Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Классификация углеводов. Моносахариды. Глюкоза" 10 класс

Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
1
Автор: Яковлева Ольга Алексеевна
Место работы: муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя
общеобразовательная школа № 28» г. Балаково Саратовской области (МАОУ СОШ №28 г.
Балаково Саратовской области»)
Предмет: химия
Тема: Классификация углеводов. Моносахариды. Глюкоза.
Продолжительность: 45 минут
Класс: 10
Тип урока: урок формирования знаний
Технологии: ЭОР Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://school-
collection.edu.ru).
Технологические особенности: для просмотра ЭОР необходимо установить на компьютере
следующие программы: Power Point-2007; проигрыватель Flash8-en; проигрыватель Java
Runtime Environment 1.5; проигрыватель для просмотра видеофрагментов (например
KMPlayer).
Цель урока: систематизировать знания об углеводах, как классе органических соединений;
изучить строение, свойства, способы получения и применение моносахаридов на примере
глюкозы.
Задачи урока:
Образовательные:
• актуализировать знания о классификации углеводов;
• исследовать химические свойства глюкозы и на основании этого сделать вывод о её
строении;
• изучить способы получения и применение глюкозы;
• проконтролировать степень усвоения знаний с помощью теста.
Воспитательные:
• формировать мировоззрение учащихся;
• воспитывать самостоятельность, чувство собственного достоинства.
Развивающие:
• совершенствовать умения и навыки при проведении химического эксперимента с
соблюдением правил техники безопасности;
• развивать память, речь, мышление, умение анализировать, сопоставлять, делать выводы;
• совершенствовать навыки решения тестовых заданий;
• развивать познавательный интерес, творческие способности, уверенность в своих силах,
настойчивость.
Методы обучения: использование ЦОР, химический эксперимент, метод исследования,
фронтальная беседа, фронтальный опрос.
Оборудование: компьютер, проектор, экран, пробирки, держатель для пробирок, спиртовка.
Реактивы: растворы медного купороса CuSO
4
∙ 5H
2
O, гидроксида натрия NaOH, глюкозы
C
6
H
12
O
6
.
Ход урока.
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
2
I. Организационный этап.
II. Актуализация знаний. Постановка цели.
Вступление учителя:
Человеческий организм не может не только расти и развиваться, но и
просто существовать без притока органических веществ. В отличие от растений
и подобно животным, он не может сам создавать органические соединения из
неорганического сырья. Кроме того, организму требуется энергия – как для
обеспечения соответствующей температуры тела, так и для совершения работы,
следовательно, пища – жизнь.
Вопросы классу:
1. Из чего состоит наша пища?
2. Какие вещества являются главными поставщиками энергии организму
человека?
Наша пища состоит из очень большого числа различных химических
веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ. Среди
них имеются соединения, которые определяют её энергетическую и
биологическую ценность, участвуют в формировании структуры, вкуса, цвета и
аромата пищевых продуктов.
Главными поставщиками энергии организму человека являются
углеводы. Углеводами богаты зерновые и бобовые культуры, картофель,
фрукты и овощи. Считается, что на 60% потребности человека в энергии
должны обеспечиваться углеводами. В день человек должен получать не менее
500 г углеводов.
Сегодня на уроке мы должны систематизировать знания об углеводах, как
о классе органических соединений, особенностях их строения и свойств. И
начнём мы с определения и классификации.
III. Введение знаний.
Углеводы – кислородсодержащие органические вещества, большинство
которых отвечает общей формуле С
n
(H
2
O)
m
.
Т.е. углеводы как бы состоят из углерода и воды, отсюда и название
класса. Это название появилось на основе элементного анализа первых
известных углеводов. В дальнейшем было установлено, что существуют
углеводы, в молекулах которых не соблюдается указанное соотношение,
например дезоксирибоза C
5
H
10
O
4
. Известны также соединения, состав которых
соответствует приведённой общей формуле, но они не принадлежат к классу
углеводов (формальдегид, уксусная кислота). Однако название «углеводы»
укоренилось и в настоящее время является общепризнанным.
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
3
Углеводы – это чрезвычайно разнообразный класс соединений, как по составу,
так и по строению их молекул.
Классификация углеводов.
По способности к гидролизу углеводы можно разделить на 3 основные группы:
Учащиеся записывают в тетради схему и примеры.
Моносахариды – углеводы, являющиеся по строению альдегидоспиртами или
кетоноспиртами, которые не подвергаются гидролизу. В зависимости от числа
атомов углерода делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы.
Примеры: глюкоза (виноградный сахар) C
6
H
12
O
6
– белое кристаллическое
вещество, содержится в соке винограда и других фруктах.
