« Углеводы. Глюкоза-представитель класса углеводов. Строение. Свойства».
методическая разработка по химии (10 класс) на тему

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТИХВИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

  лекция

«Углеводы. Глюкоза - представитель класса углеводов. Строение. Свойства».

ДИСЦИПЛИНА «химия»

(специальность 31.02.02 «Акушерское дело»

ППССЗ  базовая подготовка)

Выполнила

Куцевляк Н.А.

преподаватель  химии

I категория

г. Тихвин

Тема: « Углеводы. Глюкоза-представитель класса углеводов. Строение. Свойства».

Тип урока: формирования новых знаний

Цели урока: изучить особенности строения, химические свойства глюкозы, как бифункционального соединения, применение глюкозы.

Задачи:

образовательная; продолжить формирование понятия “функциональная группа”,     к умения писать реакции, характеризующие свойства многоатомных

спиртов, альдегидов.

развивающая; развивать умение работать с источниками информации. Развивать познавательную активность, наблюдательность, умение  сравнивать, анализировать

и делать выводы. Развивать критическое мышление.

воспитывающая; воспитывать у обучающихся потребность в знаниях, обеспечивать тесную связь обучения с жизнью. Воспитывать патриотизм, ответственность, инициативность через формирование собственных суждений. Способствовать воспитанию культуры поведения на уроке.

 Методы обучения: словесные, наглядные.

Формы учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

Приёмы: Кластер, «Фишбоун».

Оборудование урока: учебник, компьютер, мультимедиа проектор, презентация к уроку, раздаточный материал: таблица «Содержание веществ в продуктах», «Качественные реакции органических веществ», задачи, домашнее задание, тест «Глюкоза», образцы приемов «Кластер», «Фишбоун».

Уровни усвоения знаний:

студент должен уметь; составлять уравнения реакций глюкозы, фруктозы, прогнозировать свойства веществ на основе их строения

студент должен знать: строение молекул глюкозы и фруктозы их свойства, применение, объяснять химические свойства глюкозы и фруктозы, как следствие особенности их строения.

Внутрипредметные связи: знают классы органических веществ, знают строение и свойства альдегидов и многоатомных спиртов.

Межпредметные связи: знают биологические функции углеводов, виды обмена веществ.

Ожидаемый результат.

Познавательные УУД: строят логические цепи рассуждений;

самостоятельно создают алгоритмы деятельности при решении проблем творческого и поискового характера;

выполняют операции со знаками и символами.

Регулятивные УУД: вносят коррективы и дополнения в способ своих действий в случае расхождения с эталоном реального действия и его продуктам.

Коммуникативные: умеют (или развивают способность) брать на себя инициативу в организации совместного действия, с достаточной полнотой и точностью выражают свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.

Ход урока

1. Организационный момент(3 минуты)

   Преподаватель: Подарите мне свои добрые улыбки, и мы начинаем урок.

Староста, огласите явку на занятие.

 В химии есть термин «Взаимное влияние атомов в молекуле», перенесём этот термин в реальность. От результатов каждого из вас зависит успех сегодняшнего урока; да, это ответственно; но мы справимся!! Напоминаю, быть внимательными,  гуманными, справедливыми по отношению друг к другу. Сегодня, каждый из вас оценит себя сам, на протяжении урока собирая баллы в копилку.

II. Мотивационно-ориентационный ( 5 минут)

Преподаватель: Я предлагаю вам послушать сказку и ответить на вопросы.

