Конспект урока "Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители альдопентоз"
1
Тема урока
«Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители альдопентоз».
Ход урока:
1. Организационный момент
Приветствие. Отметка отсутствующих. Проверка готовности к уроку.
Подготовка к работе.
Здравствуйте! На предыдущих уроках мы изучали моносахариды -
гексозы. Но мир моносахаридов очень многообразен и кроме гексоз большое
значение имеют пентозы.
2. Создание мотивации к изучению темы
Сегодня нам предстоит познакомиться с:
- классификацией пентоз,
- физическими свойствами,
- особенностями строения альдопентоз,
- биологической ролью пентоз в организме человека.
3. Повторение опорных знаний
Прежде чем перейти к изучению новой темы, вспомним, что мы
изучали на прошлых занятиях.
Повторим следующие понятия: моносахариды, гексозы, альдогексозы,
кетогексозы.
Студенты дают определения понятиям.
Моносахариды – это простые углеводы, не подвергающиеся гидролизу.
Гексозы - это моносахариды, содержащие 6 атомов углерода.
Альдогексозы – это гексозы, содержащие функциональную группу
альдегидов.
Кетогексозы– это гексозы, содержащие функциональную группу кетонов.
Теперь необходимо ответить на следующие вопросы:
Задаются вопросы.
- Какие вещества относят к углеводам?
2
Предполагаемый ответ: глюкоза, фруктоза, лактоза, крахмал, целлюлоза,
мальтоза, рибоза.
- Что служит источником углеводов?
Предполагаемый ответ: источником углеводов являются растения, в листьях
которых под действием солнечной энергии протекает фотосинтез.
- Какие углеводы относят к моносахаридам?
Предполагаемый ответ: глюкоза, фруктоза.
- К каким классам веществ относится глюкоза по своему химическому
строению?
Предполагаемый ответ: глюкоза относится к альдегидоспиртам.
- Перечислите известные вам процессы брожения глюкозы.
Предполагаемый ответ: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое брожение.
- Какова роль глюкозы в жизни живых организмов?
Предполагаемый ответ: является источником энергии.
4. Изучение нового материала
Молекулы моносахаридов могут содержать от трех до десяти атомов
углерода.
Ребята, давайте вспомним классификацию моносахаридов в
зависимости от числа атомов углерода в молекуле.
Один студент выходит к доске и записывает в виде схемы
классификацию моносахаридов.
Моносахариды
по числу атомов
углерода
Триозы
С
3
Н
6
О
3
- глицероза,
- дигидроксиацетон
Тетрозы
С
4
Н
8
О
4
- эритроза,
-эритрулоза.
Пентозы
С
5
Н
10
О
5
-рибоза,
- рибулоза.
Гексозы
С
6
Н
12
О
6
- глюкоза,
- фруктоза.
3
Задаются вопросы.
- Какие моносахариды из этой классификации вы уже изучали?
Предполагаемый ответ: гексозы.
- Каков химический состав гексоз? Напишите формулу.
Предполагаемый ответ: С
6
Н
12
О
6.
- Приведите примеры гексоз, которые мы изучали.
Предполагаемый ответ: глюкоза, фруктоза.
Объяснение схемы.
К триозам относятся молочная и пировиноградная кислоты,
участвующие в процессах брожения и окисления, происходящих в живых
организмах.
К тетрозам в первую очередь относится эритроза, активно участвующая
в протекающих в организме процессах обмена веществ, она является
посредником прежде всего в процессах фотосинтеза и выпрямляет
кольцевидную форму молекул углеводов.
Сегодня мы будем изучать пентозы.
Задается вопрос.
- Каков химический состав пентоз? Напишите формулу.
Предполагаемый ответ: С
5
Н
10
О
5.
Из пентоз состоят клетки животных и растительных организмов — это
рибоза и дезоксирибоза. Они входят в состав нуклеиновых кислот: рибоза
входит в состав рибонуклеиновой кислоты (РНК), дезоксирибоза –
дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)
Итак, сформулируйте тему урока.
Студенты формулируют тему урока.
Тема урока: «Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители
альдопентоз».
Все пентозы в зависимости от наличия кето- или альдогруппы делятся
на кетопентозы (рибулоза, ксилулоза) и альдопентозы (рибоза, арабиноза,
ксилоза, ликсоза).
4
Запись схемы на доске.
Объяснение схемы.
Изомер рибозы — рибулоза в виде фосфорного эфира участвует в
обмене углеводов.
В растениях в обмене углеводов участвует и ксилулоза в виде
фосфорного эфира.
Наибольший интерес представляют альдопентозы.
Рибоза играет очень важную роль в живых организмах. Она входит в
состав РНК, нуклеотидов, витаминов, коферментов. Ее фосфорные эфиры
участвуют в обмене углеводов.
Задается вопрос.
- Какие функциональные группы входят в состав альдопентоз?
Предполагаемый ответ: группы альдегидов и спиртов.
- Как с помощью качественных реакций подтвердить наличие
функциональных групп в альдопентозах?
Предполагаемый ответ: реакция серебряного зеркала (альдегидная группа),
реакция со свежеприготовленным гидроксидом меди (11) (спиртовая группа).
Для выяснения особенностей свойств и строения рибозы и
дезоксирибозы заполним таблицу, используя опорный конспект, который у
каждого на парте (Приложения А, Б).
Пентозы
Кетопентозы
- рибулоза,
- ксилулоза.
Альдопентозы
- рибоза,
- дезоксирибоза.
5
№
п/п
Признак
Рибоза
Дезоксирибоза
1
Кем и когда
открыто
вещество
1905 г.
Фибус Ливен,
1929 г.
2
Физические
свойства
Бесцветные кристаллы,
легко растворимые в
воде и имеющие сладкий
вкус.
Бесцветное
кристаллическое
вещество, хорошо
растворимое в воде.
3
Формула
C
5
H
10
O
5
C
5
H
10
O
4
4
Ациклическая
форма
5
Циклическая
форма
6
Нахождение в
природе
- Не встречается в
свободном виде;
- составная часть олиго-
и полисахаридов;
- находится в коже и
слюнных железах
животных;
- входит в состав РНК
(рибонуклеиновых
кислот),
- витамина В
2
;
-
компонент АТФ
(аденозинтрифосфорной
кислоты).
- Не встречается в
свободном виде.
- составная часть
нуклеопротеидов,
которыми богаты мясные
и рыбные продукты;
- входит в состав ДНК
(дезоксирибонуклеиновых
кислот).
7
Биологическая
роль
Перенос информации и
энергии, а также
некоторых коферментов
и бактериальных
полисахаридов.
Участвует в синтезе
белков и передаче
Для синтеза нуклеиновых
кислот. Она является
составным компонентом
нуклеотидных
коферментов, играющих
важную роль в
метаболизме живых
6
наследственных
признаков.
существ. Участвуют в
синтезе белков и передаче
наследственных
признаков.
8
Применение
Рибоза выпускается в
виде отдельной
спортивной пищевой
добавки.
Нет информации по
применению.
Объяснение таблицы.
Особенности рибозы и дезоксирибозы.
• Состав дезоксирибозы не отвечает формуле С
n
(Н
2
О)
m
, считавшейся
общей формулой всех углеводов.
• Дезоксирибоза отличается от рибозы отсутствием в молекуле одной
гидроксильной группы (оксигруппы), которая заменена атомом
водорода. Отсюда и произошло название вещества (дезоксирибоза).
• Структурные формулы точно указывают, при каком именно атоме
углерода дезоксирибозы нет гидроксильной группы.
• Подобно глюкозе молекулы пентоз существуют не только в
альдегидной, но и в циклической форме. Замыкание кольца в них
можно представить аналогичным образом. Отличие будет лишь в том,
что карбонильная группа взаимодействует с гидроксилом не пятого, а
четвертого атома углерода, и в результате перегруппировки атомов
образуется не шестичленный, а пятичленный цикл.
5. Закрепление знаний
Студенты выполняют тест. Приложение А.
Студенты обмениваются тетрадями и сверяют свои ответы с верными,
которые записаны на доске. Выставляют оценки друг другу.
Ответы к тесту.
1) Б,
2) В, Г,
3) А, Д,
4) А,
7
5) А.
6. Подведение итога урока
На этом уроке вы рассмотрели тему «Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза
как представители альдопентоз». В ходе занятия вы смогли углубить свои
знания об углеводах, узнали об особенностях строения рибозы и
дезоксирибозы, а также об их биологической роли в организме человека.
Оценивание работы студентов. Выставление оценок.
7. Домашнее задание
Объяснение выполнения домашнего задания.
Подготовить сообщение на тему «Состав нуклеиновых кислот РНК и ДНК».
8
ПРИЛОЖЕНИЕ А
РИБОЗА
Рибоза - моносахарид из группы пентоз; бесцветные кристаллы, легко
растворимые в воде и имеющие сладкий вкус. Открыта в 1905 году. Её
формула С
5
Н
10
О
5
.
Содержание в природе
Моносахариды с пятью атомами углерода и пятью атомами кислорода
не встречаются в природе в свободном виде, но являются важными
составными частями олиго- и полисахаридов, содержащихся, например, в
древесине.
В форме белковых соединений рибоза находится в коже и слюнных
железах животных.
Она является основой рибонуклеиновой кислоты (РНК), а также
основным ингредиентом, используемым организмом для создания молекулы
АТФ.
Рибоза является неотъемлемой частью витамина В
2
и нуклеотидов.
Биологическая роль
Рибоза входит в состав рибонуклеиновых кислот (РНК), нуклеозидов,
моно- и динуклеотидов, осуществляющих в клетках перенос информации и
энергии, а также некоторых коферментов и бактериальных полисахаридов.
Применение
Дополнительное употребление рибозы существенно помогает
восстановлению в сердечной мышце и скелетной мускулатуре
энергетических запасов, утраченных в ходе изнурительных тренировок, при
тяжелой физической работе или при ишемических состояниях, когда
сокращается поступление кислорода в ткани. Такое сильное влияние рибозы
обусловлено тем, что в тканях недостает ферментов, необходимых для ее
быстрого синтеза, когда в этом есть потребность. Восполнение
энергетических запасов замедляется, когда расходуются большие количества
АТФ. В результате запасы АТФ и других соединений, необходимых для его
9
замещения, уменьшаются. Все это объясняет, почему атлеты чувствуют себя
уставшими в течение нескольких дней после интенсивной тренировки.
С недавних пор рибоза стала выпускаться в виде отдельной спортивной
пищевой добавки, которая может быть представлена в форме порошка или в
жидкой форме. Несмотря на всю пользу этого вещества, рибозу рекомендуют
принимать в комплексе с другими спортивными добавками, так как она
способна в разы усилить их действие. Наиболее удачной комбинацией с
рибозой считается креатин.
10
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ДЕЗОКСИРИБОЗА
Дезоксирибоза – моносахарид из группы пентоз, содержащий на одну
гидроксильную группу меньше, чем рибоза. Является бесцветным
кристаллическим веществом, хорошо растворимым в воде. Химическая
формула была открыта в 1929 году Фибусом Ливеном. Её формула С
5
Н
10
О
4
.
Содержание в природе
В свободном виде пентозы в пищевых продуктах не встречаются и
поступают в организм человека в составе нуклеопротеидов, которыми богаты
мясные и рыбные продукты.
Входит в состав углеводно-фосфатного скелета молекул ДНК
(дезоксирибонуклеиновых кислот).
Биологическая роль
Дезоксирибоза используется для синтеза нуклеиновых кислот. Она
является составным компонентом нуклеотидных коферментов, играющих
важную роль в метаболизме живых существ. Участвуют в синтезе белков и
передаче наследственных признаков.
Применение
Возможно применение в качестве пищевой добавки. В научной
литературе пока не существует практического руководства по применению
этой добавки - то есть, того, как ее использовать, в каких количествах, в
какое время и каких результатов следует ожидать.
11
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Тест по теме
«Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители альдопентоз».
1) Моносахаридом является:
А) целлюлоза,
Б) рибоза,
В) сахароза,
Г) крахмал.
2) Какое из соединений является кетозой?
А) рибоза,
Б) глюкоза,
В) фруктоза,
Г) рибулоза.
3) Какое из соединений вступает в реакцию серебряного зеркала?
А) глюкоза,
Б) крахмал,
В) фруктоза,
Д) дезоксирибоза.
4) Выберите структурную формулу рибозы:
А)
В)
Б)
Г)
5) Сколько гидроксильных групп входит в состав дезоксирибозы?
А) 3,
Б) 4,
В) 1,
Г) 2.
Критерии оценивания.
Верно 5 заданий – оценка «5»;
Верно 4 задания – оценка «4»;
Верно 3 задания – оценка «3»;
Верно 2 задания – оценка «2».
12
13
