Элективный курс по химии "Химия и питание"
элективный курс по химии (10 класс) на тему

Рассмотрено:                                    Согласовано                                        Утверждаю:

На методобъединении                     Заместитель дир. по УВР                        Директор школы

___________________                     ___________И.Р. Щенова                       ______О.Н. Дундукова

МБОУ «Алмалинская СОШ»

Программа элективного курса  по химии  для учащихся  

10 класса

Химия и питание

2012 год

Пояснительная записка

   На сегодняшний день сохранение и укрепление  здоровья населения - одна из наиболее актуальных проблем современности. Экологические проблемы,  стремительный ритм жизни, нерациональное питание оказывают  пагубное влияние на состояние здоровья человека.

В связи с  этим возрастает роль химии и биологии как учебных предметов  в расширении представлений учащихся  о научно обоснованных правилах и нормах использования веществ, применяемых в быту и на производстве, формирование основ здорового образа жизни и грамотного поведения людей в различных  жизненных ситуациях. Актуальность и важнейшая социальная значимость  проблемы ухудшения здоровья подрастающего поколения  предполагает создание    элективного курса «Химия. Питание. Здоровье ».

   Данный курс предназначен для учащихся 10 классов и  рассчитан на 34 часа. Программой предусмотрено изучение теоретических вопросов, проведение практических занятий, экскурсий, семинаров, конференций.

   Что такое пища? Какое значение вкладывается  в это, казалось бы, повседневное, обычное слово? С понятием пищи непосредственно связаны здоровье общества, красота и совершенство каждого человека.

     О том, как эти проблемы решаются человеческой мыслью, что такое пища с точки зрения химиков, как ученые разрабатывают в своих лабораториях новые перспективные методы получения пищевых продуктов, каковы гигиенические требования к пищевым продуктам, о режиме питания и сохранении здоровья.

   Темы спецкурса дают возможность учащимся получить представления о продуктах питания, их калорийности, пищевой ценности, содержании в них белков, жиров, углеводов, витаминов. Этот электив поможет учащимся углубить представления о химических элементах, их роли и значении в жизни нашего организма.  Это только одна сторона предлагаемого курса. С другой стороны – его тематика поможет учащемуся понять, что его здоровье - это достояние всего человечества, поэтому он должен относиться бережно к своему организму, осознать, что здоровье человека напрямую связано с тем, что и как он ест, что представляют из себя современные продукты питания, из чего их изготовляют.

Программа электива нацелена на удовлетворение познавательных интересов старшеклассников, расширение знаний в области медицины, психологии, физиологии, гигиены, санитарии, химии, биологии, экологии и некоторых социальных вопросов, направленных на повышение адаптационных возможностей человека в современном обществе.

Основные задачи курса

1. Пропагандирование здорового образа жизни;
2. Формирование у учащихся представления о факторах, влияющих на устойчивость его здоровья;
3. Информирование учащихся о способах получения пищевых продуктов;
4. знакомство старшеклассников с  продуктами питания, их составом и  пищевой ценностью;
5. Расширение  знаний учащихся о макро- и микроэлементах, их значении для организма человека;
6. Формирование представлений о пищевых добавках и их влиянии на организм человека;
7. Развитие познавательных интересов и интеллектуальных способностей в процессе проведения химического эксперимента, самостоятельности приобретения знаний в соответствии с возникающими жизненными потребностями;
8. Развитие учебно-коммуникативных умений
9. Совершенствование умений работы с литературой и средствами мультимедиа.

Изучение данного элективного курса направлено на развитие у учащихся интереса к химическим и биологическим знаниям. Оно нацелено на развитие познавательной активности и самостоятельности, установку на продолжение образования.

Требования к уровню подготовки учащихся

Требования к усвоению теоретического учебного материала.