(инсценировка сказки)  «В большом царстве углеводородов случилась беда – разорился старый углеводород Гексан. От тоски и безысходности он начал чахнуть и болеть. Ему не могли ни чем помочь самые лучшие лекари. И вдруг перед ним оказалась красивая, белолицая девушка, она улыбнулась и сказала: «Не печалься, я могу тебе вернуть богатство и силы! Я осыплю тебя серебром, только прикажи доставить сюда аммиачный раствор оксида серебра» Удивился Гексан, но просьбу выполнил. И действительно через некоторое время посыпались на пол серебряные монеты. От удивления старик даже рот открыл, но сказать ничего не может. А девушка продолжает: «Чтобы твои силы восстановились – ешь виноград». Гексан кое-как вымолвил: «Кто ты? Как тебя зовут?». Девушка ответила, что она его дальняя родственница, поскольку у них одна углеродная цепь, а живет она в царстве кислородсодержащих соединений и имя ее в переводе с греческого означает «сладкая». Больше она ничего не сказала, улыбнулась на прощанье и исчезла. Только огромное количество серебра убедило старика в том, что эта встреча была явью, а не сном. А когда старик стал, есть виноград, к нему действительно вернулись силы. Одна мысль не давала ему покоя – кто эта незнакомка? Позвал он лучшего сыщика, рассказал ему все и приказал узнать ее состав, строение и свойства. Сыщик взялся за дело с радостью, потому что хорошо знал греческий язык и сразу смекнул, что сладкая значит «glukus». После не долгих рассуждений он смог назвать ее имя – Глюкоза и то, что она содержится в винограде, помогло ему установить другое имя – Виноградный сахар. Он установил ее родословную – она относится к классу Углеводы.

 III. Операционно-исполнительный (60 минут)

Преподаватель:

Какой класс органических соединений мы сегодня будем изучать на уроке?

С каким представителем этого класса вы познакомились в сказке?

Слайд 1 Запись темы урока в тетрадь.

Слайд 2 Озвучивание целей урока

Слайд 3 Озвучивание эпиграфа  урока:

“Белки, жиры и углеводы,
Пройдут века, эпохи, годы, 
К вам мы прикованы на век, 
Без вас немыслим человек”.

Слайд 4  Углеводы... А это те самые сладости, которые вы так любите, (фрукты, торты, конфеты, варенье, шоколад и т.д., особенно много углеводов содержит виноград и не случайно имя принцессы в сказке «Виноградный сахар»). Углеводы часто называют сахаристыми веществами или сахарами. Они могут быть безвкусными, сладкими и горькими. Углеводы жизненно важные вещества, которые необходимы каждому организму.

Этап актуализации ранее полученных знаний на межпредметные связи.

Давайте вспомним из курса биологии основные функции углеводов? (энергетическая, структурная, метаболическая, запасающая). Запись приемом кластера. Слайд 5

Эти вещества расходуются, и человек должен постоянно пополнять их запасы.

Какой процесс, протекающий в организме способствует восполнению углеводов? (углеводный обмен).  

 Какие вещества содержат и богаты углеводами?

Обратим внимание на табл.1(раздаточный материал).

Слайд 6 «Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени как химия. Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты. Поэтому контроль опытом необходим». А. М. Бутлеров

Ролик 5 «Есть ли глюкоза в огурце»,

Ролик 6 «Определение глюкозы в виноградном соке».

Ответ и вывод ученика: Углеводы - обширный класс природных соединений (запись в тетрадь)

Слайд 7  “Классификация углеводов”.

Глядя на названия углеводов, с чем они связаны? (Название дается с добавлением окончания –оза).

Преподаватель: Определим качественный состав глюкозы решив задачу Слайд 8 (самостоятельная работа обучающихся, время выполнения 3 минуты, задание оценивается в 2 балла, раздаточный материал).

I вариант.

При сжигании 36г. кислородосодержащего
органического соединения образовалось 52,8 оксида
углерода (IV) и 21,6г. воды. Относительная плотность
вещества по воздуху равна 6,21. вывести
молекулярную формулу вещества. Ответ:С6Н12О6

II вариант.

В струе кислорода сожгли кислородосодержащее
органическое вещество А массой 0,9г. Образовалось
1,32г оксида углерода (IV) и 0,54г. воды. Относительная
плотность вещества по водороду равна 90. Найти
молекулярную формулу вещества.

Ответ:С6Н12О6

Слайд 9 Преподаватель: 

Глядя на формулу глюкозы, ответьте - одинаково ли соотношение Н и О в углеводах и воде?

