Классификация углеводов. Глюкоза

МИНИСТЕРСТВО  НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«КРЫМСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.И. Вернадского»

(ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского»)

ПРИБРЕЖНЕНСКИЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ (ФИЛИАЛ)

 

 

 

 Методическая разработка

открытого занятия по учебному предмету УПВ.02.Химия

по теме:

Классификация углеводов. Глюкоза.

 

для обучающихся  1 курса, специальностей :

36.02.01 Ветеринария, 36.02.02 Зоотехния, 35.02.05 Агрономия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с. Прибрежное 2023 г.

 

Автор: преподаватель высшей квалификационной категории Т. П. Пронь

                                                                      

Рецензент: преподаватель высшей квалификационной категории

Э.А.Османова

 

Методическая разработка  рассмотрена и утверждена на заседании цикловой методической комиссии общеобразовательных и социально –гуманитарных дисциплин.

 

                                Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой

                                методической комиссии общеобразовательных и

                                социально- гуманитарных дисциплин

Протокол  №__  от  « __ »  _________  2023 г.

Председатель цикловой комиссии _____ Е.С.Афанасьева

 

Содержание

                                                                                            стр

1. Введение…………………………………………………………………4

2. Основная часть…………………………………………………………..5

2.1. Теоретическая часть…………………………………………………..5

2.2. Практическая часть……………………………………………………13

3. Закрепление………………………………………………………………25.

4. Подведение итогов…………………………………………………….....27

5. Литература……………………………………………………………….29

6. Приложения…………………………………………………………….. .30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

        Методическая разработка составлена в соответствии с требованиями и дидактическими единицами по ФГОС СПО.

        Представленное вашему вниманию занятие по учебному предмету УПВ.02.  Химия :« Классификация углеводов. Глюкоза. », предназначено для обучающихся 1 курса.

       Занятие призвано сформировать у обучающихся систему знаний о свойствах глюкозы, нахождении в природе, применении в медицине, сельском хозяйстве и в быту.

        На предложенном занятии обучающиеся обсуждают и выражают свое мнение по поводу данной темы, тем самым у них формируется познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с ветеринарией, агрономией, зоотехнией.

       Методическая разработка предназначена для систематизации и углубления знаний о кислородосодержащих органических  веществах ; активизации познавательной деятельности обучающихся с использованием разнообразных форм работы, подобранных с учетом поставленной задачи, совершенствования полученных знаний и навыков, развития интеллектуальных, творческих и коммуникативных умений.

        Каждый преподаватель химии хочет, чтобы его предмет вызывал глубокий интерес у обучающихся, чтобы они умели не только писать химические формулы и уравнения реакций, но и понимать химическую картину мира, умели логически мыслить. Необходимо использовать природный механизм - любознательность - и включать весь возможный арсенал стимулов.

        Задача педагога вовлечь и сформировать устойчивый познавательный интерес различными средствами.

        Некоторые сложные темы представлены в большом объёме материала,

Для наилучшего достижения поставленных целей и задач, а также для реализации творческого потенциала на занятии , я использую такие методы обучения, как эвристическая беседа, поисковая работа, эксперимент, самостоятельная работа и т. д. Эти методы направлены на овладение знаниями, развития мышления и познавательных интересов. Кроме того, я  использовала метод наглядной передачи информации и зрительного восприятия информации.

      На момент проведения занятия обучающиеся уже познакомились с основными классами органических соединений, со свойствами некоторых функциональных групп. Проблема, рассматриваемая на уроке актуальна для обучающихся: с углеводами они уже знакомы из курса биологии и жизненного опыта. Поэтому форма урока выбрана не случайно.

       В настоящее время перед преподавателями стоит очень сложная, невероятно трудная задача – подготовить или хотя бы создать все условия для подготовки творчески активной личности, заинтересованной в самостоятельном познании

2. Основная часть

           2.1. Теоретическая часть

 

Урок № 22

Тема: Классификация углеводов. Глюкоза.

 

Цели урока: 

1. Образовательные: Сформировать у обучающихся  знания об углеводах, их составе и классификации. Рассмотреть зависимость химических свойств глюкозы от  строения молекул, систематизировать знания о качественной реакции на функциональные группы, применение глюкозы.

2. Развивающие: продолжить формирование умений обучающихся сравнивать, обобщать, прогнозировать и объяснять свойства веществ, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы , развивать навыки исследовательской деятельности через постановку проблемы.

3. Воспитательные: воспитание ответственного отношения к обучению, трудолюбия, работоспособности, правильной самооценки, умение работать в коллективе, осуществление экологического, гигиенического и нравственного воспитания, формирование здорового образа жизни.

Изучив данную тему, обучающийся должен

знать:

• Классификацию углеводов.
• Физические и химические свойства глюкозы.
• Нахождение в природе, применение.

уметь:

• Объяснять свойства, проводить простейший химический эксперимент.
• Решать расчетные задачи

            На занятии обучающиеся должны сформировать следующие универсальные учебные действия:

1) личностные УУД : научиться общаться со сверстниками, отстаивать свою точку зрения в процессе беседы,  показывать свою убежденность в вопросах значения химических знаний в повседневной жизни;

2) регулятивные УУД: организовывать свое рабочее место под руководством преподавателя, определять цель и составлять план выполнения задания; развивать практические навыки и умения при решении повседневных проблем , связанных с химией; использовать в своей деятельности оборудование и реактивы;

3) познавательные УУД : научиться выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний; устанавливать причинно- следственные связи; выдвигать гипотезы и обосновывать их; формулировать проблемы;

4) коммуникативные УУД; участвовать в диалоге на занятии и в жизненных ситуациях; сотрудничать с однокурсниками в поиске и сборе информации; принимать решения и реализовывать их; точно выражать свои мысли;

Методические приемы: межпредметная беседа, презентации, химический эксперимент.

Тип урока: изучение нового материала с элементами исследования

 Методы контроля: фронтальный, индивидуальный, письменный (тест).

Межпредметные связи: биология, физика, математика, история, экология, охрана окружающей среды.

Оборудование и реактивы:

растворы глюкозы, лакмус, CuSO₄, NaOH, йод, образцы углеводов: глюкоза, сахароза, крахмал, спиртовка, спички, штатив с пробирками, пробиркодержатель, демонстрационный столик, сок яблока (или других фруктов), жевательные резинки, ;набор фруктов и овощей, хлеб, букет из колосьев пшеницы, пакеты соков из магазина и т.п.

Методическое обеспечение урока:  ПСХЭ.

Техническое оснащение: компьютер, экран.

Формы: индивидуальная, фронтальная, групповая

Методы и приёмы: словесные (рассказ, беседа), наглядные (таблицы, лабораторный опыт), коммуникативные (беседа по новой теме), проблематизация, формирование познавательного интереса, ситуация успеха

 

Ход занятия:

1. Организационный момент : взаимное приветствие, проверка присутствующих

2.Актуализация учебной деятельности

3. Мотивация учебной деятельности

4. Изучение нового материала

5.Закрепление изученного материала

6. Подведение итогов работы

7. Рефлексия

8. Домашнее задание

1. Организационный момент : Взаимное приветствие, проверка присутствующих

2.Актуализация учебной деятельности. Прежде чем мы приступим к новой теме, давайте вспомним:

1. Какие кислородосодержащие органические вещества вам известны?

2. Какие вещества относят к спиртам?

3. Качественная реакция на многоатомные спирты

4. Какие органические вещества относят к альдегидам?

5. Качественная реакция на альдегиды?

Эти знания сегодня нам пригодятся на уроке.

3. Мотивация учебной деятельности.

        Человеческому организму необходим приток органических веществ. В отличие от растений и подобно животным, он не может сам создавать органические соединения из неорганического сырья. Организму требуется энергия – как для обеспечения соответствующей температуры тела, так и для совершения работы. А где её может получить организм ?

Правильно , это пища.

- А из чего состоит наша пища? (Белки, жиры, углеводы, минеральные вещества , витамины, вода )

- Какие вещества являются главными поставщиками энергии организму человека? ( Главными поставщиками энергии организму человека являются углеводы.)

- А какие продукты богаты углеводами?

 ( Углеводами богаты зерновые и бобовые культуры, картофель, фрукты и овощи.) (Слайд 2)

- В каких продуктах содержание углеводов минимально?

Кабачки (как гарнир или самостоятельная еда). Цветная капуста. Листовая свекла. Грибы всех видов. Стебли сельдерея. Блюда из тыквы. Помидоры черри. Косточковые фрукты (абрикос, слива, вишня, нектарин, персик). Клубника, земляника. Грейпфруты. Филе сома. Консервированная горбуша. Куриное белое мясо (филе, иногда допускается голень). Фарш из мяса курицы или индейки.

        Сегодня мы с вами начнем изучать новый класс органических соединений. А какой именно вы уже догадались , отвечая на вопросы.

Итак,  тема сегодняшнего урока: Классификация углеводов. Глюкоза.

Эпиграф:

«Химик не такой должен быть,

который дальше дыму и пеплу ничего не видит,

а такой, который на основании опытных данных может делать теоретические выводы».М.В.Ломоносов.  (Слайд 3)

 

4. Изучение нового материала

        Сладкий вкус многих фруктов, ягод и овощей обусловлен присутствием в клеточном соке важнейшего углевода — глюкозы, или виноградного сахара. В соке сахарной свёклы и сахарного тростника содержится углевод, который после выделения и очистки попадает на каждый стол, используется в кондитерском производстве. Это сахароза, или тростниковый сахар. Пчелиный мёд богат самым сладким на вкус углеводом — фруктозой, или фруктовым сахаром. В картофеле и зёрнах злаковых растений содержится крахмал — основное запасное вещество растительных клеток. Он не обладает сладким вкусом, но способен набухать в горячей воде. Крахмал используют для приготовления киселя, его добавляют в некоторые продукты питания, например соусы, для придания им нужной консистенции. Значительно менее способна набухать в воде целлюлоза, или клетчатка, — главный «конструкционный материал» растительного мира. От остальных углеводов её отличает волокнистое строение. Медицинская вата, хлопчатобумажное волокно — это почти чистая целлюлоза. Все эти вещества относятся к углеводам.

      Углеводы служат важным источником питания: мы потребляем зерно, или скармливаем его животным, в организме которых крахмал превращается в белки и жиры. Самая гигиеничная одежда сделана из целлюлозы или продуктов на её основе: хлопка и льна, вискозного волокна или ацетатного шелка. Деревянные дома и мебель построены из той же целлюлозы, образующей древесину. В основе производства фото- и кинопленки все та же целлюлоза. Книги, газеты, денежные банкноты – всё это продукция целлюлозно-бумажной промышленности. Значит, углеводы обеспечивают нас всем необходимым.

Наливаешь крепкий чай,
Хорошенько сахарозу
В чашке ложкой размешай.
Виноградную глюкозу,
И медовую фруктозу,
И молочную лактозу
Любят взрослый и малыш.
Но крахмалом и клетчаткой,
Что совсем-совсем несладки,
Тоже нас не удивишь.
Так устроена природа –
Это тоже…       УГЛЕВОДЫ

Углеводы – органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причём водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2:1).

Общая формула углеводов – C_n(H₂O)_m.

Классификация углеводов (Слайд 4)

Моносахариды (простые углеводы) – углеводы, которые не гидролизуются. В зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы. Если в молекуле углевода 5 атомов углерода, то его называют пентоза, если 6 – гексоза; Если моносахарид содержит альдегидную группу и представляет собой альдегидоспирт, его называют Альдозой. Если карбонильная группа находится не у первого углеродного атома, углевод является кетоспиртом и называется Кетозой

Для человека наиболее важны глюкоза, фруктоза, галактоза, 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, гемицеллюлоза и пектиновые вещества.
Углеводы часто называют сахаристыми веществами или сахарами. Они могут быть безвкусными, сладкими и горькими. Если сладость раствора сахарозы принимать за 100 %, то сладость фруктозы – 173 %, глюкозы – 81 %, мальтозы и галактозы – 32 %, лактозы – 16 %.

        Сегодня мы с вами остановимся на моносахаридах-глюкозе и фруктозе.  Свойства моносахаридов

         МОНОСАХАРИДЫ – Наиболее распространены глюкоза и фруктоза. Глюкоза содержится во всех органах зеленых растений (корнях, листьях, цветах, плодах). Особенно много – в виноградном соке (еще одно название глюкозы – виноградный сахар),  является мономером сахарозы, целлюлозы и крахмала. Мед состоит из смеси глюкозы и фруктозы. В организме человека глюкоза содержится в мышцах, крови (0,1%), в небольших количествах – во всех клетках.

(Слайд 5) Физические свойства: Глюкоза (сладкий) – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус.

  (Слайд 6) Некоторые лягушки нашли применение глюкозы в своем организме. В зимнее время иногда можно найти лягушек, вмерзших в ледяные глыбы, но после оттаивания земноводные оживают. Как же они ухитряются не замерзнуть насмерть? Оказывается, с наступлением холодов в крови лягушек увеличивается содержание глюкозы в 60 раз. Это мешает образованию внутри организма кристалликов льда.

         Стоит отметить, что эти исследования исключительно полезны для человечества, ведь они не только дают возможность понять, как животные выживают в экстремальных условиях, но и открывают новые пути в медицине. Замораживание живых органов и тканей является камнем преткновения на пути развития трансплантологии. Ведь в случае необходимости транспортировки трансплантатов в отдаленные участки земного шара наилучшим методом сохранения их является именно заморозка. Однако пока нет достаточно качественных методов сохранения прижизненного состояния клеток. Возможно, проблема состоит в их большом размере и сложной структурной организации. Но это ученым еще предстоит выяснить.

 

Попробуем предугадать состав и строение глюкозы.

Опыт 1. Поместите немного глюкозы в сухую пробирку и нагрейте в пламени спиртовки. По ходу нагревания будете наблюдать стадии разложения глюкозы. Какие элементы входят в состав данного вещества?

Ответ:

При нагревании глюкозы в пламени спиртовки, сначала образуется аморфное состояние – карамель, а затем на стенках пробирки появляется чёрное вещество – уголь и капельки водяных паров. Таким образом, исследуемое вещество состоит из элементов: С, Н и О.

