiwitten opbouwen voor de cel

5 De fotosynthese, bron van organische stof 5.1 Het leven kan niet zonder de zon 5.2 De fotosynthese: glucose maken 5.3 Verband tussen celademhaling en fotosynthese

72 73 76

77 77 77 78

De kern van de zaak Leerstof verwerken Omgaan met informatie

79 81 84

DEEL 3 ERFELIJKE INFORMATIE EN CELDELING Thema 5 Erfelijke informatie in de cel

85

Intro 86 1 Genetica of erfelijkheidsleer 87 2 Hoe komen onze erfelijke eigenschappen tot stand?

89 2.1 DNA 2.2 Genen 2.3 Chromosomen

89 94 100

3 Erfelijke informatie kan veranderen

102

3.1 Genmutaties 3.2 Erfelijke en niet-erfelijke genmutaties 3.3 Chromosoom- en genoommutaties 3.4 Genen en omgeving 3.5 Genetische modificatie 3.6 Gentherapie

102 103 103 105 106 109

4 Erfelijke aandoeningen bij de mens

110

4.1 Aangeboren, genetisch, erfelijk 4.2 Monogene erfelijke aandoeningen 4.3 Multifactoriële aandoeningen

110 111 112

De kern van de zaak 113 Leerstof verwerken 114 Omgaan met informatie 118 Leerlingenpracticum 119

6

Thema 6 De delende cel

121

Intro 122 1 Erfelijke informatie doorgeven 123 2 Mitose, de gewone celdeling 123 2.1 Betekenis van de mitose 2.2 Al je lichaamscellen hebben hetzelfde DNA en dezelfde genen 2.3 DNA-replicatie gaat de celdeling vooraf 2.4 Verloop van de gewone celdeling 2.5 De celcyclus, levensloop van een cel 2.6 Kanker, een ziekte van de genen

3 Meiose, een variante celdeling

123 124 125 126 127 127

129

3.1 Betekenis en verloop van de meiose 3.2 Vergelijking mitose en meiose 3.3 Meiose, bron van genetische variatie 3.4 Iedereen uniek!

129 131 132 133

De kern van de zaak Leerstof verwerken Omgaan met informatie

134 136 140

DEEL 4 CHEMISCHE REACTIES Thema 7 Chemische reacties

141

Intro 142 1 Reactiesnelheid en snelheidsbepalende factoren van een chemische reactie 143 1.1 Definitie van reactiesnelheid 1.2 Snelheidsbepalende factoren van een chemische reactie

2 Evenwichtsreacties en factoren die de ligging van het evenwicht beïnvloeden 2.1 Evenwichtsreacties 2.2 Verschuiving van het evenwicht in een evenwichtsreactie 2.3 Aflopende reacties 2.4 Factoren die het dynamisch evenwicht in een evenwichtsreactie beïnvloeden

3 Stoichiometrische berekeningen met aflopende reacties

143 145

151 151 152 152 153

157

3.1 Herhaling: wetten bij een chemische reactie 3.2 Een hoeveelheid stof uitdrukken in ‘mol’ 3.3 Stoichiometrische berekeningen

157 158 160

4 Hoe ontstaat spanning in een batterij?

163

4.1 Het galvanisch element 4.2 Redoxreacties 4.3 Werking van een galvanische cel 4.4 Soorten batterijen

163 163 166 167

De kern van de zaak Leerstof verwerken Omgaan met informatie

170 172 180

DEEL 5 pH VAN EEN OPLOSSING Thema 8 pH van een oplossing

181

Intro 182 1 Sterkte van zuren en basen 182 2 De pH-schaal 185 3 Toepassingen van buffers 189 3.1 De koolzuur/waterstofcarbonaatbuffer in bloed 3.2 De waterstofcarbonaat/carbonaatbuffer in zeewater: is de limiet bereikt?

189 190

De kern van de zaak 191 Leerstof verwerken 192 Omgaan met informatie 194 Leerlingenpracticum 195 7

DEEL 6 IONISERENDE STRALING EN EM-STRALING Thema 9 Naar de kern van de materie: radioactiviteit en het atoom

197

Intro 198 1 Het atoommodel 198 2 Symbolische voorstelling van het atoom 199 3 Isotopen 200 4 Radioactieve kernen 201 4.1 Radioactief verval van een kern 4.2 Hoelang blijft een bron radioactief?

202 204

5 Ioniserende straling

205

5.1 Energie van de straling 5.2 Reikwijdte van straling 5.3 Doordringend vermogen 5.4 Samengevat 5.5 Straling meten

205 205 206 206 206

6 Eenheden van radioactiviteit

207

6.1 Activiteit van een bron 6.2 Hoeveelheid geabsorbeerde straling of stralingsdosis 6.3 Dosisequivalent

207 208 208

7 Ioniserende straling in ons dagelijkse leven 209 8 Energie uit atoomkernen 211 De kern van de zaak 212 Leerstof verwerken 213 Omgaan met informatie 217 Leerlingenpracticum 219

Thema 10 Ioniserende en EM-straling

221

Intro 222 1 Golven 223 2 Soorten golven 225 3 Elektromagnetische golven 227 4 Het elektromagnetisch spectrum 228 4.1 Radiogolven 4.2 Microgolven 4.3 Infraroodgolven 4.4 Zichtbaar licht 4.5 Ultraviolette stralen 4.6 Rรถntgenstralen 4.7 Gammastralen

228 229 229 231 231 231 232

De kern van de zaak Leerstof verwerken Omgaan met informatie

233 234 236

Register 237

8