Лекция по теме: "Аминокислоты"
методическая разработка по химии на тему
В методической разработке предложен материал лекционного занятия по теме "Аминокислоты" для студентов первого курса СПО по дисциплине "химия".
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 603.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Методическая разработка
лекционного занятия
ПО ХИМИИ
«АМИНОКИСЛОТЫ»
г. Калуга, 2015 г.
Цели:
- Обучающие
Сформировать понятие об аминокислотах, их классификация и строение. Продолжить формировать понятие о изомерии на примере оптической изомерии α-аминокислот, номенклатуре аминокислот, амфотерности аминокислот и ее причины. Биполярные ионы. Реакции конденсации. Пептидная связь. Синтетические волокна: капрон, энант. Классификация волокон. Получение аминокислот, их применение и биологическая функция.
- Воспитательные
Создать положительный настрой к обучению и готовность к активной мыслительной деятельности, используя видеоматериалы и метод лабораторного эксперимента; воспитывать культуру речи и труда. (ОК 10. Бережно относиться к историческому наследию и культурным традициям народов, уважать социальные, культурные и религиозные различия) ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.)
- Развивающие
Развивать у студентов познавательный интерес к изучению химии, умение анализировать, сравнивать, делать выводы, самостоятельность учащихся. (ОК 3.: Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность)
Тип занятия: лекция
Метод обучения: рассказ с применение проблемно-развивающих технологий
Место проведения: кабинет химии
Время занятия: 120 мин
Оснащение занятия: учебно-методические и наглядные пособия, мультимедийный проектор. Химическое оборудование: глицин, штативы с пробирками, вода, стеклянные палочки, реактивы (аминоуксусная кислота), лакмус
МПС: биология тема - «Химический состав клетки»
ВПС: Тема 2.11 – «Амины», тема 2.9 – «Карбоновые кислоты»
Структура занятия и режим времени
I. Организационный момент, мобилизация аудитории до 5 мин
II. Постановка цели занятия, её мотивация до 10 мин.
III. Изложение лекционного материала до 80 мин.
IV. Подведение итогов до 10 мин.
V. Задание на дом до 5 мин.
ХОД ЗАНЯТИЯ
I. организационный момент, мобилизация аудитории:
а) принять рапорт дежурного;
б) отметить отсутствующих;
в) проверить внешний вид, организацию рабочего места;
г) готовность к занятию, состояние доски, мел.
II. Постановка цели. Мотивация
Преподаватель:
На сегодняшнем занятии мы с вами изучим ещё один класс органических соединений. Давайте мы вмести установим название этого класса веществ.
Преподаватель: зачитывает аннотацию к аптечному препарату «глицин»
Как вы думаете, о каком веществе идет речь?
Учащиеся в ходе рассуждений отвечают на вопрос.
Преподаватель: предлагает студентам таблетки глицина. (преподаватель интересуется нет ли у него противопоказаний к этому препорату) Они их рассматривают и пробуют на вкус.
Преподаватель: задает вопросы:
- Какого цвета глицин?
- Какой на вкус?
Актуализация знаний.
Историческая справка
В 1820 г. французский химик Анри Браконно проводил опыты с веществами животного происхождения. В результате длительного нагревания кожи, хрящей и сухожилий с раствором серной кислоты он получил некоторое количество белых кристаллов сладкого вкуса. Учёный назвал новое вещество гликокол от греческого названия (glikys)-«сладкий». В настоящее время это название трансформировалось в глицин. Глицин долгое время считался «родственником» углеводов, пока в 1838г. голландский химик Г.Мульдер не обнаружил в его составе азот. Спустя ещё шесть лет Э. Хорсфорд установил его формулу.
Преподаватель: Итак, в состав глицина входит азот.
Преподаватель:
Вспомните, какие соединения мы изучали, в состав которых входят атомы азота.
Студенты: Амины.
Преподаватель: Глицин вступает в реакцию этерификации. Какие соединения взаимодействуют со спиртами и при этом образуются сложные эфиры?
Студенты: карбоновые кислоты.
Преподаватель: Итак, глицин в своем составе имеет аминогруппу и карбоксильную группу. Если объединить эти слова в одно целое, то получается…
Студенты: Аминокислоты.
