Конспект урока «Аминокислоты» (технология коллективных способов обучения)

Приложение

Разработка урока

УРОК «Аминокислоты» (10 класс)

(технология коллективных способов обучения)

Предмет: Химия

Тема урока: «Аминокислоты»

Тип урока: Урок усвоения новых знаний

Цель: формирование понятия «аминокислоты», изучение физических и химических свойств аминокислот, умения составлять уравнения реакций, характеризующих получение аминокислот условиями протекания химических реакций.

Задачи:

– рассмотреть определение аминокислот, общую формулу, типы изомерии, физические и химические свойства, способы получения;

– формировать умения составлять формулы изомеров и называть их, записывать уравнения химических реакций взаимодействия аминокислот с кислотами, основаниями и между собой, объяснять причину амфотерности аминокислот;

– развивать умения работать с информацией, коммуникативные способности;

– содействовать формированию: мировоззренческих идей о единстве мира, о взаимосвязи живой и неживой природы на примере состава аминокислот и демонстрации действия закона диалектики единства и борьбы противоположностей валеологической культуры через биологическое значение аминокислот.

Планируемые результаты:

– предметные: знание строения, классификации, видов изомерии аминокислот и основы их номенклатуры; основных способов получения аминокислот и их применение. умение проводить сравнение свойств аминов и карбоновых кислот, записывать необходимые уравнения реакций

– метапредметные: умение работать с текстом учебника и устанавливать межпредметные связи (с биологией), навыки самообразования и самооценки;

- личностные: наличие любознательности, формирование интереса через изучение некоторых моментов роли аминокислот для жизнедеятельности человека.

Оборудование и материалы: мультимедийный компьютер, презентация, экспертные карточки, дидактические карточки с заданиями, иллюстрации: лягушка, мухомор, бледная поганка, лютик, анчар, яйцо, курица.

Основные понятия, изучаемые на уроке: «аминокислота», «аминогруппа», «заменимые и незаменимые аминокислоты», «номенклатура аминокислот», «гидролиз белка».

ХОД УРОКА

1. Организационный этап.

2. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся

1. Чтение стихотворения.

- Хотелось бы вам привести строки из стихотворения А.С. Пушкина

В пустыне чахлой и скупой,
На почве зноем раскаленной
Анчар как грозный часовой
Стоит – один во всей вселенной.

Яд, каплей сквозь его кору
К полудню растопясь от зноя, 
И застывает в вечеру
Густой, прозрачною смолою.
– Как вы думаете, почему я начала урок с этого стихотворения? (предположения обучающихся)

1. Актуализация знаний

1. Индивидуальная работа по карточкам.

– Учеными выявлено, что в некоторых живых организмах есть два сильных яда: сакситоксин, батрахотоксин. Что это за вещества и где они содержаться, попробуйте ответить, прочитав текст на карточке №1 (приложение 1).

– О каких веществах шла речь в тексте?

– Так вот сегодня мы поговорим об этих интересных органических веществах. С одной стороны являющимися кирпичиками жизни, а с другой сильными ядами.

А входят они в группу аминокислот. Запишем тему урока.

1. Демонстрационный опыт «Поменял ли индикатор окраску?».

– Перед вами органические вещества: уксусная кислота, метиламин, аминоуксусная кислота. Попробуем добавить индикатор – лакмус в каждую пробирку. Какие вы видите изменения. Почему?

• уксусная кислота + лакмус – красная

• метиламин + лакмус – синий

• аминоуксусная кислота – фиолетовый.

Вот на этот вопрос мы и должны ответить в конце урока, более подробно изучив тему «Аминокислоты».

Аминокислоты строят белки. А жизнь есть форма существования белковых тел. Итак – аминокислоты, что это за вещества?

– Чтобы правильно ответить на эти вопросы, воспользуемся информацией, представленной на карточке №2.

1. Первичное усвоение новых знаний

1.Работа в режиме взаимопередачи тем по следующему алгоритму:

- прочитать текст (приложение 2);

- ответить на вопросы I и II уровня и попытаться ответить на вопросы III уровня;

– обсудить результаты работы с соседом по парте, с которым работаете в паре;

– поменяться вариантами текстов и ответить на вопросы противоположного варианта.

1. Химический практикум «Лаборатория»

Мы с вами отметили, что аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом.

Химические свойства аминокислот определяются наличием в молекуле двух функциональных групп:

Аминогруппа – NH₂ определяет основные свойства аминокислот, так как способна присоединять к себе катион водорода по донорно - акцепторному механизму за счет наличия свободной электронной пары у атома азота.