Решить задачу : массовая доля углерода составляет 40%, водорода - 6,67% и кислорода 53,33%. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху составляет 6,207. Установите молекулярную формулу этого вещества. (С ₆Н ₁₂О ₆)

Историческая справка (Слайд 7)

Это интересно!

·         Надо сказать, что о ценности углеводов знали еще в древности. Самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которой познакомился человек, был мёд.

·         Европейцы познакомились с сахарным тростником еще во времена Александра Македонского в 327 г. до н.э. благодаря его походам в северо-западную Индию-Бенгалию, которая является родиной сахарного тростника. Что же касается крахмала, то он был известен еще древним грекам.

·         Глюкоза служила предметов для изучения многих ученых. В 1747 немецкий химик А. Маркграф открыл в чистом виде свекловичный сахар (который, кстати, сейчас потребляем и мы).

·         Первый синтез глюкозы из формальдегида в присутствии гидроксида кальция был произведён А. М. Бутлеровым в 1861 году. До Бутлерова  в 1811 г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала.

·         В 1838 году французский химик Ж. Дюла предложил термин слова “сладкий” и окончание — оза - для сахаристых веществ. Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относили к углеводам.

·         Впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я. Берцеллиус в 1837 г. (С ₆Н ₁₂О ₆) . Этой формулой пользуемся сейчас и мы, и все химики мира.  

Как  учит  теория  химического  строения  А. М. Бутлерова:  «Зная  строение  вещества,  можно  говорить  о  его  свойствах  и, наоборот,  зная  свойства,  можно  предположить  строение».

 

Составим структурную формулу данного вещества, помня, что: 1 - атомы углерода четырехвалентны и образуют цепь,  2 – вещество содержит одну альдегидную группу, 3 – несколько гидроксильных групп. (Слайд 8)

Вывод : глюкоза является альдегидо- спиртом

Кристаллическая решетка имеет линейное строение, а в растворе образуются две циклические её формы: альфа- и бета-формы. В растворе существуют все три формы глюкозы (Слайд 9)

 

Химические свойства

1.Проверим,  является  ли  глюкоза  кислотой.  Для  этого  раствор  глюкозы  исследуем  индикаторами.  Глюкоза  не  изменяет  окраски  индикаторов,  

следовательно,  не  содержит  карбоксильную  группу  и  не  является  

кислотой.

Опыт 2. К раствору глюкозы прилить индикатор- цвет не меняется.

• Вывод – не содержит карбоксильной группы и не является кислотой.

Глюкоза одновременно является многоатомным спиртом и альдегидом, то есть является альдегидоспиртом

2.Проверим,  содержит  ли  глюкоза  альдегидную  группу.  Для  этого  

проведём  качественную  реакцию  на  альдегиды-реакцию  «серебряного  зеркала».  Глюкоза  даёт  характерный  признак,  

следовательно,  она  содержит  альдегидную  группу.

CH₂OH-(CHOH)₄-COH + Ag₂O = CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + 2Ag

Опыт 3.

1.Влейте в пробирку 1-2 мл раствора аммиака, ополосните им стенки пробирки, не выливая содержимого.

2.Прилейте 1-2 мл раствора нитрата серебра AgNO₃, также ополоснув стенки пробирки, не выливая содержимого.

3.Прилейте раствор глюкозы 1-2 мл.

4.Нагрейте над спиртовкой, соблюдая правила техники безопасности до появления серебристого налета на стенках пробирки.

3.Проверим,  является  ли  глюкоза  многоатомным  спиртом.  Для  этого  проведём    качественную  реакцию  на  многоатомные  спирты  со  

свежеприготовленным  раствором  гидроксида  меди  (II).  Глюкоза  даёт  

характерное  синее  окрашивание  раствора.

Опыт 4: Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

Прильем к раствору глюкозы несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт.

Вывод – мы доказали что в глюкозе содержатся гидроксильные группы – обладает свойствами многоатомных спиртов.

 

   CH₂OH(CHOH)₄-COH + 2Cu(OH)₂→ CH₂OH(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O

                                          голубой             глюконовая кислота         красный

                         

 

 

            O                                                              O

     ∕∕                       t°                                       ∕∕

CH₂OH−(CHOH)₄−C  + 2Cu(OH)₂  →  CH₂OH−(CHOH)₄−C       + Cu₂O↓ + 2H₂O

                 \                         глюконовая кислота              \            

           H                                                             OH         

 

(Данные свойства можно предложить исследовать на продуктах, которые предварительно принесены на урок: фруктовый, ягодный соки, мед, варенье, сок свежего огурца и т.д.

Для этого в пробирку налить 1мл раствора NaOH, затем 2-3 капли раствораCuSO₄ и несколько капель исследуемого раствора. Голубой студенистые осадок сначала растворяется, а затем при нагревании образуется красный осадок.)

4.  Восстановление водородом с образованием шестиатомного спирта (гидрирование)

                                                                   O

       ∕∕             t°кат.    

      СН₂− СН − СН − СН − СН − С      + Н₂     →     СН₂− СН − СН − СН − СН − СН₂

       |         |         |         |        |           \                          |         |        |         |         |         |

      ОН    ОН    ОН    ОН    ОН        Н                      ОН    ОН    ОН    ОН    ОН     ОН

                                                                                                       сорбит

 

При проверке умений переносить изученные закономерности на вещества, используемые в повседневной жизни, учитель предлагает учащимся доказать наличие в жевательной резинке заменителя сахара – сорбита – продукта восстановления глюкозы.

 

Опыт 5. Поместить в пробирку измельченную пластину жевательной резинки. Прилить воды. Подождать 1-2 минуты. Тем временем приготовить Си(ОН) ₂ . Для этого к 1-2 мл гидроксида натрия добавить 1-2 капли сульфата меди.

К полученному голубому студенистому осадку осторожно, не встряхивая содержимого, перелить раствор из первой пробирки

Специфические свойства глюкозы

 

1. спиртовое брожение (под действием ферментов дрожжей)

          C₆H₁₂O₆ ––→ 2C₂H₅OН + 2СО₂

       Герои романа Жюля Верна “Дети капитана Гранта” только собирались поужинать мясом подстреленной ими дикой ламы (гуанако), как вдруг выяснилось, что оно совершенно не съедобно. “Быть может, оно слишком долго лежало?” - озадаченно спросил один из них. “Нет, оно, к сожалению, слишком долго бежало! - ответил учёный-географ. Оказывается мясо гуанако вкусно только тогда, когда животное убито во время отдыха, но если за ним долго охотиться и животное долго бежало, тогда его мясо несъедобно”. Вряд ли Паганель сумел бы объяснить причину описанного им явления. Но, пользуясь данными современной науки, сделать это совсем нетрудно. Начать придётся, правда, несколько издалека. Когда клетка дышит кислородом, глюкоза “сгорает” в ней, превращаясь в воду и углекислый газ, и выделяет энергию. Но, предположим, животное долго бежит, или человек быстро выполняет какую-то тяжёлую физическую работу. Кислород не успевает попасть в клетки мышц. Тем не менее, клетки “задыхаются” не сразу. Начинается любопытный процесс — гликолиз (что в переводе означает “расщепление сахара”). При распаде глюкозы образуется не вода и углекислота, а более сложное вещество — молочная кислота. Каждый, кто пробовал кислое молоко или кефир, знаком с её вкусом. Энергии при гликолизе выделяется в 13 раз меньше, чем при дыхании. Чем больше молочной кислоты накопилось в мышцах, тем сильнее человек или животное чувствует их усталость. Наконец, все запасы глюкозы в мышцах истощаются. Необходим отдых. Поэтому, перестав колоть дрова или взбежав по длинной лестнице, человек обычно “переводит дух”, восполняя недостаток кислорода в крови. Именно молочная кислота сделала невкусным мясо животного, подстреленного героями Жюля Верна.

2. Молочнокислое брожение (под действием ферментов молочнокислых бактерий)

                                                                         O

                                                                                                   ∕∕                                        

          C₆H₁₂O₆ ––→ 2 СН₃− СН − С

                                                |          \

                                                             ОН       ОН         

 молочная кислота

 

        Известно, что плохой уход за зубами, особенно несвоевременное удаление остатков пищи, - одна из причин кариеса. Почему особенно опасны для зубов остатки пищи, которая содержит много углеводов, причем не только сахара, но и белого хлеба, печенья?

(Углеводы подвергаются молочнокислому брожению с образованием молочной кислоты, разрушающей зубную эмаль.)

 

3. Маслянокислое брожение ( под действием ферментов)

C₆H₁₂O₆ → C₃H₇COOH + 2H₂ ↑+ 2CO₂↑ 

Масляная кислота имеет горький вкус, а поэтому ее накапливание в пищевых продуктах отрицательно сказывается на их вкусовых качествах.

 

                                            O

                                                                              ∕∕                                        

          C₆H₁₂O₆ ––→  СН₃− СН₂ − СН₂ – С        + 2СО₂ + 2Н₂

                   масляная    \

 

 

                                                                      к-та                 ОН  

                                  

 

           

 

4. В живом организме происходит окисление глюкозы кислородом воздуха с образованием воды и углекислого газа и выделением большого количества энергии, необходимого для функционирования организма:

C₆H₁₂O₆   + 6О₂ ––→ 6СО₂ + 6Н₂О  

      В связи с рассмотрением химических свойств глюкозы интересно вспомнить эпизод из романа Валентина Пикуля “Нечистая сила”, где идет речь о неудачной попытке отравления Распутина в 1916 году.“Лазоверт со скрипом натянул резиновые перчатки, растер в порошок кристаллы цианистого калия… Доктор щедро и густо насыщал внутренность пирожных страшным ядом.