(Ответ: да, 2:1)

Слайд 10 На основе этой аналогии русский химик К. Шмидт в 1844 г. предложил термин углевода (углерод и вода), а общая формула углеводов Сn(Н2 О)n

( запись определения в тетрадь)

Преподаватель: Мы выяснили, что в состав глюкозы входит кислород.

Какие функциональные группы содержат кислород? (спиртовая, альдегидная, кетонная, кислотная). ( Запись в тетрадь приемом кластера).Слайд 11

Как  можно определить  функциональные группы  входящие в состав глюкозы ? ( с помощью качественных реакций).

Предположим , что в состав глюкозы входит альдегидная группа, какую рекцию нужно проделать? Поможет нам ответить на вопрос таблица 2 ( работа  с таблицей- раздаточный материал )

       Внимание на экран ролик 4 «Окисление глюкозы аммиачным раствором оксида серебра»

Вывод? (глюкоза – альдегид).

Предположим, что в состав глюкозы входят гидроксильные группы? Какую реакцию проведем?

Внимание на экран ролик 3 «Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди(II)

Вывод? (глюкоза - многоатомный спирт).

Слайд 12 Запись в тетрадь глюкоза - альдегидоспирт.

Составте формулу глюкозы исходя из полученной информации( самостоятельная работа учащихся 2 минуты)

Слайд 13 Физкультминутка

Слайд14 Строение молекулы глюкозы (запись учащимися в тетрадь).

В результате взаимодействия карбонильной группы с одной из гидроксильных глюкоза может существовать в двух формах: открытой цепной и циклической. Циклические α- и β-формы глюкозы представляют собой пространственные изомеры, в α-глюкозе этот гидроксил находится в транс-положении к гидроксиметильной группе -СН2ОН, в β-глюкозе – в цис-положении.

 Слайд 15 Явление существования веществ в нескольких взаимопревращающихся изомерных формах было названо А. М. Бутлеровым динамической изомерией. Позднее это явление было названо таутомерией (от греческогоtauto – «тот же самый» и meros – «часть»( запись определения в тетрадь, знакомство с новым понятием).

Слайд 16

Установлено, что у третьего атома С группа - ОН расположена иначе, чем у других атомов С и распространённое строение глюкозы выглядит так:

Слайд 17 Для глюкозы характерна межклассовая изомерия с кетонами (глюкоза и фруктоза –  межклассовые изомеры).              

Из этих формул следует, что моносахариды – это альдегидоспирты или кетоноспирты( запись учащимися в тетрадь, знакомство с новыми понятиями)

Преподаватель: Познакомимся с физическими свойствами глюкозы (просмотр видеоролика 2 «Физические свойства глюкозы» и конспект в тетради). Слайды 19, 20.

Слайд 21 Получение глюкозы

 В промышленности

 Гидролиз крахмала:

(C6H10O5)n + nH2O t,H+→ nC6H12O6

крахмал                                                                 глюкоза

Слайд 22  В лаборатории

 Из формальдегида (1861 г А.М. Бутлеров):

 6 HCOH   Ca(OH)2→    C6H12O6

 формальдегид

Слайд 23 В природе

 Фотосинтез:

6CO2 + 6H2O     hν, хлорофилл →     C6H12O6 + 6O2

 «Когда-то где-то на Землю упал луч Солнца… В той или иной форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы… Он приводит нас в движение. Быть может в эту минуту он играет в нашем мозгу…» (Тимирязев) 

Слайд 24 Другие способы

 Гидролиз дисахаридов:

C12H22O11 + H2O t,H+→ 2 C6H12O6

мальтоза                                                        глюкоза

C12H22O11 + H2O t,H+→   C6H12O6 +  C6H12O6

сахароза                                                       глюкоза                 фруктоза

Слайд 25 Химические свойства глюкозы.

