Ученики на Учителя.com


Методическая разработка конспекта урока "Углеводы. Глюкоза"

Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Пензенской области
«Пензенский колледж архитектуры и строительства»
Методическая разработка конспекта урока
по теме: «Углеводы. Глюкоза».
Выполнила преподаватель: Пивкина Н.В.
г. Пенза. 2017 г.
Тип урока. Урок изучения нового материала.
Цели:
образовательные:
Сформировать у учащихся знания об углеводах, их составе. Рассмотреть зависимость
химических свойств углеводов от строения молекул. Качественные реакции на
глюкозу.Получение глюкозы. Дать представление о биологической роли углеводов, их
значении в жизни человека.
развивающие:
Продолжить развивать у учащихся мыслительные операции: умение связывать уже
имеющиеся знания с вновь приобретенными, умение выделять главное в изученном
материале, обобщать изученный материал и делать выводы.
воспитательные:
Воспитание ответственного отношения к учебе, стремления к творческой, познавательной
деятельности, развивать умения вести диалог, отстаивать свою точку зрения, работать в
группе; воспитывать аккуратность, чувства товарищества, коллективизма, уважительного
отношения друг к другу.
Методы. Словесные, наглядные, проблемно-поисковые, самостоятельная работа.
Оборудование и реактивы:
На столах обучающихся: спиртовка, пробирки, держатель для пробирки, спички,
растворы глюкозы, CuSO
4
, NaОН, аммиачный раствор оксида серебра.
На столе преподавателя: растворы глюкозы, формалина, фуксинсернистой кислоты,
шаростержневая модель молекулы глюкозы.
Ход урока.
1. Организационный момент.
2. Мотивация занятия.
Ребята, попробуйте угадать сами тему сегодняшнего урока. Вещество, о котором мы
будем говорить, находится у меня на столе, его очень много в организме человека, в
зеленых растениях.
Обучающиеся (предполагают): Белки. Жиры. Углеводы.
Это интереснейшее и нужное вещество - глюкоза. Тема урока: «Углеводы.Глюкоза».
3. Изучение нового материала.
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.
Кроме того, углеводы участвуют в построении сложных белков, ферментов,
гормонов. Углеводами являются и такие жизненно необходимые вещества, как гепарин
(он играет важнейшую роль - предотвращает свертывание крови), агар-агар (его получают
из морских водорослей и применяют в микробиологической и кондитерской
промышленности).
Единственным источником энергии на Земле (помимо ядерной) является энергия
Солнца, а единственным способом его аккумулирования для обеспечения
жизнедеятельности всех живых организмом является процесс фотосинтеза, протекающий
в клетках растений и приводящий к синтезу углеводов из воды и углекислого газа. Кстати,
именно при этом превращении образуется кислород, без которого жизнь на нашей
планете была бы невозможна.
Итак, углеводы - это обширный класс природных соединений, которые играют важную
роль в жизни человека, животных и растений.
Название «углеводы» эти соединения получили потому, что состав многих из них
выражается общей формулой Сn(H
2
O)
m
, т.е. формально являются соединениями углерода
и воды. С развитием химии углеводов обнаружены соединения, состав которых не
отвечает приведенной формуле, но обладающие свойствами веществ своего класса
(например, дезоксирибоза С
5
Н
10
О
4
). В то же время есть вещества, соответствующие общей
формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, спирт инозит С
6
Н
12
О
6
).
А теперь наш кабине 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?
Вопрос: К какому классу относится глюкоза?
Обучающиеся высказывают несколько точек зрения.
• Это вещество не имеет функциональной группы кислот, т.к. сладкое на вкус.
• Если сладкое, может быть, сходно с глицерином и имеет гидроксильные группы ОН.
• Это вещество содержит группы: NO
2
, NH
2
, альдегидную.
Благодарю вас за ответы. Чтобы проверить на практике, какая гипотеза будет правильной,
предлагаю провести небольшой эксперимент.
Обучающиеся проводят опыты с имеющимися на столе реактивами.
К раствору глюкозы приливают свежеосажденный гидроксид меди и сообщают, что
глюкоза – многоатомный спирт.
К раствору глюкозы приливают аммиачный раствор серебра и нагревают. Проделав опыт,
утверждают, что это альдегид.
Возникает дискуссия, мнения ребят разделились.
Так к какому классу относится глюкоза?
Выдвижение гипотез.
• Глюкоза – это многоатомный спирт.
• Глюкоза – это альдегид.
Решение проблемы.
Обучающиеся делают открытие, что глюкоза имеет свойства и многоатомных спиртов, и
альдегидов.
А теперь сами попытайтесь составить структурную формулу, если молекулярная
формула: С
6
Н
12
О
6 .
Во время фронтальной беседы выясняем, что в составе молекулы глюкозы входит одна
альдегидная группа и пять гидроксильных групп.
Структурная формула:
Если глюкоза – альдегидоспирт, то она должна давать, очевидно, и другие реакции
альдегидов.
Преподаватель проводит демонстрационный опыт. В раствор глюкозы приливает
бесцветный раствор фуксинсернистой кислоты. Красное окрашивание не проявляется.
Для проверки к раствору формалина (альдегид) приливает раствор фуксинсернистой
кислоты – появляется красное окрашивание.
Итак, свойства зависят от строения. Как показали исследования, в растворе глюкозы
имеются молекулы не только с открытой цепью атомов, но и другая конфигурация, когда
исчезает альдегидная группа, а именно - циклическое. Что же представляют собой
циклические молекулы глюкозы? Вы выяснили строение молекулы линейной, а может ли
она образовать кольцо?
Ученики высказывают несколько мнений.
• Да, т.к. происходит вращение атома углерода.
• Если разорвется двойная связь, концы могут соединиться в цикл.
• Нет, т.к. двойная связь находится с одной стороны молекулы.
Возникает проблемная ситуация.
Решение проблемы.
На столе имеется линейная шаростержневая модель глюкозы. Попробуйте построить
циклическую форму глюкозы.
Предположения учащихся.
• Изменилось положение группы ОН у последнего С-атома.
• Нет, у первого атома, где перестраивались атомы.
А почему это происходит?
Почти одновременно и все сразу выдвигают одну гипотезу: происходит вращение атома
углерода.
Попробуйте это сделать на шаростержневой моделе.
Ребята убеждаются, что сделать это невозможно.
Опять возникает противоречие, которые обучающиеся объяснить не могут. Но выдвигают
гипотезу: пока молекула имеет линейное строение, вращение атомов углерода возможно, а
в циклической форме это сделать нельзя.
Да, вращение С-атома возможно только в открытой форме, совместно с альдегидной
группой. В результате взаимодействия первого и пятого атомов углерода появляется новая
ОН-группа у первого атома, которая может занять два положения: над и под плоскостью
цикла. Поэтому возможны две циклические формы глюкозы – -форма (ОН-группы при
1-м и 2-м атомах углерода расположены по одну сторону кольца молекулы) и -форма
(группы ОН находятся по разные стороны):
Между -формой и -формой глюкозы существует равновесие, они могут превращаться
одна в другую через альдегидную – переходную – форму. Занесите эти данные в свой
конспект.
Изучение свойств глюкозы.
Выясняя строение молекулы, ребята определили следующие химические свойства
глюкозы:
1) взаимодействует с Сu(ОН)
2
, при нагревании образует красный осадок;
Продуктом окисления является глюконовая кислота (соль этой кислоты – глюконат
кальция – известное лекарственное средство).
CH=O COOH
│ t
0
│
(CHOH)
4
+ 2Cu(OH)
2
→ (CHOH)
4
+ Cu
2
O↓ + 2H
2
O
│ голубой │ кирпично-красный
CH
2
OH CH
2
OH
Эти реакции являются качественными на глюкозу как альдегид.
2) взаимодействует с Ag
2
O в аммиачном растворе с образованием свободного серебра
реакция «серебряного зеркала» (качественная реакция).
CH=O COOH
│ NH
4
OH, t
0
│
(CHOH)
4
+ Ag
2
O → (CHOH)
4
│ │
CH
2
OH CH
2
OH
3) образование шестиатомного спирта под действием восстановителя. Реакции с участием
альдегидной группы глюкозы
восстановление (гидрирование) с образованием многоатомного спирта сорбита
СН=О СН
2
ОН
│ kat, t
0
│
(СНОН)
4
+ Н
2
→ (СНОН)
4
│ │
СН
2
ОН СН
2
ОН
4) Пользуясь материалами учебника, дополните химические свойства глюкозы как
многоатомного спирта.
взаимодействие с Cu(OH)
2
на холоду с образованием глюконата меди (II) – качественная
реакция на глюкозу как многоатомный спирт.
Каждая группа записывает уравнения химических реакций в тетрадь.
Есть у глюкозы другие свойства? Вспомните из жизненных ситуаций или воспользуйтесь
учебником.
Предположения учащихся.
• Брожение варенья.
• Спирт образуется при брожении винограда.
• Молоко, если долго стоит, тоже приобретает резкий запах кислого и спиртного.
Используя материал учебника, внесите в тетрадь специфические свойства глюкозы:
спиртовое брожение, молочно-кислое и масляно-кислое брожение.
Брожение (ферментация) моносахаридов.
а) спиртовое брожение
С
6
Н
12
О
6
→ 2С
2
Н
5
ОН + 2СО
2
б) маслянокислое брожение
С
6
Н
12
О
6
→ СН
3
─СН
2
─СН
2
─СООН + 2Н
2
↑ + 2СО
2
↑
в) молочнокислое брожение
С
6
Н
12
О
6
→ 2СН
3
─ СН ─ СООН
│
ОН
Получение глюкозы.
Можно ли получить глюкозу из известного вам вещества формалина?
Возникает активная дискуссия, высказывается несколько противоположных мнений.
• Нет, т.к. формалин убивает все живое, а глюкоза поддерживает жизнь.
• Можно, но эту глюкозу нельзя будет в пищу употреблять.
• В химии все возможно.
• Можно, т.к. при химической реакции образуется новое вещество с новыми свойствами.
• Нет, у этих веществ свойства совсем разные.
Спасибо за гипотезы. Какая из них правильная, вы убедитесь сами.
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 = C
6
H
12
O
6
+ 3O
2
.
Итак:
1)исскуственным путем можно получить при нагревании формальдегида с известковым
молоком.
2) в природе глюкоза получается путем фотосинтеза.
3) в промышленности путем гидролиза крахмала.
Значение в жизни человека (применение глюкозы).
Многие применения глюкозы основаны на ее свойствах. Работая с учебником,
обучающиеся дополняют свой конспект.
Биологическая роль глюкозы
D-глюкоза (виноградный сахар) широко распространена в природе: содержится в
винограде и других плодах, в меде. Она является обязательным компонентом крови и
тканей животных и непосредственным источником энергии для клеточных реакций.
Уровень глюкозы в крови человека постоянен и находится в пределах 0,08-0,11%. Во всем
объеме крови взрослого человека содержится 5-6 г. глюкозы. Такого количества
достаточно для покрытия энергетических затрат организма в течение 15 мин. его
жизнедеятельности. При некоторых патологиях, например, при заболевании сахарным
диабетом, содержание глюкозы в крови повышается, и избыток её выводится с мочой.
При этом количество глюкозы в моче может возрасти до 12% против обычного – 0,1%.
4. Закрепление изученного материала.
1. Почему глюкозу называют виноградным сахаром?
2. Как можно определить, спелое яблоко или нет, не пробуя его на вкус?
Гипотезы учащихся.
• Зеленое – значит, неспелое, красное – спелое.
• Рыхлое – спелое, твердое – нет.
• Провести химические реакции.
Учитель. Какие реакции нужно провести? Какое на вкус спелое яблоко?
Гипотезы ребят.
• Сладкое, т.к. содержит углеводы – глюкозу.
• Значит, реакцию надо провести на наличие глюкозы.
• Качественную реакцию на глюкозу.
• Нагреть со свежеосажденным гидроксидом меди мякоть яблока, и если будет красный
осадок – спелое.
Решение проблемы.
Проверим экспериментально, чья гипотеза верна. Возьмите пробирку с протертым
яблоком и убедитесь в его спелости.
Ребята, проделав качественную реакцию на глюкозу, убеждаются, что яблоко спелое.
5. Домашнее задание. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно
осуществить следующие превращения:
Крахмал -→ этанол → уксусный альдегид -→ уксусная кислота -→ ацетат магния.
Скачать материал

Химия - еще материалы к урокам: