Урок химии 10 класс "Углеводы" с использованием презентации

Углеводы

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

          Презентация составлена с расчетом на два урока по темам: «Моносахариды», «Полисахариды». Уроки по  изучению новой темы проходят  в начале изучения  нового класса соединений – гетероциклических соединений. Ученики уже имеют понятие о соединениях циклического строения, в частности о гомоциклических соединениях – циклоалканах и аренах.   Поскольку тема довольно сложна в понимании, материал представленный на слайдах снабжен большим количеством рисунков и схем, разобраться с которыми, и предстоит ученикам на данных уроках.

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.

Урок-презентация 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, мотивационно-целевом 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 -   лекционно-демонстрационный 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  причинно-следственные 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.

Мотивационно-целевой 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 

                                            C_n(H₂O)_m 

                Первые изученные углеводы имели сладкий вкус – отсюда второе название этого класса веществ – сахара или сахариды.

Слайд 3.  Углеводы составляют основную массу органического вещества 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

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 α-  и  ß- глюкозы.

Слайд 8.    Схема образования  α -   и   ß –глюкозы.

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.

               Молочнокислое брожение. Лежит в основе производства 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

                                                                         НО-С-Н

                                                                            Н-С-ОН

                                                                            Н-С-ОН

                                                                                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

 целлюлозы.

              (С₆Н₁₀О₅)n  →     nC₆H₁₂O₆ →   2nC₂H₅OH + 2nCO₂

 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.