I. Свойства альдегидов

 1. Реакция серебряного зеркала:

 СH2OH(CHOH)4-COH + Ag2O t.NH3→ СH2OH(CHOH)4-COOH + 2Ag↓

                                                                                                                        глюконовая кислота

2. Окисление гидроксидом меди (II):

СH2OH(CHOH)4-COH + 2Cu(OH)2 t → СH2OH(CHOH)4-COOH + Cu2O + 2H2O

                                                               голубой                                                                         красный

3. Восстановление:                                                                         

СH2OH(CHOH)4-COH + H2 t,Ni → СH2OH(CHOH)4-CH2OH

                                                                                                      сорбит – шестиатомный спирт

Слайд 26 II. Свойства многоатомных спиртов

1. Качественная реакция многоатомных спиртов

Прильём к раствору глюкозы несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт, образуя комплексное соединение – ярко синего цвета.

Слайд 27 III. Специфические свойства (ферментативное брожение )т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента различают реакции следующих видов, о которых расскажет учащийся получивший опережающее задание и запишем ответ в виде приема «Фишбоун»

1.Спиртовое брожение:

C6H12O6 → 2C2H5-OH + 2CO2↑

2. Молочнокислое брожение:

C6H12O6 → 2СH3-CH-COOH

                                │

                                OH

                                      молочная кислота             

3. Маслянокислое брожение:

C6H12O6 → C3H7COOH + 2H2 ↑+ 2CO2↑

Применение

В различных отраслях промышленности.

В медицине.

Некоторые интересные факты о  глюкозе. ( Конкурс презентаций, выступление учащихся с презентациями и запись информации приемом кластера. Оценивание  выступающих).

Фруктоза.

Слайд 28 IV. Рефлексивно-оценочный(15 минут)

А сейчас послушайте стихотворение и выпишите названия веществ, которые тоже относятся к классу Углеводы.

Если ты, придя с мороза,

Наливаешь крепкий чай,

Хорошенько сахарозу

В чашке ложкой размешай.

Виноградную глюкозу

И медовую фруктозу

И молочную лактозу

Любит взрослый и малыш.

Но крахмалом и клетчаткой,

Что совсем-совсем несладки

Тоже нас не удивишь.

Так устроена природа –

Это тоже углеводы.

Слайд 30 Тест ( самостоятельная работа учащихся, раздаточный материал)

Слайд 31,32 Подведение итогов и выставление оценок.

Слайд 33 Домашнее задание( раздаточный материал)

Лаборант приготовила реактивы и вышла из кабинета. Здесь Трёхатомный спирт, сойдя с полочки, подошёл к столу и забрал свой реактив. Увидев это, Глюкоза возмутилась: «Что вы делаете, зачем берёте чужое, это же мой распознаватель!».

   «Позвольте, позвольте, вмешаться в ваш спор, - промолвил Метаналь, - это же моё вещество».

Вопросы:   ●Кто из них был прав?

                   ●О каком веществе они спорили?

                   ●Как разрешить этот спор?

Задания:

1. Напишите формулы всех веществ, участвующих в споре.
2. Напишите формулу вещества, о котором шёл спор.
3. Запишите уравнения возможных реакций.

Творческое задание. Составьте комикс применения глюкозы в повседневной жизни человека и в промышленности.

 Список литературы

1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Карцова А.А. Органическая химия. 10 класс. – М.: «Академия», 2012.
2. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя химии. 10 класс. – М.: Блик-плюс, 2001.
3. Книга для чтения по химии, ч. II – Составители К.Я. Парменов, Л.М. Сморгонский и Л.А. Цветков – 2-е изд. перераб.- Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР – Москва, 1956.
4. Общая биология: Учебник для 10-11 кл. с углубленным изучением биологии в шк./ Л.В. Высоцкая, С.М. Глаголев, Г.М. Дымшиц и др.; Под редакцией В.К. Шумного и др. – 3-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 2001. – 462 с.: ил. – стр.30-35.
5. Потапов В.М. Органическая химия: Пособие для учителя. – 3-е издание, перераб. – М.: Просвещение, 1983.
6. Цветков Л.А. Органическая химия: Учеб. для 10 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1998.