Использование ЭОР (можно продемонстрировать некоторые структурные формулы в
качестве примера, формулы глюкозы и фруктозы лучше показать в разделах «строение»):
Трехмерные химические формулы:
Глюкоза (линейная форма) (№ 104073)
Глюкопираноза (№ 103942)
Фруктоза (фруктовый сахар) C
6
H
12
O
6
– белое кристаллическое вещество,
составляет значительную часть мёда.
Фруктоза (линейная форма) (№ 103999)
Фруктофураноза (№ 104018)
Рибоза C
5
H
10
O
5
– входит в состав РНК.
Рибоза (линейная форма) (№ 103926)
Рибоза (циклическая форма) (№ 103849)
Дезоксирибоза C
5
H
10
O
4
– входит в состав ДНК.
Дезоксирибоза (циклическая форма) (№ 103827)
Олигосахариды – полимерные углеводы, построенные из небольшого числа (2 –
10) остатков моносахаридов.
Примеры: сахароза С
12
H
22
O
11
(свекловичный или тростниковый сахар) –
дисахарид, белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде,
сладкое на вкус. Содержится в большинстве растений. В живых организмах под
действием ферментов сначала подвергается гидролизу до моносахаридов,
которые затем окисляются до углекислого газа и воды с выделением большого
количества энергии.
Лактоза С
12
H
22
O
11
(молочный сахар) – дисахарид, входит в состав молока и
молочных продуктов.
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
4
Мальтоза С
12
H
22
O
11
(солодовый сахар) – входит в состав солода, мёда.
Использование ЭОР:
Трехмерные химические формулы:
Сахароза (№104016) Лактоза (№104064) Мальтоза (№104075)
Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, построенные из остатков
моносахаридов. Могут иметь разветвлённое и линейное строение.
Примеры: крахмал (C
6
H
10
O
5
)
n
- полисахарид, построенный из звеньев α-
глюкозы, белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде
набухает и образует крахмальный клейстер. Содержится в растениях и является
ценным питательным веществом. Под воздействием ферментов в организме
гидролизуется до глюкозы.
Использование ЭОР:
Трехмерная химическая формула: Крахмал № 103817
Целлюлоза (C
6
H
10
O
5
)
n
– полисахарид, построенный из звеньев β-глюкозы,
твёрдое волокнистое вещество, нерастворимое в воде. Служит «строительным
материалом» для стенок растительной клетки, является самым
распространённым органическим веществом на Земле. Применяется для
изготовления хлопчатобумажных тканей и бумаги.
Целлюлоза (№ 103845)
Применение крахмала. (№124460)
Применение природных волокон, содержащих целлюлозу. (№125462)
Применение сложных эфиров целлюлозы. (№125466)
Изучение моносахаридов продолжим на примере глюкозы.
Нахождение в природе (проводится фронтальная беседа).
• В свободном виде глюкоза содержится почти во всех органах зеленых
растений. Особенно её много в соке винограда (отсюда название
«виноградный сахар»). Мёд в основном состоит из смеси глюкозы и
фруктозы. Также глюкоза содержится цветочном нектаре, некоторых
фруктах и овощах.
• В крови человека и животных содержится около 0,1% глюкозы (80 – 120 мг в
100 мл крови). Превышение содержания глюкозы в крови уровня 180 мг на
100 мл крови свидетельствует о нарушении углеводного обмена и развитии
сахарного диабета.
Глюкоза. Нахождение в природе. (№125436)
Исследование строения глюкозы.
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
5
К демонстрационному столу вызывается 1 учащийся, которому будет предложено
решить экспериментальную задачу:
Докажите опытным путем с помощью предложенных реактивов (растворы
CuSO
4
, NaOH), что виноградный сок содержит глюкозу. Проведите
соответствующие химические реакции, отметьте их признаки. Какое строение
молекулы глюкозы доказывают проведенные реакции?
В это время остальные учащиеся смотрят видеофрагмент «Определение глюкозы в
виноградном соке» (использование ЦОР: видеофрагмент № 54862)
В процессе выполнения эксперимента и просмотра видеофрагмента учащиеся
должны сделать вывод о том, что в состав глюкозы входят функциональные группы
многоатомных спиртов (гидроксогруппа –ОН) и альдегидов ( альдегидная группа ).
Строение глюкозы.
Простейшая формула глюкозы: СН
2
О
Молекулярная формула глюкозы: С
6
Н
12
О
6
М(С
6
Н
12
О
6
)=180 г/моль
Трехмерные химические формулы:
Глюкоза (линейная форма) (№ 104073)
• Глюкоза – это альдегидоспирт, содержит функциональные группы
спиртов – OH, и альдегидов -СОН)
• Кристаллическая глюкоза состоит из линейных (альдегидных) молекул, а
в растворе существуют молекулы циклического строения.