Проводим эксперимент (правила техники безопасности)

Инструкционные карточки на партах

Опыт № 1

«Взаимодействие аминоуксусной кислоты с неорганическими кислотами»

На предметное стекло поместите 1 каплю раствора соляной кислоты (НСI) и 1 каплю метилоранжа. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до изменения цвета реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло изменение цвета раствора?

Записываем уравнение реакции на доске

Н₂N – СН₂ – СООН + НСI → [H₃N⁺ – СН₂ - СООН]СI^-

Группа – СООН (карбоксильная группа) определяет кислотные свойства этих соединений, т.е. взаимодействует со щелочами.

Опыт № 2

«Взаимодействие аминоуксусной кислоты со щелочами»

На предметное стекло поместите 1 каплю раствора гидроксида натрия (NaОН) и 1 каплю фенолфталеина. Индикатор изменяет свою окраску на малиновую. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до обесцвечивания реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло обесцвечивание раствора?

Записываем уравнение реакции на доске

H₂N – CH₂ – COOH + NaOH → H₂N – CH₂ – COONa + Н₂О

Вопрос:

Как называются вещества, которые могут взаимодействовать и с кислотами и с основаниями? ( Амфотерными)

Кроме того, аминогруппа в молекуле аминокислоты вступает во взаимодействие с входящей в ее состав карбоксильной группой, образуя внутреннюю соль.

Опыт № 3

«Испытание раствора аминокислоты индикаторами»

На универсальную индикаторную бумажку поместите 2-3 капли раствора глицина Что Вы наблюдаете?

1. Первичная проверка понимания 

1. Решение заданий теста.

1) Написать общую формулу аминокислот

2) Выбрать функциональные группы характерные для аминокислот

3) Назвать аминокислоты

4) Какую реакцию среды будет иметь аминокислота

5) Почему аминокислоты называются амфотерными органическими соединениями.

6) Почему аминокислоты относятся к полифункциональным соединениям.

7) Какие аминокислоты называются незаменимыми. Почему. Приведите примеры.

2.Решение проблемной ситуации: «Какая мысль заключена на рисунке?»

-Взгляните на рисунок, какая мысль у вас сразу возникает? Или что за процесс изображен на рисунке?

Аминокислоты в организме выполняют роль строительных блоков для белков.

Но они могут участвовать и в других процессах: например, глицин и глутаминовая кислота – передатчики нервного импульса (их называют нейромедиаторами). Аргинин является незаменимой кислотой лишь в период интенсивного роста организма, тогда он необходим в больших количествах.

Предприимчивые японцы давно заметили, что добавление в пищу приправы из сушеных водорослей усиливает ее вкус и аромат. В 1909 г. японский ученый К.Икеда выяснил, что причина такого воздействия приправы кроется в содержании глутаминовой кислоты и ее солей. К. Икеда запатентовал свое открытие, и теперь во всем мире в качестве пищевых добавок, усиливающих вкус и аромат продукта, используется глутаминовая кислота (Е629), глутаминат натрия (Е621, часто называют глютамат натрия) и глутаминаты других металлов (Е622 – 625). Ссылки на эти вещества легко найти, например, на баночке мясного паштета. Для тех же целей применяется глицин (Е640) и лейцин (Е641).

Аминокислоты и их производные используются в качестве лекарственных средств в медицине. В аптеке можно купить глицин в таблетках. Этот препарат оказывает укрепляющее действие на организм и стимулирует работу мозга. Метионин - незаменимая аминокислота, Применяют при лечении печени, профилактика токсического поражения печени.

VI. Первичное закрепление

Выполнение теста. Взаимопроверка с помощью экспертных карточек. Оценивание друг друга (Приложение3).

1. Подведение итогов

- Итак, почему в растворе аминокислоты лакмус не изменил окраску, а в растворе уксусной и метиламина изменил?

- Почему урок начали со стихотворения?

- Почему аминокислоты можно называть веществами и для жизни, и для смерти?

VIII. Домашнее задание:

§ 40, упр 1, 2     на оценку – «3»
§ 40, упр 1, 2 , 6      на оценку – «4»
§ 40, упр 1, 2, 6 , 10  на оценку – «5»

ия.

IX.Рефлексия.

Учащимся предлагается оценить свою деятельность на уроке.

Сегодня я узнал …Я выполнил задание …Я понял, что …Я научился …

Приложение 1

Карточка №1

Состав двух сильных яда: сакситоксин, батрахотоксин.