Преподаватель: Аминокислоты - это основа белков, пептидов, гормонов, антител, органов и тканей живых организмов и т.д. Знания о них помогут в становлении ваших профессиональных знаний, умений и навыков.
III. Изложение лекционного материала
План
- Строение аминокислот, изомерия и номенклатура.
- Химические свойства α-аминокислот.
- Способы получения α-аминокислот.
- Значение аминокислот.
Преподаватель: Рассмотрим строение аминокислот на примере простейшей аминокислоты аминоуксусной кислоты (глицин) Международное название этой кислоты аминоэтановая кислота. Запишите её формулу.
Демонстрация слайда.
Н2N-СН2-СООН
В молекуле аминоуксусной кислоты имеется две функциональные группы аминогруппа и карбоксильная группа, характерная для карбоновых кислот. Какой можно сделать вывод.
Что такое аминокислоты? Сформулируйте определение.
Студенты: формулируют и записывают определение:
Аминокислоты - гетерофункциональные соединения, которые содержат две функциональные группы: карбоксильная группа - СООН и аминогруппа - NH2, связанные с углеводородным радикалом.
Демонстрация слайда.
Преподаватель: номенклатура и изомерия аминокислот.
Рациональная номенклатура: название аминокислоты дается от соответствующей карбоновой кислоты с приставкой амино- и номера атома углерода при котором расположена аминогруппа.
По мере удаления от карбоксильной группы атомы в углеродной цепи обозначаются буквами α, β, γ, δ, ε и т.д. Обозначение атомов углерода при этом начинают с углерода, ближайшего к карбоксильной группе. За основу номенклатуры берётся название соответствующей аминокислоты.
При составлении международных названий нумерация начинается от атома карбоксильной группы.
В настоящее время известно свыше 100 природных α-аминокислот, из которых только около 25 обнаружены в белках, а 20 из них входят практически во все белковые молекулы
α-Аминокислоты имеют общую формулу
R – CH - COOH
І
NH2
Обе функциональные группы в молекуле — аминогруппа и карбоксильная группа — находятся у одного и того же атома углерода.
Преподаватель : Для аминокислот характерна изомерия
- Углеродного скелета
- Положения функциональной группы
- Оптическая изомерия
Рассмотрим оптическую изомерию α-аминокислот
В молекулах всех α-аминокислот, кроме глицина, атом С-2 асимметрическим. Слайд №
В состав белков животных организмов входят α-аминокислоты только L-ряда. D-Аминокислоты встречаются в составе белков микроорганизмов и некоторых пептидных антибиотиков.
Демонстрация слайда.
Преподаватель демонстрирует таблицу природных аминокислот
Преподаватель: Обратите внимание, что природные аминокислоты отличаются друг от друга характером радикала. Следовательно, их можно классифицировать.
По характеру радикала различают
- алифатические
- ароматические
- гетероциклические аминокислоты
По кислотно-основным свойствам различают
- нейтральные, в которых содержатся по одной группе СООН и NН2 (большинство)
- кислые — с дополнительной карбоксильной группой (аспарагиновая и глутаминовая кислоты)
- основные — с дополнительной аминогруппой (лизин, аргинин)
- Химические свойства
Преподаватель: Аминокислоты содержат в своем составе карбоксильную группу, которая определяет кислотные свойства этих соединений, и аминогруппу, которая обладает свойствами оснований, поэтому они могут реагировать как с кислотами, так и со щелочами
Запишите уравнения химических реакций. Демонстрация слайда.
Студенты записывают уравнение химических реакций взаимодействия глицина с соляной кислотой и с гидроксидом натрия.
Преподаватель: Какие свойства будут сильнее выражены в аминокислотах? Давайте проведём эксперимент. Растворим аминоуксусную кислоту в воде и добавим индикаторы – лакмус. Сделаем выводы: Какая растворимость аминокислот в воде? Какую среду имеют растворы аминокислот? Учащиеся делают выводы, что аминокислоты хорошо растворяются в воде. Среда растворов аминокислот нейтральная. Следовательно, в растворе они существуют в виде биполярных ионов
Преподаватель: демонстрирует слайд
Студенты записывают уравнения реакций
Кислые аминокислоты в растворе имею кислую среду
Основные аминокислоты в растворе имею щелочную среду
Демонстрация слайда.