линейная форма глюкозы
В водном растворе глюкозы в динамическом равновесии находятся три её
изомерные формы: α-форма, линейная форма и β-форма.
α-глюкоза β-глюкоза
Использование ЭОР: трехмерная формула Глюкопираноза (№ 103942); флеш-анимация
«Равновесие трёх форм глюкозы в одном растворе» (№125439) (для использования данного
ресурса в презентации нужно выполнить следующие действия: Экран → переключение
программ).
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
6
Изомерия глюкозы:
Изомером глюкозы является фруктоза («фруктовый сахар»), составляющая
значительную часть мёда, а также содержащаяся в цветочном нектаре.
В молекуле фруктозы содержатся характерные функциональные группы
спиртов –ОН и кетонов (фруктоза – кетоноспирт).
Трехмерные химические формулы:
Фруктоза (линейная форма) (№ 103999)
Фруктофураноза (№ 104018)
линейная форма фруктозы циклическая форма фруктозы
Получение глюкозы:
• В природе глюкоза образуется в результате фотосинтеза:
6CO
2
+6H
2
O=C
6
H
12
O
6
+6O
2
-Q
(к доске вызывается 1 учащийся, который записывает уравнение реакции на доске,
остальные делают это в тетради).
• Первый синтез простейших углеводов из формальдегида был произведён
А. М. Бутлеровым в 1861 г.:
(уравнение демонстрируется учителем в презентации)
• На производстве глюкозу получают гидролизом крахмала в присутствии
серной кислоты:
(C
6
H
10
O
5
)n + nH
2
O
nC
6
H
12
O
6
(уравнение демонстрируется учителем в
презентации).
Физические свойства глюкозы:
Вопрос классу: Какие физические свойства глюкозы вам известны?
Глюкоза - бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом,
хорошо растворяется в воде. Из водного раствора она выделяется в виде
кристаллогидрата: С
6
H
12
O
6
∙ (H
2
O)
n
. По сравнению со свекловичным сахаром
она менее сладкая.
Химические свойства глюкозы:
Гликолиз:
Вопрос классу:
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
7
Из курса биологии вы знаете, что глюкоза является своеобразным
аккумулятором солнечной энергии. Поразмышляйте, что происходит с
глюкозой в организме человека?
Около 70% глюкозы, содержащейся в крови человека, подвергается в
тканях медленному окислению с выделением энергии и образованием
конечных продуктов – углекислого газа и воды.
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
→ 6CO
2
+ 6H
2
O + 2920 кДж (уравнение записывается одним из
учащихся на доске)
Энергия, выделяемая при гликолизе, в значительной степени
обеспечивает энергетические потребности живых организмов.
Свойства глюкозы как многоатомного спирта:
1. Глюкоза даёт качественную реакцию многоатомных спиртов – со
свежеполученным гидроксидом меди (II) образует ярко-синий раствор.
Использование ЭОР:
Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II) (видеофрагмент №54867)
2. Глюкоза реагирует с карбоновыми кислотами с образованием сложных
эфиров (пять гидроксильных групп глюкозы вступают в реакцию с
кислотами).
Свойства глюкозы как альдегида:
Вопрос классу:
Глюкоза применяется в производстве зеркал и елочных украшений. Какая
xимическая реакция лежит в основе этого производства?
1. Глюкоза реагирует с оксидом серебра (I) в аммиачном растворе (реакция
“серебряного зеркала”):
Использование ЭОР:
«Окисление глюкозы оксидом серебра (I)» (видеофрагмент №54865)
CH
2
OH-(CHOH)
4
-COH + Ag
2
O CH
2
OH-(CHOH)
4
-COOH + 2Ag (уравнение
записывается одним из учащихся на доске)
2. Окисляется гидроксидом меди (II) (с выпадением красного осадка):
CH
2
OH(CHOH)
4
-COH + 2Cu(OH)
2
CH
2
OH(CHOH)
4
-COOH + Cu
2
O + 2H
2
O
(уравнение записывается одним из учащихся на доске)
В начале XX в. медики уже знали, что сахар – это «белая смерть», однако
очень медленная и сладкая. Однако, хорошенько изучив таблицу
Д.И.Менделеева, они нашли несколько полноценных заменителей сахара, не
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
8
отличающихся от него по вкусу, но не вызывающих диабета и разрушения
зубов.
Вопрос классу:
Как называется один из заменителей сахара, вы узнаете, разгадав шараду:
Слог мой первый метлой выметают.
Слогом вторым информатик считает.
В целом скажу, дорогие друзья,
Для многих больных вместо сахара я. (сорбит)
Как же связана глюкоза с заменителем сахара?
3. Под действием восстановителей глюкоза превращается в шестиатомный
спирт сорбит:
CH
2
OH-(CHOH)
4
-COH + H
2
→ CH
2
OH-(CHOH)
4
-CH
2
OH
(уравнение демонстрируется учителем в презентации)
Брожение – специфическое свойство некоторых углеводов:
а) спиртовое брожение
C
6
H
12
O
6
2CH
3
-CH
2
-OH+ 2CO
2
этанол
б) молочнокислое брожение
C
6
H
12
O
6
2CH
3
-CH(OH)-COOH
молочная кислота
в) маслянокислое брожение
C
6
H
12
O
6
C
3
H
7
COOH+2H
2
+2CO
2
масляная кислота
г) лимоннокислое брожение
C
6
H
12
O
6
HOOC-CH
2
-C(OH)(COOH)-CH
2
-COOH+2H
2
O
лимонная кислота
(уравнения реакций демонстрируются учителем в презентации)
Применение глюкозы:
Проводится обобщающая беседа, в ходе которой формулируются основные области
применения глюкозы:
• в медицине в качестве общеукрепляющего лечебного средства;
• в пищевой промышленности для изготовления кондитерских изделий,
вин;
• в текстильной промышленности для придания блеска тканям;
• глюкоза – восстановитель при производстве зеркал и ёлочных
украшений;
• в микробиологии для размножения кормовых дрожжей.
Применение глюкозы в микробиологической промышленности.(№125448)
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
9
Применение глюкозы в медицине. (№125445)
Применение глюкозы в пищевой промышленности. (№125413)
IV. Проверка знаний (подведение итогов обучения).
(проводится фронтальный опрос).
Использование ЭОР:
Тест «Химические свойства глюкозы» (№ 125441) (для использования данного ресурса в
презентации на некоторых компьютерах нужно выполнить следующие действия: Экран →
переключение программ).
V. Домашнее задание и его инструктаж:
1) Решите задачу: Какова масса молочной кислоты, образующейся при
брожении глюкозы массой 300 г, содержащей 5% примесей?
2) Осуществите превращения:
С
6
H
12
O
6
→ A → CH
3
COOC
2
H
5
Список использованных источников:
1. Габриелян О.С. , Маскаев Ф.Н., Теренин С.Ю. «Химия-10» М.: «Дрофа», 2005
2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. Химия, 10 класс. http://school-
collection.edu.ru/catalog/pupil/?subject=31:
Трехмерные химические формулы:
Глюкоза (линейная форма) (№104073)
Глюкопираноза (№103942)
Фруктоза (линейная форма) (№103999)
Фруктофураноза (№104018)
Рибоза (линейная форма) (№103926)
Рибоза (циклическая форма) (№103849)
Дезоксирибоза (циклическая форма) (№103827)
Сахароза (№104016)
Лактоза (№104064)
Мальтоза (№104075)
Крахмал (№103817)
Целлюлоза (№103845)
Flash-анимации:
«Равновесие трёх форм глюкозы в одном растворе» (№125439)
Тест «Химические свойства глюкозы» (№ 125441)
Видеофрагменты:
«Определение глюкозы в виноградном соке» (видеофрагмент № 54862)
Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II) (видеофрагмент №54867)
«Окисление глюкозы оксидом серебра (I)» (видеофрагмент №54865)
Изображения:
Применение крахмала. (№124460)
Яковлева О.А. Урок с использованием ЭОР
10
Применение природных волокон, содержащих целлюлозу. (№125462)
Применение сложных эфиров целлюлозы. (№125466)
Глюкоза. Нахождение в природе. (№125436)
Применение глюкозы в микробиологической промышленности.(№125448)
Применение глюкозы в медицине. (№125445)
Применение глюкозы в пищевой промышленности. (№125413)
3. Переход глюкозы из проекции Фишера в Haworth projection.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Glucose_Fisher_to_Haworth.gif
4. Радецкий А.М., Горшкова В.П., Кругликова Л.Н. Дидактический материал по химии. М.:
Просвещение, 2001
5. Химия. Справочник школьника. Сост. Кременчугская М., Васильев С.. М.:
Филологическое общество «Слово», 1997
6. Фотоиллюстрации: http://www.allpics.ru/photo/; http://foto.cebro.ru/med-1.html#
7. Фотоиллюстрации из личного архива.
8. «Химия, 9 класс». Электронная библиотека «Просвещение». ЗАО «Новый диск», 2005
9. Электронные учебные модули Открытых мультимедиасистем.
http://www.mmlab.ru/omschemcat/10p0drazdel31.html
Скачать материал

Химия - еще материалы к урокам: