Глюкоза: строение, свойства и значение в жизни человека

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение ­  средняя общеобразовательная школа №93 Глюкоза: строение, свойства и значение в жизни человека подготовила  учитель химии высшей квалификационной категории Султангулова Лениана Павловна г. Екатеринбург  2017 Глюкоза: строение, свойства и значение в жизни человека       Современная школа, выполняя государственный заказ, должна выпускать самостоятельную,   творчески   мыслящую   личность,   способную   принимать решения,   изложить   свою   точку   зрения,   решать   нестандартные   задачи,   т.е. обладающую различными компетенциями. В связи с этим на своих уроках я применяю компетентностный подход в обучении, а также много времени на уроке уделяю проблемному обучению. Одним из таких уроков является урок по теме «Глюкоза: строение, свойства и значение в жизни человека». Тип урока: Формирование новых знаний. Методы:   Словесные,   наглядные,   проблемно­поисковые,   самостоятельные работы. Цели: Образовательные: познакомить  с физическими  и химическими свойствами глюкозы; закрепить на новом материале зависимость химических свойств от строения   молекул;   развить   понятие   о   циклическом   строении,   о пространственной изомерии; научить составлять формулы изомеров, решать расчетные задачи. Развивающие:   развитие   интеллектуальных   способностей   в   процессе самостоятельной   работы   с   использованием   различных   источников информации. Воспитательные:  развивать   умения   у   учащихся   вести   диалог,   отстаивать собственную точку зрения, работать в группе. Ход урока: Учитель: Ребята, попробуйте определить тему сегодняшнего урока. Вещество, о  котором  мы  сегодня  будем   говорить,  содержится   в  организме   человека, накапливается в зеленых растениях. Учащиеся (предполагают): Белки, жиры, углеводы. Учитель:   Правильно,   углеводами   называется   класс,   к   которому   относится данное   вещество.   Данное   вещество   сладкое,   раствор   данного   вещества вводится в организм в случае, когда он ослаблен и нуждается в поддержке и подпитке. Учащиеся: Витамины, глюкоза. Учитель: Да! Тема урока сегодня: «Глюкоза: строение, свойства и значение в жизни человека». Наш класс превращается в научную лабораторию, где будут работать   четыре   отдела   над   одной   темой,   и   каждый   отдел   должен   найти ответы на вопросы: 1)К какому классу относится глюкоза? 2)Каковы ее физические и химические свойства? 3)Как можно получить глюкозу? 4)Какое значение глюкоза имеет для человека? Результатом работы вашего звена­отдела будет опорный конспект­проект, в котором   вы   отразите   свою   работу.   Это   может   быть   таблица,   рисунок, уравнения химических реакций на одном форматном листе. Актуализация знаний      Работа в группах. Каждая группа получает карточку с вопросами. 1.Какие классы органических кислородосодержащих веществ были изучены ранее? 2.Вспомните   функциональную   группу   спиртов   и   качественную   реакцию   на многоатомные спирты. 3.Вспомните специфические реакции на альдегиды. Учитель: Возникает вопрос, какой класс мы будем изучать сегодня? К какому классу относится глюкоза? Учащиеся высказывают несколько точек зрения:  Класс, какой мы еще не изучали.  Это вещество не является кислотой, так как сладкое на вкус.  Если   сладкое,   то   это   может   быть   сходно   с   глицерином   и   имеет гидроксильные группы. Учитель: Спасибо за ответы. Чтобы проверить на практике, какая гипотеза будет   правильной,   предлагаю   провести   небольшой   эксперимент.   Каждая группа проводит опыт с имеющимися на столе реактивами. Некоторые группы приливают   свежеосажденный   гидроксид   меди   и   сообщают,   что   глюкоза   – многоатомный   спирт.   Другие   группы   к   раствору   глюкозы   приливают аммиачный раствор серебра и нагревают. Проделав опыт, утверждают, что это альдегид.      Возникает дискуссия, мнения ребят разделились. Проблемный вопрос: К какому классу относится глюкоза? Выдвижение гипотез:   Глюкоза – это многоатомный спирт.  Глюкоза – это альдегид. Решение проблемы: Учитель предлагает не торопиться и использовать все имеющиеся на столе реактивы. Учащиеся каждой группы, проделав второй опыт,   с   удивлением   делают   открытие,   что   глюкоза   имеет   свойства   и многоатомных спиртов, и альдегидов. Учитель   называет   молекулярную   формулу   глюкозы.   А   теперь   сами попытайтесь   составить   структурную   формулу.   Какие   данные   для   этого необходимо знать? Учащиеся: Количество альдегидных и гидроксильных   групп. Циклическое это вещество или нет?         Во   время   фронтальной   беседы   с   ребятами   выясняем,   что   в   составе молекулы глюкозы одна альдегидная группа и 5 гидроксильных групп.      В проекте учащихся появляется запись структурной формулы глюкозы. Учитель: Если глюкоза альдегидоспирт, то она должна давать, очевидно, и другие реакции, свойственные альдегидам. Учитель   проводит   демонстрационный   опыт.   В   раствор   глюкозы   приливает бесцветный   раствор   фуксинсернистой   кислоты.   Красное   окрашивание   не появляется.   Для   проверки   к   раствору   альдегида   (формалина)   приливает раствор этой же кислоты – появляется красное окрашивание. Возникает   противоречие,   требующее   более   глубокого   изучения   строения вещества. Как говорил Козьма Прутков: «Отыщи всему начало, и ты многое поймешь». Учитель: Свойства зависят от строения вещества. Как показали исследования, в растворе глюкозы имеются молекулы не только с открытой цепью атомов, но   и   циклические.   Образование   циклической   формы   можно   представить следующим  образом.  При  сохранении  валентных  углов альдегидная  группа (первый атом углерода) ближе всего подходит к 5­ому углеродному атому. Происходит разрыв пи­связи, и к кислородному атому присоединяется атом водорода гидроксильной группы 5­го углеродного атома, а потерявший этот атом кислород гидроксигруппы замыкает цикл. В результате взаимодействия первого и пятого атомов углерода появляется новая ОH­группа у первого атома, которая может занять два положения: над и под плоскостью цикла. Поэтому возможны две циклические формы глюкозы: альфа – форма (ОН­ группы   при   1­ом   и   2­ом   атомах   углерода   расположены   по   одну   сторону кольца молекулы) и бета­форма (группы ОН находятся по разные стороны). Между этими формами существует равновесие, они могут превращаться одна в другую через альдегидную – переходную – форму. Занесите эти данные в свой проект. Изучение свойств глюкозы       Выясняя строение молекулы, ребята определили следующие химические свойства глюкозы: 1.Взаимодействует   с   гидроксидом   меди;   при   нагревании   образует   красное окрашивание. 2.Взаимодействует   с   оксидом   серебра   в   аммиачном   растворе,   образуя свободное серебро. Учащиеся вносят уравнения химических реакций в проект. Учитель: Пользуясь материалами учебника, дополните химические свойства глюкозы как многоатомного спирта. (Каждая группа записывает уравнения химических   реакций   в   тетрадь:   взаимодействие   с   уксусной   кислотой; образование шестиатомного спирта под действием восстановителя). Есть ли у глюкозы другие свойства? Вспомните из жизненных ситуаций или воспользуйтесь   учебником.   Внесите   в   проект   специфические   свойства глюкозы:   спиртовое   и   молочно­кислое   брожение   глюкозы;   запишите уравнения соответствующих химических реакций. Значение глюкозы в жизни человека Многие применения глюкозы основаны на ее свойствах и не вызывает затруднений   у   ребят.   Работая   с   учебником,   они   дополняют   свой   проект. Необходимо обратить внимание учащихся на то, что основная биологическая роль глюкозы – энергетическая. Закрепление изученного материала Создание   проблемной   ситуации.   Учитель   зачитывает   отрывок   из   книги В.Пикуля «Нечистая сила».          …Настала торжественная минута. Лазорвет со скрипом натянул тонкие резиновые   перчатки,   растер   в   порошок   кристаллы   цианистого   калия. Приподнимая   ножом   красивые   сочные   верхушки   птифур,   доктор   щедро   и густо насыщал внутренности пирожных страшным ядом. ­   Один   такой   птифурчик   способен   в   считанные   минуты   убить   всю   нашу конфиденцию, сказал Лазорвет. …Феликс придвинул пирожные Распутину. ­ Пирожные вот…угощайся. ­ А ну их…Сладкие? …С неохотой съел пирожное с ядом. Понравилось – потянулся за вторым. Юсупов внутренне напрягся, готовый увидеть перед собой труп. Но Распутин жевал,   жевал…   Он   спокойно   доедал   восьмой   птифур.   И,   поднося   руку   к горлу, массировал его. ­ Что с тобою? – спросил Юсупов в надежде. ­ Да так,…першит что­то. …Будь проклят Маклаков, давший нам калий! Яд беспомощен. Гришка выпил и   сожрал   все,   что   отравлено.   Но   только   рыгает   и   появилось   сильное слюнотечение. Учитель: Почему цианистый калий не убил Распутина? Учащиеся высказывают разные гипотезы, возникает оживленная беседа.  Распутин имел крепкое здоровье.  Был очень могучим человеком.  Дело не в самом Распутине, а в действии  вина, которым он запивал пирожное.  Может, сказалось действие глюкозы и сахарозы, которые находились в пирожном?  Яд был просрочен.  Мало яда положили.  Глюкоза нейтрализует яд, он теряет свои свойства. Решение проблемы и выводы Учитель:   Послушайте   мнение   ученых   и   решите,   какая   гипотеза   дает ответ на этот вопрос. С   давних   пор,   при   опасности   отравления   цианидами,   рекомендовали держать за щекой кусочек сахара. Учеными было доказано, что глюкоза взаимодействует с цианидами с образованием нетоксичного соединения циангидрин глюкозы. Возьмите это на вооружение. (Ребята удивляются и запоминают это свойство глюкозы.) Домашнее задание.  Закрепить умения писать уравнения химических реакций; оформить проект. Список использованной литературы 1. Загвязинский В.И., Атаханов Р. Методология и методы психолого­ педагогического исследования: Учебное пособие для студентов высших  пед.уч. заведений. – М.: Академия, 2001 2. Габриелян О.С. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных  учреждений. М.: Дрофа, 2011 3. Загрекова Л.В. Теория и технология обучения. Учебное пособие для  4. студентов педагогических вузов. – М.: Высшая школа, 2004.  Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное  пособие. – М.: Народное образование, 1998.