Учащиеся должны знать:

1. Классификацию органических соединений;
2. Основные гигиенические требования к качеству пищевых продуктов и их пищевой ценности;
3. Основные виды  пищевых добавок:
4. Понятие микро- и макроэлементов и их значении для организма;
5. Иметь представление о  пищевых добавках и их влиянии на организм человека;
6. Физиологическую природу питания и пищеварения;
7. Основные способы профилактики пищевых отравлений;
8. Уметь устанавливать причинно-следственные связи между качеством пищевых продуктов и здоровьем человека;

Требования к выполнению химического эксперимента и проведению лабораторного опыта:

1. Уметь грамотно проводить химические эксперименты и лабораторные опыты;
2. Наблюдать, анализировать и обобщать полученные данные;
3. Знать правила техники безопасности при работе с химическим оборудованием.

Содержание учебной программы

Тема 1. Введение. Что такое пища. Питательные вещества и продукты питания. Калорийность продуктов питания. Суточный рацион питания. Понятие сбалансированного питания.

Тема 2. Калории и питание. Питание и пищеварение Состав пищевых продуктов.  Белки как высокомолекулярные вещества. Основные аминокислоты, образующие белки. Полноценные и неполноценные белки. Суточная потребность в белках. Жиры в природе, их состав и свойства, роль в организме. Твердые жиры и растительные масла. Суточная потребность в жирах. Углеводы.  Классификация углеводов. Их состав и свойства, значение для организма человека. Суточная потребность в углеводах. Калорийность продуктов питания. Суточная потребность в калориях в зависимости от возраста, физиологических

особенностей организма и образа жизни.

Практическая работа № 1.

Свойства белков.

Практическая работа № 2.

            Свойства жиров.

Практическая работа № 3.

            Свойства глюкозы, сахарозы, крахмала.

Тема 3. Пищеварительный конвейер. Химизм процесса пищеварения. Понятие о ферментах и ферментативном катализе. Роль микро- и макроэлементов в жизнедеятельности организма. Гигиена питания. Режим питания школьника. Витамины, их роль в жизнедеятельности организма и процессе пищеварения.  Источники витаминов. Водо- и жирорастворимые витамины. Понятие о диете и её видах.

Лабораторная работа № 1

Рассматривание плесневого гриба мукора под микроскопом.

Тема 4. Вкусно. Ароматно. Красиво. Пищевые добавки: красители, ароматизаторы, консерванты, биодобавки. Физиологические основы пищеварения. Условные и безусловные рефлексы. Гигиена и санитария питания. Срок годности пищевых продуктов. Правила хранения пищевых продуктов. Профилактика и первая медицинская помощь при пищевых отравлениях

.

Тема 5. Питание и здоровье.  Системы питания. Строение и функции ротовой полости. Строение зубов. Физиологические основы питания и пищеварения. Пищеварение в ротовой полости. Гигиена ротовой полости. Правила чистки зубов. Профилактика кариеса и других заболеваний ротовой полости. Влияние окружающей среды и эмоционального состояния человека на процессы пищеварения. Профилактика ожирения и желудочно-кишечных заболеваний.

 Тема 5. Съедобное из несъедобного. Понятие о трансгенных продуктах. Соевое «мясо» и  другие мясо - молочные продукты. Биотехнология на службе у пищевой промышленности. Синтетические пищевые добавки.

Учебно-тематический план

Тема 1. Введение. 1 час.

1. Что такое пища.

Тема 2. Калории и питание. 10 часов.

1. Для чего мы едим.
2. Незаменимые белки.
3. Практическая работа №1. Свойства белков.
4. Жиры. Масла.
5. Практическая работа №2. Свойства жиров.
6. Углеводы.
7. Практическая работа №3. Свойства глюкозы, сахарозы, крахмала.
8. Семинар «Состав пищи».
9. Сколько нужно «дров»?
10. Ожирение вредит здоровью.

Тема 3. Пищеварительный конвейер. 7 часов.

1. «Азы» расщепляют «озы».
2. Химия вкуса.
3. Макроэлементы и их значение для организма человека.
4. Микроэлементы и их значение для организма человека.
5. Режим питания.
6. Незаменимые витамины.
7. Нужна ли диета?

