Углеводы (Уроки изучения нового материала в 10 классе с использованием компьютера)

(Уроки изучения нового материала в 10 классе с использованием компьютера) Углеводы            Главной целью данного урока является создание условий для формирования понятий о гетероциклах  и   представителях  этого  класса   соединений  ­    углеводов;   для  формирования умений   выделять   главное   в   предложенном   материале,   умений   анализировать   и   выбирать необходимую для себя информацию. В ходе уроков ученики должны ознакомиться со строением соединений данного класса (моносахаридов   –   рибозы,   глюкозы,   фруктозы;   полисахаридов   –   сахарозы,   крахмала, целлюлозы),   понять   их   биологическую   роль   в   жизни   живых   организмов   и   значение   для человека. На слайдах содержится вся эта информация, а, кроме того, видеофрагменты опытов и некоторые несложные задания, которые ученики могут выполнить самостоятельно, опираясь на полученные ранее знания.  Урок­презентация должен быть записан на компьютеры или демонстрироваться через мультимедийный проектор. В  ходе работы ученики заполняют опорный конспект, который позднее поможет им  при ответах на вопросы и выполнении заданий.  На первом, мотивационно­целевом этапе урока обучающиеся,  совместно с учителем,  определяют цели и задачи предстоящей работы. Учитель объясняет структуру урока, дает  необходимые рекомендации по выполнению работы.  Тип   урока   –  изучение   новой   темы,     через   осознание   и   осмысление   изученной   на предыдущих уроках учебной информации,  с использованием имеющихся навыков и умений, с использованием нового материала представленного на слайдах, а также с опорой на жизненный опыт. Вид   урока  ­     лекционно­демонстрационный   по   изучению   новой   информации, составлению   опорного   конспекта,   выполнению   предложенных   заданий   и   упражнений,   по нахождению правильных ответов на предложенные вопросы, содержащиеся на слайдах.   Методы и методические приемы. Работа с информацией, содержащейся на слайдах, обсуждение   полученной   информации,   ответы   на   поставленные   вопросы,   обсуждение результатов работы, самооценка своей работы. Цели и задачи урока. Обучающие.            Создать   условия   для   формирования   понятий   о   гетероциклических соединениях; для формирования понятий о их строении и функциях, о значении углеводов для животных   и   человека;   создать   условия   для   совершенствования     умений   находить   и формулировать   правильный   ответ   на   поставленный   вопрос,   на   основе   полученных   ранее знаний.    Развивающие.         Создать   условия   для   развития:   умений   выделять   главное;   устанавливать причинно­следственные   связи   между   составом,   строением,   свойствами   и   применением веществ;   эрудиции,   логического   и   ассоциативного   мышления;   способности   выражать   свои мысли четко и кратко, выслушивать и критически оценивать мнение других.  Воспитательные.    Продолжить:   формирование   научного   мировоззрения;   воспитание положительного   отношения   к   получению   знаний,   уверенности   в   своих   силах;   воспитание творческой, ответственной личности, умеющей работать в коллективе. Дидактическое   обеспечение   и   оборудование.    Компьютеры,   запись   урока­ презентации на диске или на компьютерах. Ход урока.  Углеводы   составляют   основную   массу   органического   вещества Мотивационно­целевой этап урока. Слайд 1.    Тема: «Углеводы».                    «Нельзя объять необъятное»   Козьма Прутков. Учитель   сообщает   тему   урока   и   обсуждает   с   учениками,   как   они   понимают высказывание.               Почему важно знать об этом классе веществ?  Ответ на этот вопрос дают последующие слайды  (Слайды 2 – 4). Учитель:   В   ходе   урока   вы   должны   будете   составить   опорный   конспект   и выполнить задания, содержащиеся на слайдах. Слайд 2.   Углеводы в природе.                Углеводы – соединения, большая часть которых имеет состав                                               Cn(H2O)m                    Первые изученные углеводы имели сладкий вкус – отсюда второе название этого класса веществ – сахара или сахариды. Слайд   3.  нашей планеты.                 Ежегодно растения Земли с помощью фотосинтеза создают около  200 млрд. тонн органического вещества (90% ­ водоросли, 10% ­ растения).                 Напишите уравнение реакции фотосинтеза. Слайд 4.   