Яд сакситоксин содержит южноамериканская лягушка – пятнистый древолаз или кокой.
Ее яд годами остается активным и не имеет противоядия. Попадая в царапины и порезы кожи человека в количестве 0,001 мг, он приводит к смертельному исходу из-за нервно-мышечного паралича сердца.
Пожалуй, эта лягушка самое ядовитое животное на Земле.

Даже яд кураре в 30 раз менее активен (яд гремучей змеи).
Один из сильнейших растительных ядов – аконитин содержится в ядовитых лютиках и других растениях. Смертельная доза для человека 2,5мг.

Анчар о котором писал Пушкин – тропическое южноазиатское дерево из семейства тутовых, выделяющее ядовитый млечный сок.

В красном мухоморе находится яд - мускарин.

Бледная поганка содержит два яда: аманитоксин, вирозин. 
Яды являются кольцевыми пептидами, т.е. состоят из аминокислот и выдерживают нагревание до 200^оС. Отравление бледной поганкой приводит к смерти. Удивительно, что вместе с этим бледная поганка является «складом» многих витаминов и полезных аминокислот: триптофана, глутаминовой кислоты, аргинина, лизина.

Приложение 2

Карточка №2

Текст

I вариант

Тема: Аминокислоты

I. Определение

Аминокислоты называются азотсодержащие органические соединения, в молекулах которых содержатся аминогруппы – NH₂ и карбоксильные – COOH

II. Общая формула

(NH₂)_mR(COOH)_n

где m и n чаще всего равны 1 или 2.

Таким образом, аминокислоты являются полифункциональными соединениями и обладают смешанными функциями.

III. Около 20-остатков различных аминокислот входят в состав белков соединяясь между собой пептидной связью (амидная связь).

O H

║

– С – N –

IV. Аминокислоты организма

Заменимые Синтезируются в организме человека Глицин, аланин, серин, тирозин и др.

Незаменимые Не синтезируются в организме человека и поступают с пищей их 8: Лизин, фенилаланин и др.

V. Изомерия

Изомерия структурная

а) углеродной цепи

CH₃

CH₃ – CH₂ – CH – CH₂ – COOH CH₃ – C – CH₂ – COOH

NH₂ NH₂

б) изомерия функциональной группы

CH₃ – CH₂ – CH – CH₂ – COOH CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH – COOH

NH₂ NH₂

VI. Номенклатура

1) по международной номенклатуре

3 2 1

CH₂ – CH – COOH

NH₂

2-аминопропановая кислота

2) по рациональной номенклатуре

β α

CH₂ – CH – COOH

NH₂

α-аминопропионовая кислота

3) по тривиальной

CH₂ – CH – COOH

NH₂

Аланин

VII. Применение

1. α аминокислоты используются для синтеза белков

2. в медицине для поддержания ослабленных больных

3. для подкормки животных (лизин)

4. для получения полимеров (волокно капрон)

Вопросы к I варианту

I уровень

1. Какие органические вещества называют аминокислотами?

Запишите общую формулу аминокислот. Выпишите функциональные группы.

1. Сколько аминокислот входит в состав белков? Что такое пептидная связь?

2. Что такое заменимые и незаменимые аминокислоты? Примеры.

3. Где используются аминокислоты?

II уровень

1. Чем обусловлено наличие изомерии углеродного скелета и функциональной группы в молекулах аминокислот. Назовите аминокислоты в разделе V.

2. Изобразите структурные формулы изомерных аминокислот состава C₃H₇O₂N

III уровень

1. Почему нельзя обойтись без белковой пищи? Что происходит с белками в организме человека?

Текст

II вариант

Тема: Аминокислоты.

I. Физические свойства

Аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие имеют сладкий вкус. Температура плавления 230^о – 300^оС

II. Химические свойства

1) В молекулах аминокислот содержатся карбоксильные группы, имеющие кислотные свойства и аминогруппы, обладающие основными свойствами

H₂N – R – COOH

Основные свойства (свойства аминов)

Кислотные свойства (свойства карбоновых кислот)

амфотерные свойства

Аминокислоты – амфотерные органические вещества

1. В водном растворе образуют биполярные ионы

R – COOH R – COO^–

NH₂ NH₃⁺

рН = 7

Индикаторы окраски не изменяют, но

а) если больше аминогрупп, то среда щелочная рН 7

CH₂ – (CH₂) ₃ – CH – COOH

NH₂ NH₂

лизин

б) больше карбоксильных групп, то среда кислая рН

HOOC – CH₂ – CH – COOH

NH₂

аспарагиновая кислота

3) Как основания взаимодействуют с кислотами

H₂N – CH₂ – COOH + HCl → Cl(H₃N – CH₂ - COOH)

4) Как кислота взаимодействует с щелочами

H₂N – CH₂ – COOH + NaOH → H₂N – CH₂ – COONa + H₂O

5) Между собой с образованием дипептидов, полипептидов, олигопептидов.

H₂N – CH₂ – COOH + H – NH – CH₂ – CH₂ – COOH →

O H

║

→ H₂N – CH₂ – C – N – CH₂ – CH₂– COOH + H₂O

Дипептид

III. Получение

1) гидролиз белка → α аминокислоты

а) взаимодействие с галогенами

CH₃COOH + Cl₂ → CH₂ – COOH + HCl

Cl

б) взаимодействие с аммиаком

CH₂ – COOH + 2NH₃ → CH₂ – COOH + NH₄Cl

Cl NH₂

Вопросы ко II варианту

I уровень

1. Какими физическими свойствами обладают аминокислоты?

2. Напишите уравнения реакций, подтверждающих, что аминоуксусная кислота проявляет свойства кислот и оснований.

3. Как изменяется окраска индикатора в водных растворах аминокислот?

4. Как получают аминокислоты?

II уровень

1. Чем обуславливаются амфотерные свойства аминокислот?

III уровень

1. Запишите уравнение реакций между тремя аминокислотами:

α аминоуксусной, α аминопропионовой кислоты, α аминомасляной кислотой.

Приложение 3

Тест

I вариант

1. Выберите, формулы соединений, принадлежащих к аминокислотам

а) NH₂ – (CH₂)₃ – COOH б) O

NH₂ – CH₂ – C

NH2

в) CH₂ – CH – COOH г) NH₂ – CH₃

NH₂ NH₂

1. Аминокислоты – амфотерные органические соединения, так как

а) содержат амино и карбоксильные группы

б) образуют сложные эфиры

в) реагируют с водой

г) относятся к азотсодержащим органическим соединениям

1. Определите количество изомерных аминокислот, отвечающих составу C₃H₇O₂N

а) 1 б) 2

в) 3 г) 4

1. Аминокислота состава называется

CH₃

CH₃ – C – CH₂ – СН₂ – COOH

NH₂

а) 2 метил 2 аминопентановая кислота

б) 4 метил 4 аминопентановая кислота

в) β амино β метил масляная кислота

г) β амино β метил валериановая кислота

1. Выберите вещества, которые взаимодействуют с 2 аминопропановой кислотой

а) NH₃

б) Na₂CO₃

в) KOH

г) Сu(OH) ₂

II вариант

1. Выберите, формулы соединений, принадлежащих к аминокислотам

а) O б) CH₂ – CH₂ – COOH

║

C₂H₅ – C NH₂

NH₂

в) CH₂ – CH₂ – NH₂ г) С₆Н₅ – CH₂ – CH – COOH

ОН NH₂

1. Укажите пептидную связь

а) O H б) О в) – N ≡ N – г) О

║ ║

– C – N – – С – C –

Н

1. Укажите количество изомерных кислот, соответствующих составу C₄H₉O₂N

а) 5

б) 4

в) 3

г) 2

1. Аминокислота состава

CH₃ – CН – CH₂ – COOH

NH₂

а) 2 амино бутановая кислота

б) 3 амино бутановая кислота

в) α амино масляная кислота

г) β амино валерияновая кислота

1. Определите действие на индикатор лакмус раствора α аминомасляной кислоты

а) лакмус фиолетовый

б) лакмус синий

в) лакмус красный

г) лакмус желтый

Критерии, оценки (на доске)

«5» - нет ошибок

«4» - одна ошибка

«3» - две ошибки

Более двух ошибок Вам стоит постараться

Приложение 4

Инструкция к проведению лабораторных опытов по теме «Аминокислоты»

Опыт № 1

«Взаимодействие аминоуксусной кислоты с неорганическими кислотами»

В углубление пластинки поместите 1 каплю раствора соляной кислоты (НСI) и 1 каплю метилоранжа. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до изменения цвета реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло изменение цвета раствора?

Опыт № 2

«Взаимодействие аминоуксусной кислоты со щелочами»

В углубление пластинки поместите 1 каплю раствора гидроксида натрия (NaОН) и 1 каплю фенолфталеина. Индикатор изменяет свою окраску на малиновую. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до обесцвечивания реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло обесцвечивание раствора?

Опыт № 3

«Испытание раствора аминокислоты индикаторами»

На универсальную индикаторную бумажку поместите 2-3 капли раствора глицина Что Вы наблюдаете?