Ппреподаватель: Молекулы аминокислот способны вступать друг с другом в реакцию конденсации с образованием полиамидов
Демонстрация слайда.
Полиамиды α-аминокислот называются пептидами. При взаимодействии двух α-аминокиелот образуется дипептид.
Рассмотрим взаимодействие двух молекул глицина Слайд №
Запишите реакцию. В результате реакции происходит отщепление воды за счёт карбоксильной группы одной молекулы и аминогруппы другой.
Межмолекулярная реакция с участием трёх α - аминокислот приводит к образованию трипептида и т.д. Фрагменты молекул α- аминокислот, образующие пептидную цепь, называются аминокислотными остатками, а связь CO-NH - пептидной связью. Природные α- аминокислоты также способны образовывать продукты конденсации - полипептиды и белки.
Аминокислоты сохраняют многие свойства аминов и карбоновых кислот. В частности они способны к реакции этерификации с образованием сложных эфиров. Реакция протекает в присутствии кислотного катализатора.
3. Получение аминокислот
Преподаватель Аминокислоты получают двумя способами.
1. Взаимодействие - α галогенпроизводных карбоновых кислот с аммиаком.
Аналогично получению первичных аминов из аммиака и галогеналканов, α-аминокислоты могут быть получены действием избытка аммиака на α-хлор- или α-бромпроизводные карбоновых кислот:
Гидролиз белков. В промышленности аминокислоты получают кислотным или ферментативным гидролизом природных белков и полипептидов с последующим разделением образующейся смеси на чистые аминокислоты.
4. Значение аминокислот.
Преподаватель.
Аминокислоты имеют исключительно важное значение для живых организмов не только как исходные вещества для построения полипептидов и белков, они сами выполняют ответственные физиологические функции.
Преподаватель. Аминокислоты по физиологическому действию делят на заменимые и незаменимые.
Незаменимые аминокислоты
Лизин Метионин Треонин Фенилаланин Триптофан Валин Лейцин Изолейцин
Они в организме не синтезируются и должны поступать с пищей.
Преподаватель Первой аминокислотой, выделенной химиками из природных объектов, была аспарагиновая кислота. В живых организмах аспарагиновая кислота связывает токсичный аммиак, превращаясь в аспарагин:
Демонстрация слайда.
Преподаватель.
Из белка, содержащегося в зернах пшеницы, была выделена кислота, очень похожая по строению на аспарагиновую, названная глутаминовой (клейковина). В значительных количествах она содержится в мозге, сердечной мышце и плазме крови. Она также способна взаимодействовать с аммиаком, превращаясь в амид — глутамин. Это ее свойство используют при лечении некоторых нервных заболеваний (шизофрении, эпилепсии):
Преподаватель.
Японцы давно заметили, что добавление в пищу приправы из сушеных водорослей усиливает её вкус и аромат. В 1909 г. японский учёный К.Икеда выяснил, что причина такого действия приправы кроется в содержании глутаминовой кислоты и её солей. К.Икеда запатентовал своё открытие, и теперь во всём мире в качестве пищевых добавок, усиливающих вкус и аромат продукта, используется глутаминовая кислота (Е 620) , глутаминат натрия (Е621, часто называется глютамат натрия) и глутаминаты других металлов (Е 622-625) Ссылки на эти вещества легко найти, например, на баночке мясного паштета. Для тех же целей применяется глицин (Е 640) и лейцин (Е641).
Аминокислоты и их производные используются в качестве лекарственных средств в медицине. Например, глицин в таблетках. Лизин, метионин используются как добавка в рационе сельскохозяйственных животных.
Преподаватель. Важнейшим свойством аминокислот является их способность реагировать друг с другом с образованием соединений полимерного характера. Например, при нагревании 8-аминокапроновой кислоты происходит отщепление молекулы воды за счет карбоксильной группы одной молекулы и аминного фрагмента другой:
Преподаватель: при конденсации аминокапроновой кислоты образуется полимер капрон, который используется для получения синтетического волокна.