Использовать углеводы человек начал очень давно – с тех пор, когда научился перерабатывать дикорастущую флору Земли.                   Изготовление хлопчатобумажных тканей, переработка древесины, виноделие,   изготовление   бумаги   и   бездымного   пороха   –   все   это   связано   с переработкой углеводсодержащего растительного сырья.                   Переработка растительных продуктов начала закладываться еще в середине  XVII  в. В то время появился первый научный трактат «Сахарология» итальянского химика и врача Анджело Сала.                                  Однако только в середине  XVIII  в. начала зарождаться химия углеводов как наука. Слайд 5.   Классификация углеводов.                                                                 Углеводы                                                 Простые(моносахариды)                                         Сложные Пентозы                            Гексозы                 Олигосахариды           Полисахариды Рибоза                    Глюкоза  Фруктоза                Сахароза       Крахмал    Гликоген  Дезоксирибоза Клетчатка α ­  и  ß­ глюкозы. α  ­   и   ß –глюкозы. Слайд 6.    Моносахариды.                 Схема строения рибозы и дезоксирибозы. Слайд 7.    Глюкоза (виноградный сахар).                                     С6Н12О6                                  Глюкоза обязательный компонент крови, поэтому ее называют «сахаром крови».  Приведена схема строения  Слайд 8.    Схема образования   Слайд 9.    Глюкоза – ценное питательное вещество.                  В организме она окисляется с выделением энергии                        С6Н12О6  +  6О2  =  6СО2  +  6Н2О  + энергия В   ряде   производств   глюкозу   применяют   в   качестве   восстановителя.   Глюкозу часто   используют   в   кондитерском   производстве.   Она   идет   на   изготовление карамели, пряников, мармелада и т.д. Слайд 10.       Схема «Внутримолекулярная циклизация глюкозы» (открытая форма глюкозы и циклическая). Слайд 11.      Схема «Равновесная изомерия глюкозы в растворе.                       ­ глюкоза – 36%                       ­ глюкоза – 64% Слайд 12.    Опыт «Окисление глюкозы гидроксидом меди(II) в щелочной среде при нагревании».   В результате образуется глюконовая кислота. Лекарственный препарат глюконат кальция – соль этой кислоты. Слайд 13.    Брожение глюкозы.                              Спиртовое брожение. Под действием ферментов, вырабатываемых некоторыми   микроорганизмами,   глюкоза   подвергается   брожению.     Под действием дрожжей происходит спиртовое брожение, используемое в виноделии, пивоварении.   молочнокислых продуктов, в том числе сыра, а также силоса.                Напишите уравнения спиртового и молочнокислого брожения. Слайд 14.    Восстановление глюкозы.                При восстановлении (гидрировании) глюкозы образуется шестиатомный спирт – сорбит, использующийся как заменитель сахара для больных сахарным диабетом.                Напишите уравнение реакции гидрирования глюкозы.                Из глюкозы получают витамин С (аскорбиновая кислота), недостаток или отсутствие которого вызывает тяжелое заболевание – цингу. Слайд 15.   Фруктоза (фруктовый сахар).                  Изомер глюкозы. Отличие – вместо альдегидной группы содержит карбонильную (кетоногруппу).                  Фруктоза – кетоноспирт.                    СН2ОН                                                                                 С=О                             Молочнокислое   брожение.   Лежит   в   основе   производства НО­С­Н                                                                             Н­С­ОН                                                                             Н­С­ОН                                                                                 СН2ОН                  Смесь равных количеств глюкозы и фруктозы составляет основную часть пчелиного меда. Итог урока. Слайд 16.   Ответьте на вопросы: 1. Какого цвета хлорофилл? 2. В каких частях растений содержится фруктоза? 3. Больше или меньше 7 рН а) силоса?  б) простокваши? 4. Что слаще – мед или сахар? Почему? 5. К   какому   классу   органических   соединений   относится   молочная кислота? Вторая   часть   презентации   рассматривается   на   следующем   уроке   и посвящена  полисахаридам. Полисахариды. Слайд 17.       Полисахариды.    Схема образования дисахарида. Дисахарид – сахароза С12Н22О11, которую в зависимости от природного источника называют свекловичным или тростниковым сахаром. Слайд 18.   