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# DUO Kurs natur_2
# Erste Sitzung

Bitte noch eintragen was, ihr gerne in den nächsten 12 Wochen lernen wollt:

Yasemin Kivrak:Ich möchte phsikalische Fachbegrif und Thema lernen. (Mathe auch)

Nurdan: Ich möchte Fachbegriffe und einige Themen über Physik und Chemie lernen

Murat: Ich möchte mehr Fachbegriff lernen.( Chemie-Mathe und Physik)

Mustafa:Ich möchte auch Facbegriffe erlernen

Mehmet: Ich möchte fächliche Begriffe lernen.

Özlem Saygili: Ich möchte auch Fachberiffe und Fachthema mehr durch dies Kurs lernen.( mein Fach ist Chemie

Ich möchte besonders in meinem Fach vertiefen als FAchbegriff "Gülseren".

Derya: ich möchte meine Fachbegriffe mehr erweitern

Esra Yildirim: Als MAthematiklehrerin sollte ich über andere NAturwissenscahftliche Fächer auch eine Meinung haben. Ich möchte vor allem Facbegriffe erlernen.

Manalaziz.ich möchte meine FachKenntnisse erweitern,insbesonders
in Chemie und Physik.

# Chemische Evolution am 01.09.2020, 19:00 Uhr

Yousef Alowaidat
Yasmin Unlu
Esra Yildirim
Özlem Saygili
DeryaAkman
NurdanÖztürk
Manalaziz
fatima belal
Gülseren Coskun (Konuk)
Adnan haj hussin

Wir haben über die verschiedenen Ansichten zur Entstehung der Welt diskutiert. Die "Urknall-Theorie" ist kontrovers diskutiert und kann nicht gut belgt werden. Sicher belegbare Theorien sind zum Beispiel: "Schwerkraft"
"Lichtgeschwindigkeit" "Kohsionskräfte"

Wir verwenden ab jetzt einen Jitsi-Raum:
https://meet.jit.si/BeneficialSlicesArrestApproximately

# Termin am 13.09.2021

Zeitmanagement

Anwesend: Esra Yildirim, Fatima, Mehmet Belli, Adnan, Mehmet, Nurdan Öztürk, Yasemin Ünlü, Yasemin Kivrak , Yousef, Manal Aziz, Hafezy, Özlem

**Zeitplanung:
3 Stunden pro Woche**

* 20 Minuten a 3 selbstkorrigierende Aufgaben pro Tag
* Am Wochenende 1 Stunde Schreiben, 1 Stunde Wortschatz nachschlagen und sortieren

Was kann ich tun wenn ich keine Zeit zum Lernen habe:

https://www.quarks.de/quarks-im-radio/

https://www1.wdr.de/mediathek/audio/wdr5/quarks/index.html

https://www.dw.com/de/themen/podcast-wissenschaft/s-2960

https://www.zdf.de/wissen/leschs-kosmos

Sonst immer Sonntag zwei Ziele für die woche notieren

# Sitzung 30.09.2021
Enas, Yasemin Kirvak, Yeasemin Ünlu,Hafzey,
Manal Aziz, Mehmet Belli, Gülseren,

Bereite drei Aussagen zu den Inhalten der Kapitel „Bausteine“ und „Physikalische Evolution“ vor.

Rastertunnelmikroskop

Prinzip des Rastertunnelmikroskops

Das im Jahr 1981 erfundene Rastertunnelmikroskop (Nobelpreis 1986 für G. Binnig und H. Rohrer) ermöglicht eine direkte ortsaufgelöste Abbildung von Oberflächenstrukturen. Mit diesem Mikroskop können nanoskopische Strukturen und Objekte (Atome, Moleküle) sowohl abgebildet als auch manipuliert werden.

Beim Rastertunnelmikroskop (engl. Scanning Tunneling Microscope, STM) ist eine elektrisch leitende Spitze über der Oberfläche einer Probe positioniert, ohne diese zu berühren (Abbildung 1). Die Probe muß ebenfalls elektrisch leitfähig sein, damit zwischen Spitze und Probe eine Spannung angelegt werden kann und als Meßsignal ein sog. Tunnelstrom entsteht.

Die Funktion des STM beruht auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt. Dessen Beschreibung basiert auf der Wahrscheinlichkeit für ein Ladungsträgerteilchen (z.B. ein Elektron), aus besetzten Zuständen einer Elektrode heraus einen Potentialwall zu überwinden und in unbesetzte Zustände einer anderen Elektrode zu wechseln. "Tunnelnde" Elektronen überwinden den Abstand zwischen Spitze und Probe, obwohl die Energie des Elektrons eigentlich zu gering für die Überwindung dieser Potentialbarriere ist. Der sich zwischen den Atomen von Spitze und Probe ergebende Tunnelstrom hängt dabei exponentiell von deren Abstand ab. Auf dieser exponentiellen Abstandsabhängigkeit basiert letztlich die Funktionsweise des STM, da hierdurch nur über das vorderste Atom der STM-Spitze ein deutlicher Tunnelstrom entsteht, während schon die Nachbaratome, die sich etwas im Kristallgitter weiter von der Probe weg befinden, nur noch einen sehr geringen Signalbeitrag liefern.

