Разработка урока урока по теме: "Классификация углеводов. Глюкоза"

Автор: Лукьянова Инна Викторовна

Дата публикации: 20.11.2016

Номер материала: 3698

Конспекты
Химия
10 Класс

Тема урока: «Классификация углеводов. Глюкоза».

Тип урока: Урок изучение нового материала.

Цели  урока:

Образовательные:

  • Расширить и углубить знания об углеводах;
  • Раскрыть строение молекулы глюкозы;
  • Формирование у учащихся научно-материального мировоззрения,   подтвердить единство природы, выражающегося во взаимных превращениях   неорганических и органических веществ (фотосинтез);
  • Формировать представления о группе органических веществ, обладающих  двойственными свойствами;
  • Продолжить работу по формированию у обучающихся вести экспериментальную работу;
  • Выделить основные и особые свойства глюкозы;
  • Раскрыть нахождение глюкозы  в природе, ее биологическое значение и области применения.

  Развивающие:

  • Развивать мыслительные операции у обучающихся : сравнение, обобщение, анализ.
  • Продолжить работу по развитию наблюдательности, самостоятельности.

 Воспитательные:

  • Воспитывать познавательную активность, чувство ответственности, уверенности в себе.
  • Продолжить работу по воспитанию культуры делового общения у студентов.

Межпредметные связи:

Дисциплина Возрастная анатомия  физиология и гигиена.

Тема: «Обмен углеводов»

Дисциплина Биология, тема: «Фотосинтез»

Методы и приемы: беседа, рассказ, самостоятельная работа с учебником, создание проблемных ситуаций, сообщения и презентации студентов.

Формы обучения: Фронтальная

Оборудование:

  • компьютер, проектор, мультимедийная доска, презентация «Классификация углеводов. Глюкоза»
  • Раздаточный материал
  • Реактивы: глицерин,  глюкоза (кристаллическая), раствор глюкозы, NaOH,CuSO4.
  • лабораторное оборудование: пробирки, спиртовка, держатель, стеклянная палочка, спички.

Список учебной и дополнительной литературы:

  1. Органическая химия: Учебник/Л.А.Цветков.- М.: «Просвещение»,1988-239с.
  2. Химия для профессий технического профиля: Учебник/О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов.- 3-е изд.,- М.: изд. центр «Академия»,2014.-256с.
  3. Химия О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Пособие для преподавателей, М., «Академия» 2012 год.
  4. Химия О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Настольная книга учителя химии, М., «Дрофа», 2004

Подготовка к уроку.

  • Формулировка индивидуальных заданий студентам по поиску материалов по вопросам :

-историческая справка об углеводах.

-биологическая роль глюкозы.

-применение глюкозы.

  • Подготовка студента к фронтальному демонстрационному опыту.

- Реактивы: глюкоза, глицерин, NaOH, CuSO4.

- Лабораторное оборудование: пробирки, спиртовка, держатель, стеклянная палочка, спички.

- Проведен инструктаж  по  технике безопасности при работе со спиртовкой.

План урока

Этапы урока

Время, мин.

1.Организационный момент

2

2. Сообщение темы и задач урока

5

3.Изучение нового материала

3.1.Сообщение исторической справки об углеводах.

4

3.2.Актуализация знаний у студентов о классификации углеводов.

15

3.3.Сообщение информации о нахождении глюкозы в природе и биологической роли глюкозы.

6

3.4.Изучение способов получения глюкозы.

8

3.5.Практическое изучение физических свойств глюкозы.

5

3.6. Фронтальная демонстрация лабораторных опытов студентом по теме урока.

10

3.7.Объяснение студентам строения молекулы глюкозы.

6

3.8.Изучение химических свойств глюкозы.

3.8.1.Сообщение преподавателем информации о химических реакциях, обусловленных  альдегидной  и гидроксильными группами.

8

3.8.2.Самостоятельная работа студентов с учебником. (Изучение специфических свойств глюкозы)

-Инструктаж студентов по работе с учебником преподавателем.

-Самостоятельная работа студентов с учебником.

-Проверка самостоятельной работы студентов с учебником.

10

3.9. Сообщение информации о применении глюкозы

3

III. Подведение итогов урока

3

IV. Формулировка домашней самостоятельной работы студентам.

2

VI. Получение обратной связи по успешности проведения урока

3

Конспект урока

1.Организационный момент.

Приветствие, проверка готовности учащихся и кабинета к уроку.

2.Сообщение темы и задач урока. ( Слайд 2)

Преподаватель «Я хочу задать вопрос, Вам предстоит основательная физическая нагрузка. Чем предпочтете подкрепиться – сладким или жирным?

Выслушиваем  версии . Благодарим и отмечаем, что версию подтвердить или опровергнуть с научной точки зрения сможем, сравнив химическую активность жиров и углеводов.

Физиологи установили, что при физической нагрузке, которая в 10 раз превышает привычную, человек, соблюдающий жировую диету, лишается сил уже через полчаса. А вот углеводная диета позволяет выдержать такую же нагрузку в течение четырех часов. Оказывается, получение организмом энергии из жиров – процесс длительный. Это объясняется малой реакционной способностью жиров, особенно их углеводородных цепей. Углеводы же, хотя и дают меньше энергии, чем жиры, однако выделяют ее намного быстрее. Поэтому, если предстоит основательная нагрузка, предпочтительнее подкрепиться сладким, а не жирным.

А значит, темой и целью нашего урока является …

Преподаватель объявляет тему и цели урока.  

«Классификация углеводов. Глюкоза».( слайд 1)

Сегодня на уроке мы вспомним классификацию углеводов, изучим способы получение глюкозы; познакомимся со строением  молекулы глюкозы; изучим основные и особые свойства глюкозы; узнаем нахождение глюкозы  в природе, ее биологическое значение и области применения.

Студенты записывают тему урока в тетрадь.

3.Изучение нового материала.

3.1.Сообщение исторической справки об углеводах.(слайд 3)

Преподаватель: Познакомимся с  исторической справкой  об углеводах.

Сообщение студентом исторической справки об углеводах.

(Презентация студента)  

Предполагаемое сообщение:

Углеводы используются с глубокой древности – самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которым познакомился человек, был мед.

  • Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия.
  • Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327г. До н.э.
  • Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. Немецким химиком А. Марггафом.
  • Крахмал был известен еще древним грекам.
  • Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности.
  • Термин слова «сладкий» и окончание –оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком  Дюла в 1838г.
  • Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относится к углеводам.
  • В 1811г. Русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала, а впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я.Берцелиус в 1837  г. C6H12O6
  • Синтез углеводов из формальдегидов в присутствии Ca(OH)2 был произведён А.М.Бутлеровым в 1864 г.

3.2.Актуализация знаний у студентов о классификации углеводов.

( Слайд 4-7)

Преподаватель  Несмотря на разные источники получения углеводов, различную степень их сладости, химики с удивление констатировали, что состав этих веществ мог быть выражен формулой Сn(Н2 О)m.Это и послужило появлению исторически сложившегося названия подобных веществ – углеводы.

Русский химик К. Шмидт в 1844 г. предложил термин углевода

(углерод и вода), а общая формула углеводов  Сn(Н2 О)m.

      Углеводы – органические соединения, имеющие сходное строение и свойства.  Общая формула которых  Сn(H2O)m

Студенты Записывают  определение в тетрадь.

Обратимся к схеме “Классификация углеводов”. В зависимости от числа остатков моносахаридов в молекуле углеводы  делятся на моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды (простые углеводы) – углеводы, которые не гидролизуются. В зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы. Для человека наиболее важны глюкоза, фруктоза, , рибоза, дезоксирибоза.

Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов. Наиболее важны для человека сахароза, мальтоза и лактоза.

Полисахариды – высокомолекулярные соединения – углеводы, которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов. Они делятся на перевариваемые и неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте. К перевариваемым относят крахмал и гликоген, из вторых для человека важны клетчатка, и пектиновые вещества.

 Студенты записывают  классификацию углеводов  в тетрадь.

Преподаватель :Важнейшим представителем моносахаридов является глюкоза. При изучении, каких тем мы встречались с вами с этим веществом в курсе химии? Биологии?

Предполагаемый ответ студентов: химия – альдегиды, спирты; биология – фотосинтез, строение клетки.

Преподаватель: Выберите названия моносахаридов, назовите формулы. Из букв, соответствующих правильным ответам, вы составите название материала, используемого в медицине. (Задание на доске)

1

Крахмал

С

2

Глюкоза

В

3

Сахароза

О

4

Фруктоза

А

5

Рибоза

Т

6

Мальтоза

Л

7

Целлюлоза

У

8

Дезоксирибоза

А

1

Крахмал

 

 

2

Глюкоза

С6Н12О6

В

3

Сахароза

 

 

4

Фруктоза

С6Н12О6

А

5

Рибоза

С5Н10О5

Т

6

Мальтоза

 

 

7

Целлюлоза

 

 

8

Дезоксирибоза

С5Н10О4

А

После выполнения смотрим результат

3.3.Сообщение информации о нахождении глюкозы в природе и биологической роли глюкозы. ( Слайд 8-9)

Преподаватель: Послушаем сообщение о нахождении глюкозы в природе и биологической роли глюкозы. 

Сообщение студента.  (Презентация студента)

Предполагаемое сообщение:

- Глюкоза поступает в организм при расщеплении в кишечнике продуктов содержащих крахмал, сахарозу, лактозу или мальтозу, с мёдом, фруктами, ягодами и рядом овощей, в которых она находится в свободном виде. 
-  
Значительное количество глюкозы содержится в абрикосах, арбузах, баклажанах, бананах, виногораде, землянике, вишне, белокочанной капусте, малине, облепихе, хурме, черешне, тыкве.
- Глюкоза - необходимый компонент пищи, один из главных участников обмена веществ в организме, очень питательна и легко усваивается. 
- Глюкоза окисляется до углекислого газа и воды, в результате выделяется энергия, используемая организмом для обеспечения жизнедеятельности.
- Глюкоза является единственным источником энергии для нервной ткани. Нервные клетки, в том числе и клетки головного мозга работают только на глюкозе. Их потребность составляет 20-30% вырабатываемой энергии. Глюкоза активно используется мышцами и эритроцитами. В течение суток у человека массой 70 кг головной мозг потребляет около 100 г глюкозы, поперечно-полосатые мышцы – 35 г, эритроциты – 30 г.
Именно поэтому при снижении концентрации глюкозы в крови (гипогликемии) отмечаются слабость, вялость, заторможенность. При критической гипогликемии происходит потеря сознания, развивается коматозное состояние.
- При достаточно большом количестве в клетке глюкоза запасается в виде гликогена. 
-  Постоянный уровень концентрации глюкозы в крови поддерживается с помощью гормонов поджелудочной железы инсулина и глюкагона.
- Концентрация глюкозы в крови в норме 3,33-5,55 мкмоль/л, что соответствует 80-100мг в 100 мл крови;

Преподаватель: Еще один интересный факт. Некоторые лягушки нашли применение глюкозе в своём организме .В зимние время иногда можно найти лягушек, вмёрзших в ледяные глыбы, но после оттаивания земноводные оживают. Как же они ухитряются не замёрзнуть насмерть? Оказывается, с наступлением холодов в крови лягушки в 60 раз увеличивается количество глюкозы. Это мешает образованию внутри организма кристалликов льда.

Эту информацию вы сможете использовать, когда станете преподавателями на уроке Окружающий мир.

3.4.Изучение способов получения глюкозы. ( Слайд 10)

Преподаватель :  Вспомните, как в природе образуется глюкоза.? Что называется фотосинтезом?

Предполагаемый ответ  студентов  : Глюкоза содержится во всех зеленых частях растений. В клетках, содержащих хлорофилл, глюкоза образуется в результате реакции фотосинтеза.

а) Реакция фотосинтеза.

6СО2 + 6H2O –> С6Н12 О6 + 6О2 +Q

б) Гидролиз крахмала.

6Н10О5)n + nH2O –> nС6Н12О6

Студенты записывают  уравнение реакций

3.5. Практическое изучение физических свойств глюкозы. ( Слайд 11)

Преподаватель : Охарактеризуйте физические свойства глюкозы.

Студенты пробуют аскорбиновую кислоту с глюкозой. Дают характеристику физических свойств глюкозы.

Физические свойства: белое  кристаллическое вещество, хорошо растворимо в воде, сладкое на вкус, температура плавления 146оС.

По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая Если сладость раствора сахарозы принимать за 100 %, то сладость фруктозы – 173 %, глюкозы – 81 %, мальтозы– 32 %, лактозы – 16 %.

3.6. Фронтальная демонстрация лабораторных опытов студентом по теме урока. (Слайд 12-13)

Преподаватель : Молекулярная формула глюкозы С6Н12О6 показывает, что в молекуле должны быть кислородосодержащие функциональные группы. Какие функциональные группы нам известны?

Студенты дают ответ (гидроксильные, альдегидные , карбоксильные)

Преподаватель :Прежде чем перейти к строению молекулы глюкозы , мы с вами проведём лабораторные опыты.

Лабораторные опыты (Опыт № 1)

 Преподаватель : Как опытным путём доказать, что выданное вам вещество – глицерин?

Студенты дают ответ: (Качественная реакция на глицерин. При Взаимодействии глицерина с Сu(ОН)2 происходит растворение осадка. Раствор приобретает  ярко-синее окрашивание.

Проделаем  опыт: 

Опыт выполняет студент.

Опыт . Взаимодействие глицерина и глюкозы с гидроксидом меди(II)

Возьмем  2-е пробирки, в каждую прильем  раствор гидроксида натрия и добавим раствор сульфата меди (II). Образуется осадок – Сu(ОН)2. В одну пробирку нальем глицерин, а в другую – раствор глюкозы.

Преподаватель : Сделайте на основании наблюдений вывод.

Предполагаемый вывод студентов : Раствор глюкозы приобретает ярко-синее окрашивание подобно тому, как это происходит с глицерином, происходит растворение осадка синего цвета (качественная реакция на многоатомные спирты).

Следовательно, в молекуле глюкозы много гидроксильных групп.

Подогреем полученный ярко-синий раствор. Что наблюдаем?

Предполагаемый вывод студентов:  при нагревании ярко-синего раствора, мы получили красный осадок в пробирке с глюкозой, это доказывает наличие альдегидной группы.

3.7.Объяснение студентам строения молекулы глюкозы. (Слайд 14-17)

Преподаватель: Сделаем предположение, что в молекуле глюкозы 1 альдегидная группа, то гидроксильных групп соответственно будет 5.

 Наличие 5-и гидроксильных групп подтверждает сложный эфир глюкозы, содержащий, 5 остатков уксусной кислоты и экспериментально доказывает, что все атомы углерода связаны между собой в прямую цепь.

Запишем формулу, выражающую  молекулу глюкозы:

 


Установлено, что у третьего атома углерода группа – ОН расположена иначе, чем у других атомов углерода.

Студенты записывают формулы глюкозы.

Установлено, что в растворе глюкозы находится не только её альдегидная форма; но и молекулы циклического строения.
Распространённое строение глюкозы выглядит так:

                                                                                                                    

Циклические формы находятся в равновесии, превращаясь  и  форму

Вывод:  таким образом, глюкоза является альдегидоспиртом. В химических реакциях, она будет проявлять свойства, как многоатомных спиртов, так и альдегидов.

3.8.1.Сообщение преподавателем информации о химических реакциях, обусловленных  альдегидной  и гидроксильными группами. (Слайд18-20)

Преподаватель:  Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные альдегидной и гидроксильной группам.

    1) Как многоатомный спирт глюкоза реагирует с гидроксидом меди (II)

  1. Реакция “серебряного зеркала” Альдегидная группа глюкозы окисляется до карбоксильной группы. Глюкоза превращается в глюконовую кислоту. 

Запишите уравнение реакции:

СН2ОН – (СНОН)4 – СОН + Ag2O = СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + 2Ag

(Реакцию серебряного зеркала используют в промышленности для серебрения зеркал, изготовления колб для термосов, елочных украшений).

  1. Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

4.Гидрирование глюкозы

Альдегидная группа может быть восстановлена в гидроксильную группу действием водорода в присутствии катализатора.

Образуется шестиатомный спирт сорбит.

Студенты записывают уравнения реакций в тетрадь.

Преподаватель: Глюкоза – альдегидоспирт. Имеет пять гидроксильных групп и одну альдегидную группу. Проявляет химические свойства многоатомных спиртов и альдегидов.

3.8.2.Самостоятельная работа студентов с учебником.

(Изучение специфических свойств глюкозы)

Специфические свойства глюкозы. (Слайд 21)

Преподаватель:  Большое значение имеют процессы брожения глюкозы, происходящие под действием органических катализаторов-ферментов (они вырабатываются микроорганизмами).   

Откройте учебник на стр. и самостоятельно изучите специфические свойства глюкозы. Уравнения реакций запишите в тетрадь.

Студенты самостоятельно  работают   с учебником., записывают уравнения реакций в тетрадь.

а) спиртовое брожение (под действием дрожжей)

С6Н12О6 –> 2С2Н5 ОН + 2СО2

б) молочнокислое брожение (под действием молочнокислых бактерий)

в) маслянокислое  брожение

Проверка преподавателем самостоятельной работы студентов с учебником.

В ходе работы, студенты  выясняют, что квашение овощей и фруктов, производство кисломолочных продуктов, производство вина,

 прогоркание масла основано на процессах брожения глюкозы.