Схема образования сахарозы.                                 Молекулы дисахаридов можно представить  как продукты конденсации   двух   молекул   моносахаридов   с   отщеплением   воды   от   двух гидроксильных групп.                  Напишите  реакцию гидролиза сахарозы, обратную представленной на схеме. Слайд   19.        Крахмал,   гликоген,   клетчатка   –   полисахариды   на   основе глюкозы.      Схема   полимеризации   глюкозы.     Степень   полимеризации   (n)   в молекулах полисахаридов различна. Слайд 20.    Крахмал.           (С6Н10О5)n                Для крахмала n  от 200 до 2000. Крахмал образуется из глюкозы в растениях и в таком виде запасается в семенах (зернах), клубнях. Слайд 21.   Опыт «Качественная реакция на крахмал».     Здесь же можно провести   опыт   по   обнаружению   крахмала   в   хлебе   или   картофеле.   Или показать как можно определить качество кетчупа, в который производители часто для густоты добавляют крахмал. Слайд 22.    Гидролиз крахмала.           Полный гидролиз – до образования глюкозы. Частичный гидролиз – до образования  декстрин (продуктов с меньшей молекулярной массой, чем крахмал).                Сладковатый вкус хлебной корочки, плотная блестящая пленка на проглаженном крахмальном белье – обусловлены декстринами.    Крахмал – основной углевод нашего питания.                 Частичный   гидролиз   начинается   уже   при   пережевывании   пищи   и продолжается в желудке и кишечнике под влиянием фермента – амилазы.          Образующаяся глюкоза всасывается через стенки тонкого кишечника в кровь и идет на питание всех тканей организма. Слайд 23.              В организме млекопитающих углеводы запасаются в печени и скелетной мускулатуре   в   виде   «животного   крахмала»   ­   гликогена.   Его   строение аналогичное   крахмалу,   но   с   большей   молекулярной   массой   и большей степенью разветвленности цепи. Слайд 24.   Целлюлоза.       Обладает еще большей молекулярной массой ­ 6 млн в льне,  1 ,7  млн в хлопке.        Ее молекулы вытянуты.        Если они располагаются параллельно друг другу, как в льне, конопле, хлопке, то образуют натуральные волокна.         Переплетенные, перепутанные волоконца целлюлозы составляют основу бумаги.    Выделение целлюлозы из древесины – основа бумажного производства. Слайд 25.             В организмах многих животных и человека целлюлоза не гидролизуется (нет необходимого катализатора) – поэтому не может служить им пищей.    Но такой катализатор вырабатывается некоторыми микроорганизмами,   живущими   в   желудках   жвачных   животных   и   некоторых   насекомых (термитов), а также в почве.     В то же время существуют промышленные способы гидролиза      → nC6H12O6     2→ nC2H5OH + 2nCO2  целлюлозы.               (С6Н10О5)n    Сравните с уравнением реакции спиртового брожения глюкозы. Слайд 26.   Продукты гидролиза целлюлозы.            Алебастр, скипидар, метанол, углекислота, сухой лед, этиловый спирт, дрожжи белковые, изобутиловый и изоамиловый спирт. Слайд 27.    Реакции этерификации.   Полисахариды с одной стороны – полиэфиры, с другой – многоатомные спирты.                                               ОН                           С6Н7О2        ОН     n                                               ОН Напишите реакции образования сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами. Назовите полученные вещества. Слайд 28.    Бумага ­ важнейший элемент человеческой культуры, основа просвещения и воспитания человека.              Бумага была получена Цай Лунем во II веке в Китае. Только в VI в. Бумага смогла проникнуть в Центральную Азию. В Европе бумага появилась в XII в. Американского континента бумага достигла только в  XVII в.             Россия закупала бумагу гораздо раньше, чем начала производить сама. Один из документов подтверждает покупку бумаги в 1299 г.  Если же верить рукописной библии, написанной в 1280 г., то бумага на Руси появилась еще раньше. Итог урока. Слайд 29.     Углеводы могут обеспечить человечество всем необходимым до тех пор, пока светит солнце. Человек   на   Земле   –   не   паразит   или   иждивенец,   не   грабитель,   но рачительный хозяин, заботящийся о своем доме для себя и своих детей. Слайд 30.  Как классифицируются углеводы?   В чем их отличие друг от друга если формула их одинакова?   Каково значение углеводов в жизни человека?  Заключительная часть урока. Рефлексия.