Ein STM-Bild enthält sowohl topografische als auch spektroskopische Informationen. Zur elektronischen Bilderzeugung wird die Oberfläche mit dem STM zeilenweise abgetastet. Dieses Abtasten bezeichnet man als "Rastern" (engl. "scanning"). Für das Rastern wird über einen Scanner die horizontale Position (x,y-Richtung) der Spitze über der Probe sowie der Abstand (z-Richtung) zwischen Spitze und Probe im Sub-Nanometerbereich reguliert. Eine so präzise Rasterbewegung kann mit piezoelektrischen Kristallen erreicht werden, die auf ein angelegtes elektrisches Feld mit einer mechanischen Deformation reagieren. Zur Bilderzeugung sind zwei verschiedene Verfahren üblich, die anhand zweier Beispiele beschrieben werden können:

Beispiel 1: Bei einer topographischen Erhebung muß der Piezo die Spitze etwas zurückziehen, um den Anstieg des Tunnelstroms durch den topographisch verringerten Spitze/Probe-Abstand auszugleichen. Die Piezospannung, die für den erforderlichen Betrag des Zurückziehens notwendig ist, ist das Signal für die Bilderzeugung (Regelsignal).
Beispiel 2: Bei einer topographischen Erhebung erhöht sich der Tunnelstrom zwischen Spitze und Probe, da sich der Abstand verringert. Der Piezo zieht die Spitze nicht zurück, so daß der dadurch erhöhte Tunnelstrom als Signal für die Bilderzeugung herangezogen wird (Stromsignal)

Rastertunnelmikroskopie und Lebenswissenschaften

Mit dem STM lassen sich neben reinen Kristalloberflächen auch organische Moleküle abbilden, die sich auf Mineraloberflächen angelagert haben. So gelang Prof. Heckl erstmals die direkte Abbildung von DNA-Basenmolekülen - die Bausteine des genetischen Codes. Diese Moleküle wurden als wässrige Lösung auf 110 Grad C heiße Mineraloberflächen aufgebracht und durch das Verdampfen des Wassers auf der Oberfläche konzentriert und angelagert (Sizzling-Technik). Mit dem STM konnte anschließend beobachtet werden, daß diese Moleküle einen spontanen Selbstordnungsprozeß auf diesen Mineraloberflächen durchlaufen hatten (Abb. 2).Mit dem STM lassen sich neben reinen Kristalloberflächen auch organische Moleküle abbilden, die sich auf Mineraloberflächen angelagert haben. So gelang Prof. Heckl erstmals die direkte Abbildung von DNA-Basenmolekülen - die Bausteine des genetischen Codes. Diese Moleküle wurden als wässrige Lösung auf 110 Grad C heiße Mineraloberflächen aufgebracht und durch das Verdampfen des Wassers auf der Oberfläche konzentriert und angelagert (Sizzling-Technik). Mit dem STM konnte anschließend beobachtet werden, daß diese Moleküle einen spontanen Selbstordnungsprozeß auf diesen Mineraloberflächen durchlaufen hatten (Abb.

Manal Aziz
2).liegenden gleichen Größenordnung der Nanoteilchen vom Einzel-Atom bis zu einer Strukturgröße von 100 Nanometern (nm): Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter (10−9 m). Diese Größenordnung bezeichnet einen Grenzbereich, in dem die Oberflächeneigenschaften gegenüber den Volumeneigenschaften der Materialien eine immer größere Rolle spielen und zunehmend quantenphysikalische Effekte berücksichtigt werden müssen. In der Nanotechnologie stößt man also zu Längenskalen vor, auf denen besonders die Größe die Eigenschaften eines Objektes bestimmt. Man spricht von „größeninduzierten Funktionalitäten“.

Der DNA-Faden ist wie eine Strickleiter aufgebaut. Das Rückgrat der Leiter besteht aus einem Zucker, der Desoxyribose, verbunden im Wechsel mit Phosphat. Die Sprossen dieser Leiter werden von vier organischen Basen gebildet: Adenin (A) und Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). A bindet sich mit T, C bindet sich mit G. Eine andere Kombination ist nicht möglich.

Mit diesem Mikroskop können nanoskopische Strukturen und Objekte (Atome, Moleküle) sowohl abgebildet als auch manipuliert werden.

18:28
Enas Albouraki
Enas Albouraki sagt:. Der sich zwischen den Atomen von Spitze und Probe ergebende Tunnelstrom hängt dabei exponentiell von deren Abstand an.

18:36
Manal Aziz
Manal Aziz sagt:"Tunnelnde" Elektronen überwinden den Abstand zwischen Spitze und Probe, obwohl die Energie des Elektrons eigentlich zu gering für die Überwindung dieser Potentialbarriere ist.

# Sitzung 15.10.2021
Esra Yildirim, Nurdan Öztürk, Yasemin, Mojed

Material:

https://www.wissen.de/
https://www.wissen.de/video/wissenschaft-versus-bibel-wer-hat-recht

# Letzte Sitzung 01.11.2021

Inhalt hilfreich, auch der Wortschatz ist sinnvoll strukturiert durch die Widerholungen,
Zeitaspekt für Berufstätige, ca. 7 Stunden pro Woche einrechnen, wenige mündliche Einsendeaufgaben,

Verifikationsexperiment des Dr. Yanagawa und Mikrosphären

Der hypothetische Ansatz der marinen Entstehung von Leben klang recht verlockend, doch verging einige Zeit, bis der Wahrheitsgehalt dieser Hypothese experimentell überprüft wurde. Viele Biochemiker führten Verifikationsexperimente durch, so auch der japanische Wissenschaftler Dr. Yanagawa aus Tokio. Er begann mit den Komponenten der Ursuppe zu experimentieren, deren Zusammensetzung man seit Millers Versuchen genau kennt. Er stellte eine entsprechende Lösung aus Aminosäuren her und setzte sie denselben Bedingungen aus, wie sie in der Tiefsee herrschen (...) Das Ergebnis (...) förderte Aufsehenerregendes zutage:

Kleine Mikrosphären unter dem Mikroskop. Die Ähnlichkeit mit primitiven einzelligen Lebewesen (etwa Hefezellen) ist offenkundig. Mittlerweile fand man 3,8 Milliarden Jahre alte Fossilien, die den Mikrosphären verblüffend ähnlich sehen. Mikrosphären sind in der Lage zu wachsen und kleinere Auswüchse zu bilden, die sich dann von der Muttersphäre ablösen (Knospung). Das Verifikationsexperiment wird heute als glanzvolle Bestätigung der Ursuppentheorie und der Theorie der Entstehung von Leben in der Tiefsee angesehen.

Zu beobachten waren in allen Versuchen dieser Art stets kleine kugelige Proteinoid-Strukturen von etwa zwei Tausendstel Millimeter Durchmesser, welche zellartige Membranen aufwiesen, die denen von primitiven Einzellern gleichen (siehe Abbildung 6). Diese Kügelchen nennt man Mikrosphären. Die Protein-Membranen sind in der Lage, selektiv gewisse Stoffe, wie den Energieträger ATP, Glucose und andere Substanzen aus der Umgebung aufzunehmen und bestimmte Stoffe wieder auszuscheiden (...).
Biologisch relevante Makromoleküle und die Theorie des Biofilms

Die Bildung von Proteinoid-Mikrosphären in Simulationsversuchen lieferte der Wissenschaft entscheidende Erkenntnisse über den Ablauf präbiotischer chemischer Prozesse zur Urzeit der Erde.

Doch noch immer war die Stufe von der leblosen zur belebten Materie nicht erklärbar. Mikrosphären könnten eine Vorstufe des Lebens, auf jeden Fall aber ein abgeschlossenes Areal dargestellt haben, in dem sich organische Kleinmoleküle hatten anreichern und zu komplexeren Verbindungen, sogenannten Makromolekülen reagieren können (...).

Doch die Existenz von komplizierten Proteinmolekülen allein reicht zur Entstehung des Lebens nicht aus. Es bedarf noch diverser anderer Makromoleküle, die sich aus den einfachen organischen Verbindungen der Ursuppe hatten bilden können. Dazu zählen neben den Proteinen, die gewissermaßen zur "Bausubstanz" eines jeden Organismus gehören (...) auch die Nukleinsäuren, die den genetischen Code allen Erbguts repräsentieren und für die Fortpflanzung benötigt werden, sowie die Lipide, also die Fette.

Heute weiß man durch das Experiment, dass sich Lipide, Proteine, Zucker, Porphyrine und Isoprene unter den Bedingungen der Urerde sehr wohl ad hoc hatten bilden können, nicht aber die kompliziert gebauten Polynucleotide! Allerdings wurden die einfachen Bestandteile der Nukleinsäuren (...) in Simulationsversuchen ebenfalls nachgewiesen. Doch wie konnten sich diese Komponenten nun zu Nukleinsäuren vereinigen?

Einen neuen theoretischen Ansatz lieferte der Münchner Chemiker Wächtershäuser mit seiner sogenannten Theorie des Biofilms. Tatsächlich ist schon seit langem bekannt, dass sich der überwiegende Anteil von Mikroorganismen nicht frei in Suspension befindet, sondern an Trägermaterialien gebunden ist und sie gewissermaßen als „Biofilm“ überziehen. Dasselbe könnte auch für die organischen Vorläufersubstanzen des Lebens gegolten haben. So besitzen diverse Metallsulfide hervorragende Eigenschaften als Adsorptionsmittel und Katalysator (...).