Слайд №18.
Полученный полимер называют капроном и используют для получения синтетического волокна.
- Закрепление
Как из природного газа получить глицин?
(В ходе беседы с постановкой наводящих вопросов составляется цепь превращений, которая проводит взаимосвязь с ранее изученными классами органических соединений.)
Это позволяет студентам построить «органическую» картину мира и способ получения из природного газа аминокислот – основы белков, пептидов, гормонов, высокомолекулярных искусственных и синтетических материалов.
СН4 →С2Н2 →СН3СОН→ СН3СООН → СН2СlCOOH → СН2NH2COOH
- Подведение итогов урока.
Преподаватель:
На сегодняшнем занятии мы изучили аминокислоты, их классификацию и строение. Рассмотрели оптическую изомерии α-аминокислот, их номенклатуру. аминокислот, амфотерность аминокислот и ее причины. Биполярные ионы. Реакции конденсации. Пептидная связь. Синтетические волокна: капрон, энант. Классификация волокон. Получение аминокислот, их применение и биологическая функция.
Преподаватель:
Какой основной вывод вы можете сделать об аминокислотах?
Студенты делают вывод: «Аминокислоты - амфотерные органические соединения, основа белков, пептидов, гормонов, высокомолекулярных искусственных и синтетических материалов.»
5. Домашнее задание
Демонстрация слайда.
1. С помощью уравнений реакций описать химические свойства:
а) 2-аминопропановой кислоты;
б) 3-аминопропановой кислоты.
2. Подготовить краткие сообщения по темам (предлагается трем студентам на выбор):
а) биологические функции белков;
б) роль белковой пищи для организма человека;
в) искусственная пища
Используемая литература
- Габриелян О.С. Химия для преподавателя: учебно-методическое пособие / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова – М., 2006.
- Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии: 10 класс / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов – М., 2004.
- Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии: 11 класс: в 2 ч. / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова, А.Г. Введенская – М., 2004.
- Габриелян О.С. Лысова Г.Г. Химия для преподавателя: методическое пособие. – М., 2004
- Габриелян О.С. Химия: учеб. для студ. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М., 2005.
- Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Дорофеева Н.М. – М., 2007
- Ерохин Ю.М. Химия. – М., 2003.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Тест по теме "Аминокислоты" 10 класс
Тематический тест для подготовки учащихся к итоговой аттестации....
![](/sites/default/files/pictures/2013/10/14/picture-315401-1381738756.jpg)
Урок химии в 10 классе по теме "Аминокислоты"
урок химии в 10 классе.Тема: АминокислотыТип урока: урок изучения нового материала.Урок является составной частью темы «Азотосодержащие соединения и их нахождение в живой природе». Для урока зад...
![](/sites/default/files/pictures/2012/11/16/picture-140368-1353074034.jpg)
Урок 10 класс по теме "Аминокислоты"
Применение современных педагогических технологий. Сопровождение урока презентацией. (презентация прилагается). Цели урока: Определение аминокислот, общую формулу, типы изомерии, физические и химически...
![](/sites/default/files/pictures/2014/10/27/picture-508363-1414420004.jpg)
Карта самооценки и самоконтроля по теме «Аминокислоты»
Карта самооценки и самоконтроля по теме «Аминокислоты» для 10х классов...
Контроль знаний по теме: "Аминокислоты"
Тест, для проверки знаний по теме: "Аминокислоты", подготовки к ЕГЭ....
План - конспект урока химии в 10-м классе (базовый уровень) по теме "Аминокислоты"
Габриелян, О.С. Химия. 10 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/О.С. Габриелян.- 3-е изд. перераб.- М.: Дрофа, 2007. – 191, [1] с.: ил. Тема урока: «Аминокислоты».Цель...
![](/sites/default/files/pictures/2015/03/27/picture-614613-1427473881.jpg)
Презентация , технологическая карта урока и др. материалы к уроку химии в 10 классе по теме "Аминокислоты.Часть 1"
Данный материал поможет учителям химии провести урок по аминокислотам в 10 классе. Может быть использован при изучении химии на базовом и профильном уровне....