…Распутин с неохотой съел пирожное с ядом. Понравилось – потянулся за вторым. Юсупов внутренне напрягся, готовый увидеть перед собой труп. Но Распутин спокойно доедал восьмой птифур…

Яд беспомощен! Гришка выпил и сожрал все, что отравлено. Но только рыгает и появилось сильное слюнотечение…”Герои Пикуля решили, что Григорий Распутин и впрямь святой или заговоренный. Однако это не так.Распутина спасло то, что доктор не знал, что люди с давних времен при опасности отравления цианидами держали за щекой кусочек сахара. А в 1915 году немецкие ученые Рупп и Гольце обнаружили, что, как и всякий альдегид, глюкоза взаимодействует с цианидами и циановодородом с образованием нетоксичного циангидрин

 

Получение глюкозы.

1) Из курса биологии вы уже знаете, что глюкоза образуется в зеленых органах растений из воды и углекислого газа под действием света. Процесс возможен благодаря наличию особого пигмента зеленых клеток – хлорофилла. Процесс носит название фотосинтеза. Упрощенно его можно выразить уравнением:

                                                                 

                                                                     свет

                           6CO₂ + 6H₂O + 2920 кДж → С₆Н₁₂О₆ + 6О2

     Русский ученый К.А. Тимирязев так писал о фотосинтезе: «Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, солнечного света и речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жиры и зерно, - он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в земных листьях растений».

     Его биологическое значение заключается в обеспечении живых организмов Земли органическими веществами, обогащении атмосферы Земли кислородом.

 

2) В 1811 г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O -à (C₆H₁₂O₆)n

3) Можно ли получить глюкозу из известного вам вещества формалина?

Когда собираются сохранить (законсервировать) ткань, убив в ней все живое – гнилостные микроорганизмы, грибки, бактерии, – дают такой совет: «Поместите препарат в формалин».

Но великий русский химик А.М.Бутлеров увидел в этом веществе один из источников жизни: в растворах слабых оснований молекулы формалина, соединяясь друг с другом, образуют цепочку углеводов:

6HCOOH = C6H12O6 + 3O2.

Итак: исскуственным путем можно получить при нагревании формальдегида с известковым молоком.

Биологическая роль.

    Большие таблетки глюкозы с витамином С известны всем. Когда такую таблетку отправляют в рот, не стоит забывать, что это в первую очередь медицинский препарат, а потом уж средство удовлетворения потребности в сладком.

     Глюкоза легко проникает в кровь, не задерживаясь в пищеварительной системе. Она поддерживает организм, нормализует расстроенное пищеварение, поэтому очень часто входит в состав лекарств. Этот моносахарид извлекают из свекольной, картофельной, кукурузной патоки и даже из древесных опилок. Правда, в последнем случае глюкозу используют как промежуточный продукт при дальнейшем её биохимическом превращении в этиловый спирт.

Почему недостаток глюкозы в организме вызывает потерю сознания?

Ответ. Глюкоза служит главным субстратом тканевого дыхания и должна поступать в клетки непрерывно. Особенно чувствительны клетки головного мозга, которые не могут использовать другие метаболиты в качестве источника энергии. Недостаток глюкозы вызывает потерю сознания .

    Глюкоза – важный пищевой продукт, за счёт которого организм человека получает большую часть необходимой ему энергии.

Применение. (Слайд 8)

      Глюкоза является ценным питательным продуктом. Её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства, для образования гликогена – животного жира, для питания тканей мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, для поддержания необходимого уровня сахара крови и создания запасов гликогена печени. Она служит эффективным средством поддержания питания послеоперационных, ослабленных и других тяжелобольных, она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей,  используют при интоксикации (например, при пищевом отравлении или инфекции), так как она является универсальным антитоксическим средством, питательная среда в микробиологической промышленности (слайд 9), в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.), (слайд 10 ), в текстильной промышленности в качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновых и гликоновых кислот, для синтеза ряда производных сахаров и т.д.

      Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению. На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например при производстве пива.

Фруктоза  (Слайд 11)

     Изомером глюкозы является фруктоза («фруктовый сахар»), составляющая значительную часть мёда, тростникового сахара ,а также содержащаяся в цветочном нектаре. (Слайд 12)

В молекуле фруктозы содержатся характерные функциональные группы спиртов –ОН и кетонов (фруктоза – кетоноспирт).

Фруктоза не даёт реакций альдегидной группы, (отличие от глюкозы)плавится при более низкой температуре. Тем самым ещё раз подтверждается, что свойства веществ – это функция их химического строения. Фруктоза слаще глюкозы примерно в 3 раза. Большая сладость меда обусловливается наличием в его составе фруктозы.

        

 

(Приложение 1)

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА (план) ЗАНЯТИЯ № 22

УПВ.02.	Химия				Группа	Дата
					10-В	18.11.21
Тема занятия		Классификация углеводов. Глюкоза
Вид занятия		Урок изучения нового материала		Время		80 мин
Цель занятия	Учебная		Сфoрмировать у обучающихся понятие о карбоновых кислотах, о составе, строении, свойствах, получении применении
	Воспитательная		Пробудить желание к активной деятельности по охране окружающей среды, воспитать чувство бережного и гуманного отношения к природе
Межпредметные связи	Обеспечивающие		Органическая химия
	Обеспечиваемые		Неорганическая химия, биология, экология, история
Результаты изучения учебного предмета
Личностные	Л1-чувство гордости и уважения к истории и достижениям отечественной химической науки; химически грамотное поведение в профессиональной деятельности и в быту при обращении с химическими веществами, материалами и процессами;
	Л2-готовность к продолжению образования и повышения квалификации в избранной профессиональной деятельности и объективное осознание роли химических компетенций в этом;
	Л3-умение использовать достижения современной химической науки и химических технологий для повышения собственного интеллектуального развития в выбранной профессиональной деятельности;
Метапредметные	М1-использование различных видов познавательной деятельности и основных интеллектуальных операций (постановки задачи, формулирования гипотез, анализа и синтеза, сравнения, обобщения, систематизации, выявления причинно-следственных связей, поиска аналогов, формулирования выводов) для решения поставленной задачи,
	М2-применение основных методов познания (наблюдения, научного эксперимента) для изучения различных сторон химических объектов и процессов, с которыми возникает необходимость сталкиваться в профессиональной сфере;
Предметные	П1-сформированность представлений о месте химии в современной научной картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач;
	П2-владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой;
	П3-владение основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдением, описанием, измерением, экспериментом; умение обрабатывать, объяснять результаты проведенных опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач;
	П4-сформированность умения давать количественные оценки и производить расчеты по химическим формулам и уравнениям
	П6-сформированность собственной позиции по отношению к химической информации, получаемой из разных источников.
Обеспечение занятия
А. Наглядные пособия	Презентация по теме : «Углеводы»
Б. Раздаточный материал	Периодическая система Д.И.Менделеева
В.Оборудование и реактивы
Г. Литература	Габриелян, О.С. Учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО.// О.С.Габриелян, И.Г. Остроумов- М.,2017

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ

№	Элементы занятия, учебные вопросы, формы и методы обучения	Добавления, изменения, замечания
1.	Организационный момент
	-Проверка готовности обучающихся и аудитории к занятию
	-Проверка наличия обучающихся
2.	Актуализация опорных знаний обучающихся методом фронтального опроса
	1. Какие соединения относятся к альдегидам?
	2. Какая функциональная группа называется карбонильной
	3. Какова общая формула альдегидов ?
	4. Качественная реакция на альдегиды
	5. Перечислите области применения важнейших альдегидов.
	6.Перечислите основные классы органических соединений, которые вы уже знаете,, относящихся к кислородсодержащим соединениям -
3.	Мотивация учебной деятельности методом сообщения
	-Сообщение темы и плана занятия
	-Значение изучаемого материала
4.	Сообщение новых знаний методом объяснения и демонстрации
	1.  Нахождение карбоновых кислот в природе 2. Определение, общая формула 3.  Классификация карбоновых кислот и номенклатура 4. Способы получения 5. Свойства кислот  6. Области применения
5.	Закрепление изученного материала
	1. Блиц-опрос 2. Тестовые задания
6.	Подведение итогов занятия : Комментирование результатов работы. Выставление оценок.
7.	Домашнее задание:1. Выучить конспект 2. Выучить тривиальные названия низших карбоновых кислот. 3. Напишите уравнения реакций следующих превращений: этан —> хлорэтан —> этанол —> этаналь —> уксусная кислота

 

Преподаватель____________________Т.П.Пронь

 

III. Итоги урока. Оценивание. Рефлексия.

 

Наш урок подходит к концу. Какой общий вывод вы можете сделать по уроку? Какие новые знания вы получили? Какие уже полученные знания вы обобщили и закрепили? Сегодня на уроке, мы обобщили и систематизировали знания по теме «Глюкоза», узнали много нового о связи углеводов с жизнью. Вы славно поработали, а теперь определите уровень своей деятельности на Горе успеха.

Я рада, что многие из вас ощутили себя покорителями вершины знания.

 

Подводя итоги урока, хочу сказать, что каждый уважающий себя человек должен заботиться о своем здоровье. А для этого необходимо иметь элементарные представления о химическом составе и свойствах пищевых продуктов, сущности биохимических процессов сопровождающих пищеварение, принципах здорового питания и рассказывать об этом своим близким.