3.9. Сообщение информации о применении глюкозы. (Слайд 22)

Сообщение студентом информации о применении глюкозы. (Презентация студента)

Предполагаемое сообщение:

Глюкоза находит применение в различных отраслях промышленности:

  • в пищевой промышленности, как заменитель сахарозы;
  • в кондитерской промышленности при изготовлении мягких конфет, десертных сортов шоколада, тортов и различных диетических изделий;
  • в хлебопечении глюкоза улучшает условия брожения, придает пористость и хороший вкус изделиям, замедляет очерствение;
  • в производстве мороженого она занижает точку замерзания, увеличивает его твердость;
  • при производстве фруктовых консервов, соков, ликеров, вин, безалкогольных напитков, так как глюкоза не маскирует аромата и вкуса;
  • в молочной промышленности при изготовлении молочных продуктов и продуктов детского питания рекомендуется использовать глюкозу в определенной пропорции с сахарозой для придания этим продуктам более высокой питательной ценности;
  • в ветеринарии;
  • в птицеводстве;
  • в фармацевтической промышленности.

Кристаллическую глюкозу целесообразно использовать для питания больных, травмированных, выздоравливающих, а также людей, работающих с большими перегрузками.

Медицинскую глюкозу применяют в антибиотиках и других лекарственных препаратах, в том числе для внутривенных вливаний, и для получения витамина С. Техническая глюкоза находит применение в качестве восстановителя в кожевенном производстве, в текстильном – при производстве вискозы, в качестве питательной среды при выращивании различных видов микроорганизмов в медицинской и микробиологической промышленности.

III. Подведение итогов урока.

Преподаватель:

В ходе нашей работы вы должны усвоить :

  •  классификацию углеводов;
  • способы получение глюкозы;
  • строение молекулы глюкозы;
  • основные и особые свойства глюкозы;
  • нахождение глюкозы  в природе, ее биологическое значение и области применения.

IV. Формулировка домашней самостоятельной работы студентам.

(Слайд 23)

& 35 стр. 146-151.,стр.151.упр.1,5,6.(письменно)

VI. Получение обратной связи по успешности проведения урока

Преподаватель:

В случае согласия с утверждением поставьте «+».

1. Тема урока вызвала интерес.

2. Я с удовольствием работала.

3. Я вижу практическое применение данной темы.

4. Думаю, что тему урока усвоила на -------- (баллы)

Дополнительные задания студентам по содержанию урока.

Биолого – химический тест

 

1.ВначалеXX в. доктора уже знали, что сахар – это «белая смерть», однако очень медленная и сладкая. Те же доктора, хорошенько изучив таблицу Д.И.Менделеева, нашли несколько полноценных заменителей сахара, не отличающихся от него по вкусу, но не вызывающих диабета и разрушения зубов. Как называется один из заменителей сахара?

а) пинакон; б) сорбит; в) глицерин.

2.Обыкновенная лягушка может провести зиму, вмерзнув в лед, а весной возвращается к жизни. Это явление основано на повышенном содержании в ее крови какого углевода? а) глюкозы; б) фруктозы; в)галактозы.

3. Как называют соль, которую применяют в медицинской практике при аллергических, кожных заболеваниях, легочных и носовых кровотечениях, при усиленном выделении кальция из организма? а) глюконат кальция; б) ацетат свинца; в)глицерат меди.

4. Продуктом одного из типов брожения глюкозы является вещество, которое применяется как раздражающее средство для обтираний, компрессов. Какое это вещество? а) метанол; б) этанол; в) бутанол.

6.  Глюкоза применяется в производстве зеркал и елочных украшений. Какой тип химических реакций лежит в основе этого производства? а) замещение; б) окисление; в) присоединение.

7. В крови человека массовая доля глюкозы составляет примерно (%):       а) 0,1; б) 0,2; в) 0,3.

8. Содержание глюкозы в крови регулируется естественно образующимся гормоном: а) тироксином; б) адреналином; в) инсулином.

9. При недостатке гормона развивается сахарная болезнь, когда глюкоза содержится в крови и моче в повышенной концентрации. Людям, страдающим этим заболеванием, требуются ежедневные инъекции гормона. Назовите болезнь:  а) базедова; б) гастрит; в) сахарный диабет.

10. Глюкоза используется для получения аскорбиновой кислоты. Это витамин:    а) А; б) С; в) В12.

Задача.

Вещество имеет следующий качественный состав:

W(C) = 40%

W (H) = 6,7 %

W (O) = 53,3 %

 Молекулярная масса неизвестного вещества 180 г/моль. Найдите формулу неизвестного вещества.