Тема 4. Вкусно. Ароматно. Красиво. 5 часов.

1. Вкусная и ароматная химия.
2. Аппетит.
3. Химия красивого стола.
4. Не надо угощать плесень (химия и хранение пищевых продуктов).
5. Предупреждение пищевых отравлений.

Тема 5. Питание и здоровье. 7 часов.

1. Современные системы питания.
2. Гигиена ротовой полости.
3. Что нужно знать химику о пищеварении.
4. Сладкие «дрова».
5. «Дирол» с ксилитом и карбамидом.
6. Стресс и нарушение пищеварения.
7. Химия. Питание. Здоровье.

Тема 5. Съедобное из несъедобного. 5 часов.

1. Понятие о синтетической пище.
2. Телятина без телят.
3. Хлеб без зерна.
4. Пищевые добавки.
5. Итоговое занятие.

Практические работы

Обнаружение крахмала и гликогена в тканях организмов

Объекты и оборудование. Пивные дрожжи, сахар, крахмал, картофель, 10%-ный раствор трихлоруксусной кислоты, зеленое яблоко, семена пшеницы, бобы, лед, кварцевый песок, раствор 12 в KI, кристаллизатор, стаканы, воронка Бюхнера (или обычная воронка), фильтр, марля, колба на 100 мл, пробирки, штатив, спиртовка.

Подготовка и проведение опыта. Предварительно выделяют гликоген из дрожжей. Для этого 10 г пивных дрожжей отмывают от сусла, отфильтровывают и размешивают в 200 мл 20%-ного раствора сахара. Смесь оставляют на 3 ч при 25 °С. Начинается интенсивное брожение, в результате чего в клетках дрожжей накапливается гликоген. Смесь фильтруют на воронке Бюхнера или через марлевый фильтр, остаток растирают с 25 мл 10%-ного раствора трихлоруксусной кислоты при 0°С (охлаждение в морозильной камере, а затем в кристаллизаторе со льдом) с добавлением кварцевого песка (5 г). Смесь вновь фильтруют, фильтрат сливают в колбу. При высокой концентрации гликогена раствор опалесцирует. Трихлоруксусная кислота способствует осаждению белков. Готовят крахмальный клейстер (негустой), срезы картофеля, зеленого яблока, бобов, семян пшеницы.

При демонстрации опыта в две пробирки наливают по 10 мл раствора гликогена и крахмала. Добавляют 2—3 капли раствора 12 в K.I. В пробирке с гликогеном появляется красно-бурое окрашивание, а с крахмалом — сине-фиолетовое.

Крахмал и гликоген относятся к полисахаридам и являются запасными питательными веществами в организмах.

Вопрос на осмысление опыта. Чем объясняется различная окраска с 1г? (Это связано с разницей в строении крахмала и гликогена. Оба вещества состоят из остатков а-глюкозы, но гликоген имеет более разветвленную структуру.)

После этого иодом обрабатывают срезы картофеля, яблока, семян пшеницы, бобов.

Вопросы. Какое вещество накапливается в тканях растений? Какие функции выполняет крахмал в растительных организмах?

Далее пробирку с раствором крахмала нагревают в пламени спиртовки. Сине-фиолетовая окраска исчезает. При охлаждении окраска восстанавливается. С чем связано исчезновение окраски при нагревании? (Изменение окраски связано с изменением структуры цепей крахмала при нагревании. Разрушаются комплексы разветвленных структур амилопектина с иодом.)

На основании опытов учащиеся делают вывод о различных структурах полисахаридов животного и растительного происхождения, об их биологических функциях.

Качественные реакции на белки

При изучении белков можно рекомендовать провести две цветные реакции — биуретовую и ксантопротеиновую.

Биуретовую реакцию дают все белки, так как в результате образуется комплекс меди с пептидной связью в молекуле белка. С помощью этой реакции идентифицируются белки. Методика проведения опыта описана в разделе 3 «Человек и его здоровье», в теме «Пищеварение». В курсе общей биологии при изучении строения и свойств белков биуретовую реакцию можно провести с мясной вытяжкой, яичным белком и желатиной в сравнении. Во всех случаях результат будет одинаков, что говорит о сходстве в строении белковых молекул.

Ксантопротеиновая реакция — это еще одна из цветных реакций на белки, но, в отличие от биуретовой реакции, ее дают не все белки, а лишь те, которые содержат ароматические аминокислоты, часть которых являются незаменимыми для человека. Целью этого опыта является показать различие в аминокислотном составе белков и определить степень их полноценности для питания. Опыт проводится на тех же белках, что и биуретовая реакция.

Объекты и оборудование. Пробирки, фильтровальная бумага, яичный белок, мясная вытяжка, желатина, концентрированная азотная кислота, раствор едкого натра или аммиака (нашатырный спирт).

Постановка и проведение опыта. К раствору яичного белка прилить концентрированной азотной кислоты. Жидкость в пробирке нагреть — осадок окрашивается в желтый цвет и растворяется. После охлаждения добавить осторожно раствор аммиака или едкого натра — окраска становится оранжевой.

Реакция обусловлена образованием нитросоединений из ароматических аминокислот. Такую же пробу проводят с белком соединительной ткани — желатиной. Пищевую желатину промывают холодной водой для удаления примесей других белков. Желатина разбухает, ее обжимают между листами фильтровальной бумаги.

Небольшое количество растворяют в пробирке с водой при нагревании и проделывают ксантопротеиновую реакцию, как описано выше. Реакция отрицательна, так как желатина не содержит ароматических или циклических аминокислот. Появление иногда слабой окраски может быть обусловлено наличием примесей других белков. На основании опыта можно сделать вывод о различной полноценности белков по аминокислотному составу.

Денатурация белков

Цель опыта состоит в исследовании причин, вызывающих денатурацию белков. В процессе объяснения учитель сообщает, что денатурация — это потеря белком его нативных свойств. Механизм денатурации в каждом отдельном случае различен. Чаще всего он связан с потерей белками гидратной оболочки, поддерживающей стабильность вторичной и третичной структуры. Такая денатурация обратима, и при снятии фактора, ее вызывающего, белки' восстанавливают свою структуру. Однако при действии концентрированных кислот, щелочей, солей тяжелых металлов или высоких температур денатурация необратима. В этом случае изменению подвергается первичная структура белка, поэтому восстановление структур белка невозможно.

Объекты и оборудование. Растворы яичного белка, сульфата меди, сульфата аммония, концентрированная азотная кислота, пробирки, штатив, химические стаканы.

Проведение опыта. В три стакана наливают по 20 мл раствора яичного белка. В первый стакан добавляют насыщенный раствор сульфата аммония (или порошок). Жидкость слегка перемешивают. Появляется муть от выпавшего в осадок белка. При добавлении воды осадок вновь растворяется. Процесс осаждения белков обратим.

Во второй стакан добавляют несколько капель раствора сульфата меди. Выпадает голубой хлопьевидный осадок белка, не растворяющийся в избытке воды. В данном случае происходит необратимая денатурация белка.

В третий стакан добавляют 10 мл концентрированной азотной кислоты. Образуется белый аморфный осадок белка. Концентрированные кислоты вызывают также необратимую денатурацию.

В пробирку наливают 10—15 мл белка и нагревают в пламени горелки. Осадок белка появляется еще до того, как жидкость закипит. Белки свертываются — процесс денатурации необратим.

В процессе демонстрации каждого из опытов можно попросить учащихся прокомментировать наблюдаемое явление.

Вопросы. В каком случае происходит необратимая денатурация? Почему соли тяжелых металлов вызывают отравления организма? С какими процессами, происходящими с белками, это можно связать? Почему при попадании кислоты на кожу происходит ожог?