Всегда помните о том, что ваше здоровье в ваших руках, а правильное питание - залог вашего долголетия. Будьте здоровы!

Комментирование оценок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среди предложенных утверждений выберите истинные.

Вариант  1

1. Глюкоза – важнейший представитель моносахаридов.

2. Глюкоза по химическому строению является кетоноспиртом.

3. В результате процесса спиртового брожения глюкозы образуются этиловый спирт и кислород.

4. Для глюкозы не характерна химическая реакция маслянокислого брожения.

5. Гомологом глюкозы является фруктоза.

6. В состав нуклеотидов ДНК входят остатки линейных молекул моносахарида рибозы.

7. Фруктоза – важнейший дисахарид.

8. Второе название сахарозы – виноградный сахар.

9. При гидролизе сахарозы образуются глюкоза и фруктоза.

10. Сахароза способна восстанавливать металлическое серебро из аммиачного раствора оксида серебра(I).

11. Крахмал и целлюлоза – важнейшие представители моносахаридов.

12. Макромолекула крахмала образована множеством остатков циклических молекул -глюкозы.

13. Крахмал является совокупностью двух полимеров, обладающих различным пространственным строением макромолекул: амилозы и амилопектина.

14. Крахмал способен набухать в холодной воде.

15. Глюкоза способна окисляться, но не способна восстанавливаться

16. Крахмал можно обнаружить в пищевых продуктах с помощью спиртовой тинктуры йода.

17. Сахароза не способна гореть.

18. Целлюлозу получают из древесины.

19. Из целлюлозы получают искусственные волокна: вискозу, медно-аммиачное волокно и ацетатный шелк.

20. Крахмал используется для производства декстринов, являющихся взрывчатыми веществами.

Вариант  2

1. Второе название глюкозы – фруктовый сахар.

2. Глюкозу можно отличить от фруктозы с помощью реакции «серебряного зеркала».

3. При полном окислении глюкозы образуется крахмал.

4. Реакция молочнокислого брожения глюкозы лежит в основе производства кисломолочных пищевых продуктов, а также заквашивания капусты и других овощей.

5. Фруктоза по химическому строению является кетоноспиртом.

6. В состав нуклеотидов ДНК входят остатки циклических молекул моносахарида дезоксирибозы.

7. Рибоза и дезоксирибоза являются представителями пентоз.

8. Глюкоза образуется в природе в результате процесса фотосинтеза.

9. Фруктоза не способна восстанавливать металлическое серебро из аммиачного  раствора оксида серебра(I).

10. При спиртовом брожении целлюлозы получают этиловый спирт.

11. Молекулы крахмала и целлюлозы с одинаковой молекулярной массой являются изомерами по отношению друг к другу.

12. Молярная масса крахмала может достигать нескольких миллионов г/моль.

13. Макромолекула целлюлозы образована множеством остатков циклических молекул -глюкозы.

14. Целлюлоза растворяется в воде.

15. Хлопок на 90% состоит из крахмала.

16. При частичном гидролизе крахмала образуются декстрины.

17. Качественная реакция на крахмал – оранжевое окрашивание исследуемого образца при действии на него спиртовой тинктуры йода.

18. Древесина на 50% состоит из целлюлозы.

19. Нитраты целлюлозы используются для производства ацетатного шелка.

20. Макромолекулы целлюлозы имеют линейную форму

Ответы (истинные утверждения):

вариант 1 – 1, 4, 9, 12, 13, 16, 18, 19;
вариант 2 – 2, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 16, 18, 20;

 

 

 

 

 

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

На методическую разработку

По учебному предмету УПВ.02. Химия

Тема : «Глюкоза»

 

     Учебный процесс в течение урока построен таким образом, что обучающийся сам открывает знания, развивает способность к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного усвоения нового социального опыта. Обучающиеся должны научиться оценивать степень успешности своей индивидуальной образовательной деятельности по химии.

    Этому способствует метод самостоятельной оценки знаний, с использованием самопроверки и оценочных листов. Все этапы урока были выдержаны: актуализация прежних знаний, изучение нового материала, рефлексия, сделан вывод по уроку.

    Планируемые результаты решались во время занятия. Уделялось внимание не только предметным задачам, а также развивались метапредметные умения и навыки, формировался интерес к предмету, развивались активные формы мышления.

     Методическая разработка предназначена для систематизации и углубления знаний о моносахаридах; активизации познавательной деятельности обучающихся с использованием разнообразных форм работы, подобранных с учетом поставленной задачи, совершенствования полученных знаний и навыков, развития интеллектуальных, творческих и коммуникативных умений.

    

   

 

 

Рецензент преподаватель высшей категории ___________

 

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru