Конспект урока: "Углеводы. Глюкоза - альдегидоспирт. Молекулярная и структурная формулы глюкозы. Физические свойства, распространение в природе.

УРОК

Тема: Углеводы. Глюкоза – альдегидоспирт. Молекулярная и структурная формулы глюкозы. Физические свойства, распространение в природе.

Цель: Дать представление об углеводах на примере глюкозы, изучить состав и строение молекулы глюкозы, физические свойства, значение в природе;

Продолжить формировать умения прогнозировать химические свойства органических веществ, исходя из их строения и наличия соответствующих функциональных групп; развивать познавательный интерес, коммуникативные качества, умение самостоятельно пользоваться разрыми источниками, сравнивать, делать выводы, высказывать свои мысли четко и коротко, усовершенствовать творческие способности учащихся.

Оборудование и реактивы: схемы, таблицы, раздаточный материал, набор продуктов, содержащих углеводы, мультимедийный центр, штатив для пробирок с пробирками, порошок глюкозы, раствор глюкозы, свежеприготовленный Cu(OH)2, лакмусовая бумага, аммиачный раствор оксида серебра, пробиркодержатель, нагревательный прибор.

Тип урока: комбинированный урок усваивания знаний, умений и навыков и творческого применения их на практике.

Форма уроку: урок-исследование.

Ход урока:

1. Организационный этап.

2. Вступление. Слово учителя.

Ребята, мы продолжаем знакомство с представителями оксигенсодержащих органических веществ. И делаем шаг за шагом, как бы поднимаясь по незримым ступеням. От первых представителей оксигенсодержащих органических веществ , спиртов, мы перешли к альдегидам. Затем карбоновым кислотам и сложным эфирам. Позже познакомились с жирами и мылом. Сегодня мы поднимемся еще на одну ступень и начнем знакомиться с удивительным классом веществ, которые вы уже изучали в курсе биологии и с которыми мы сталкиваемся ежедневно в своей жизни, и без которых нашу жизнь вообще невозможно представить.

Девизом нашего урока станут слова Фирдуоси:

Если путь твой к познанию мира ведет –

Как бы ни был он долог и труден – ВПЕРЕД!.

1. Рефлексия.

Но сначала давайте определим свой уровень подготовки, свое настроение на работу при помощи цветных кружочков:

Красный – хорошее настроение, уверенность в высоком уровне знаний;

Синий – достаточный уровень, вы не уверены в получении должного результата;

Желтый – ориентация на средний уровень.

4. Актуализация опорных знаний:

Ребята, а сейчас давайте вспомним, что же мы узнали об этих простых и сложных, удивительных и не очень, полезных и не совсем оксигенсодержащих органических веществах. И сделаем это в виде «интервью». В случае неправильного или отсутствия ответа, что нежелательно, вопрос переходит следующему.

1. Какие оксигенсодержащие органические вещества вы изучили?

2. Что такое функциональная группа?

3. Какая функциональная группа характерна для спиртов?

4. Какой суффикс добавляется, когда даем название спиртам?

5. Чем отличаются одноатомные и многоатомные спирты?

6. Качественная реакция на многоатомные спирты?

7. Функциональная группа альдегидов?

8. Какой добавляем суффикс, когда даем название альдегидам?

9. Качественные реакции на альдегиды?

10. При помощи какого одного реактива можно распознать многоатомные спирты и альдегиды?

11. Функциональная группа карбоновых кислот?

12. Какой прибавляем суффикс, когда даем название карбоновым кислотам?

13. Как распознать уксусную кислоту и уксусный альдегид?

14. Чем образованы сложные эфиры?

15. Как называется реакция ,в результате которой из карбоновой кислоты и спирта образуется сложный эфир?

16. Чем образованы жиры?

17. Что такое мыло?

Немного размялись. А теперь обратите внимание, у каждого из вас на парте есть лист с вопросами «экспресс-контроля». Вопросы на утверждение. Если вы согласны с утверждением, ставите + , если нет - .Отметки делаете в первой графе. Лист подписать. На выполнение задания 3 минуты.

А в это время один ученик приглашается к доске для решения задачи и попытается доказать, что и «один у доски воин». Один ученик выполняет эту задачу на месте, чтобы проверить правильность ее выполнения на доске.

Задача

При горении 0,9г органического вещества образуется 1,32г углекислого газа и 0,54г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду 90. Определите молекулярную формулу этого вещества. Предположите, к какому классу органических веществ оно относится.

Экспресс – контроль.

1 вариант

Утверждения	Ваш ответ	Взаимоконтроль	Самоконтроль
1.Глицерин – это многоатомный спирт.
2.Реакция «серебряного зеркала» характерна для многоатомных спиртов.
3.Простые эфиры образуются при дегидратации альдегидов.
4.Между молекулами спиртов образуются водородные связи, в отличие от альдегидов.
5.Сложные эфиры образуются в результате взаимодействия карбоновых кислот и спиртов.
6.Многоатомные спирты и альдегиды можно распознать при помощи одного и того же реактива Cu(OH)2.
7.Мыло - это сложный эфир.
8.Ткип. спиртов в гомологическом ряду сверху вниз уменьшается.
9.При гидролизе сложных эфиров образуются спирты.

10. Карбоновые кислоты получают при окислении

альдегидов.

2 вариант

Утверждения	Ваш ответ	Взаимо контроль	Само контроль
1. Спирты в отличие от углеводородов имеют более высокую Ткип.
2.Для альдегидов характерна реакция дегидратации.
3.Этиленгликоль – это альдегид.
4.При окислении спиртов CuO обр-ся альдегиды.
5.Первые представители спиртов хорошо растворяются в воде.
6.Муравьиная кислота содержится в листьях крапивы.
7.Реакция этерификации – это реакция, протекающая между спиртами и карбоновыми кислотами в присутствии сульфатной кислоты.
8.Чтобы получить из масла твердый жир, необходимо провести реакцию гидролиза.
9.Жидкое мыло – это калиевая соль высших карбоновых кислот.
10.Сложные эфиры – это вещества, обладающие приятными запахами.

После окончания работы обменялись листочками. В графе взаимоконтроль осуществили взаимоконтроль и выставили оценку. Обменялись назад. Внимание на экран с правильными ответами. Коррекция, анализ, самооценивание своих работ в последней графе с названием самооценка.

Ученик у доски анализирует решение задачи, а второй, который решал за партой дает рецензию его ответа.

Ученик делает вывод, что получили вещество C₆H₁₂O₆. Оно не принадлежит ни к одному из ранее изученных классов веществ. Это вещество изучалось в курсе биологии 10 класса. Это глюкоза – углевод.

Учитель.

Ребята, если вы обратите внимание на таблицу « Характеристика гомологических рядов органических веществ» (Приложение), которую мы заполняли при изучении прошлых тем, то увидите, что там осталась незаполненной еще одна строка – Углеводы. Изучать которые, мы и начнем на сегодняшнем уроке.

5.Мотивация.

Сообщение темы и целей урока.

На фоне музыки звучит притча.

Однажды Хаджа Насреддин зашел в мечеть читать проповедь. «О миряне,-спросил он, - знаете ли вы, о чем я буду рассказывать?» «Не знаем»,- ответили они. «Если вы не знаете, то о чем же мне с вами разговаривать?»-сказал Хаджа Насреддин и ушел из мечети. На следующий день, когда он пришел в мечеть и обратился к мирянам с тем же вопросом, они ответили: «Знаем». «Ну, если вы знаете, то о чем же мне с вами разговаривать?» - ответил Хаджа и ушел. На третий день миряне ответили: «О уважаемый, некоторые знают, о чем ты будешь рассказывать, другие – нет». «В таком случае, - сказал Хаджа, - пусть те, кто знает, расскажет тем, которые не знают». Мы так и сделаем.

6. Изучение нового материала.

Ребята, сегодняшний урок мы проведем в форме урока-исследования, на котором вы сделаете для себя маленькие открытия, а известные вам вещества вы увидите в новом свете с необычной стороны.

Учитель.

Углеводы очень распространены в природе и играют большую роль в биологических процессах живых организмов и человека. К ним принадлежат уже известные вам вещества: глюкоза, сахароза, крахмал, целлюлоза.

Посмотрите на эту выставку. Как вы думаете, что объединяет все эти экспонаты выставки? (на столе виноград, яблоки, мед, соки, вишни, груши, лук и т.д.)

Учитель.

Название «углеводы» возникло в связи с тем, что химический состав большинства веществ этого класса выражается общей формулой C_n(H₂O)_m. Дальнейшие исследования показали, что такое название не является точным.

1.Найдены углеводы, которые не соответствуют этой формуле.

2.Есть вещества, которым подходит эта формула, но они углеводами не являются: формальдегид, уксусная кислота.

Схема: Классификация углеводов

Углеводы

↓ ↓ ↓

Моносахариды Дисахариды Полисахариды

(монозы) (диозы) (полиозы)

↓ ↓ сахароза, крахмал,

мальтоза, целлюлоза, Кетозы Альдозы лактоза гликоген

↓ ↓

Триозы Тетрозы Пентозы Гексозы

рибоза, глюкоза,

дезокси- фруктоза

рибоза

Сегодня мы остановимся на рассмотрении моносахарида альдозы гексозы – глюкозы. Как вы уже знаете из курса биологии, состав глюкозы выражается молекулярной формулой C₆H₁₂O₆. Для получения достоверной и разнообразной информации я создала оперативные группы:

1.Биологов

2.Экспериментаторов.

Перед ними были поставлены определенные цели, а пути достижения этих целей они выбирали самостоятельно. Посмотрим, насколько им удалось достичь своих целей. Свои исследования они подготовили в виде презентации.

Презентация группы биологов. (приложение)

Цель, которая была поставлена перед нами учителем, выяснить:

- где встречается глюкоза в природе;

- ее значение и питательная ценность.

Для этого мы использовали учебники Биология 10 класс, Химия 11 класс, Книгу для чтения по органической химии, электронные источники информации.

Углеводы широко распространены в природе, главным образом в растительном мире. Твердые части растений образованы главным образом разными представителями углеводов и составляют 80% их сухой массы. В животной клетке на углеводы приходится приблизительно 2%.

В природе постоянно происходит фотосинтез, в результате которого из углекислого газа и воды образуется на свету глюкоза, благодаря зеленому пигменту хлорофиллу. А из нее образуется сахароза, крахмал и целлюлоза.

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

( демонстрация плаката «Фотосинтез»)

Содержание углеводов в продуктах питания

В зерновых продуктах	52-84%
В хлебопекарских изделиях	40-70%
В свежих ягодах и фруктах	8-18%
В сушеных ягодах и фруктах	до 70%
В овощах	2-10%
В молочных продуктах	3-5%
В сухом молоке	до 50%

В частности глюкоза встречается почти во всех органах растений:

- плодах;

- корнях;

- листьях;

- цветах. (демонстрация альбома с изображением корней, листьев, цветов и плодов)

Особенно много глюкозы в соке винограда, поэтому ее называют виноградным сахаром, а также в зрелых фруктах, ягодах. Мед состоит из глюкозы и фруктозы. В крови человека ее содержится приблизительно 0,1%.

Биологическая роль глюкозы состоит в том, что она является основным источником энергии. При окислении 1г углеводов до конечных продуктов выделяется 17,2кДж энергии.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + энергия

Этот процесс протекает последовательно:

Глюкоза → молочная кислота → уксусная кислота → углекислый газ

Вода

Поэтому и энергия выделяется постепенно. За счет этой энергии организм осуществляет свои разнообразные функции ( сокращение мышц, секреции, синтез веществ и др.) Поскольку она легко усваивается организмом, то используется в медицине в качестве укрепляющего средства.

Суточная потребность человека в углеводах

Дети до 1 года	110г
Дети 2 – 3 года	160г
Дети 7 – 11 лет	300г
Дети 15 – 18 лет	470г
Взрослые при умственном труде	430г
Взрослые при легком физическом труде	490г
Взрослые при тяжелом физическом труде	630г

(демонстрация рисунка)

В желудочно-кишечном тракте сложные углеводы легко расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь и поступает в печень и ткани. Там глюкоза превращается в гликоген. Запасы гликогена в основном откладываются в печени и мышцах. Гликоген используется для поддержания концентрации глюкозы в крови в тех случаях, если она в промежутках между приемами пищи не поступает в кровь из органов пищеварения. Количество глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне приблизительно 0,1% и регулируется гормонами поджелудочной железы. Один из них инсулин содействует усвоению глюкозы в крови. Другой, гликагон, в случае недостатка глюкозы в крови расщепляет гликоген до глюкозы и увеличивает ее уровень.

Интервью доктора

Неправильное питание, ожирение, алкоголь, психологические стрессы истощают клетки поджелудочной железы, которые образуют инсулин. Регуляция глюкозы нарушается. Избыток ее выводится с мочой. При этом возникает тяжелое заболевание сахарный диабет. До получения искусственного инсулина это заболевание было смертельным. Теперь больным регулярно вводят гормон инсулин, а из рациона исключают углеводы.

Учитель.

-Как вы считаете, справились ли вы с поставленной перед вами целью? На какой уровень можете оценить презентацию своей работы? Выберите кружочек соответствующего цвета.(самооценивание)

-Тот же вопрос я хочу задать классу. Доступно, понятно, интересно ли вам было? Поднимите кружочки того цвета, который, по вашему мнению соответствует подготовке и презентации группы биологов.(взаимооценивание)

-А сейчас, внимание, «черный ящик».

Вопрос: В черном ящике находится три предмета. По описанию и, используя полученные знания, вы должны определить, что находится в ящике.

№1 – под номером один находится нечто, в честь чего глюкоза получила свое второе название;

№2 – то, что находится под номером 2, состоит из глюкозы и фруктозы;

№3 - медицинский препарат, способствующий снижению уровня глюкозы в крови.

Физические свойства глюкозы

(Лабораторный опыт) У каждого из вас есть в штативе 2 пробирки: с водой и глюкозой.

Задание: Рассмотреть образец глюкозы. Дать характеристику ее физическим свойствам по внешним признакам. Проверить экспериментально ее растворимость в воде. Скорректировать свои знания при помощи учебника стр.43.Через 2 мин. Дать характеристику ее физическим свойствам.

Строение молекулы глюкозы.

Настало время выяснить строение молекулы глюкозы. Поможет нам в этом вторая исследовательская группа – экспериментаторы. Давайте послушаем их презентацию.

Презентация экспериментаторов (приложение)

Перед нами была поставлена цель:

- вывести структурную формулу глюкозы;

- предположить, какие химические свойства будут для нее характерны.

Для достижения этих целей мы воспользовались учебником Химия 11 класс, электронными средствами обучения, экспериментальными данными.

Мы знаем, что состав глюкозы выражается следующей молекулярной формулой: С₆Н₁₂О₆.(выставлено все на магнитной доске)

Мы решили проверить глюкозу на наличие уже известных нам функциональных групп. (обращаемся к таблице «Характеристика гомологических рядов орг. в-в)

1. Проверяем наличие гидроксильных групп.

Эксперимент: к свежеприготовленному гидроксиду меди(ӏӏ) прилили раствор глюкозы. Наблюдаем ярко-синее окрашивание.

Вывод: как многоатомный спирт содержит несколько гидроксильных групп. Мы нашли информацию, что 1моль глюкозы реагирует с 5молями карбоновых кислот с образованием 1 моль сложного эфира. Это нам говорит о том, что гидроксильных групп 5.

1. Проверяем наличие альдегидных групп.

Подогреем полученный раствор и увидим, что образуется красный осадок.

Вывод: глюкоза содержит альдегидную группу.

Чтобы абсолютно утвердиться в этом мы решили провести вторую качественную реакцию на альдегиды «серебряного зеркала». Она оказалась характерной. Это еще раз подтвердило то, что глюкоза содержит альдегидную группу. ( один проводит эксперимент, а второй демонстрирует записи на мультимедийной доске)

Вывод: глюкоза – альдегидоспирт, содержащий 5 –ОН групп и одну альдегидную.

Соответственно для глюкозы будут характерны те же реакции, что и для многоатомных спиртов и альдегидов.

(самооценка)

(взаимооценивание).

Задание: составить структурную формулу глюкозы на магнитной доске.

Учитель.

Я хочу сделать дополнения. Молекула глюкозы имеет не только линейное, но и циклическое строение. В связи с вращением атомов углерода вокруг связей, молекула глюкозы имеет не прямолинейное строение, а изогнутое. Гидроксильная группа пятого атома углерода может к альдегидной группе. Под воздействием гидроксильной группы разрывается П-связь. Образуется шестичленное кольцо, в котором альдегидная группа отсутствует. ( рис. на экран с изображением альдегидной, и 2 циклических форм глюкозы) В растворе глюкоза существует во всех формах.

Учитель. А сейчас я хочу вам предложить серьезное задание, но в шуточной форме. Для его выполнения вам необходимо применить ранее полученные знания для глюкозы.

Задание. Глюкоза собралась навестить своих ближайших родственников по линии матери и отца: многоатомные спирты и альдегиды. Ее путь в оба направления протекает через три станции. Ваша цель помочь ей выбрать правильный путь к спиртам, а затем альдегидам через те станции, где она легко может получить пропуск, вступив в химические реакции с теми же веществами, что и ее родственники спирты и альдегиды.

ГЛЮКОЗА	HCL	МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ
Cu(OH)2	Na	СН4
H2	Ag2O (NH3)	АЛЬДЕГИДЫ

Задание: Вам необходимо по строению глюкозы предположить ее хим. свойства. Дома заполнить 2 колонки таблицы.

Химические свойства глюкозы

Как многоатомного спирта	Как альдегида	Особые свойства

7.Закрепление и систематизация знаний.

Учитель. Чтобы подвести итоги того, что мы рассмотрели на сегодняшнем уроке, я вам предлагаю обратиться к таблице под названием «Карта- портрет углеводов» и заполнить ее первую колонку под название глюкоза, до химических свойств. ( анализ, самоанализ).

8. Подведение итогов урока.

Учитель. Природа, частью которой являются углеводы, окружает нас загадками, и желание разгадать их принадлежит к большим радостям жизни.

Человек рождается на свет,

Чтоб творить, дерзать – и не иначе,

Чтоб оставить в жизни добрый след

И решить все трудные задачи.

Человек рождается на свет……

Для чего? Ищите свой ответ! И если при решении этих вопросов ваше мнение будет отличаться от моего, это не значит, что вы ошибаетесь. Возможно, вы подходите к истине по-другому и видите другую ее сторону.

9. Рефлексия.

Выясняется настроение в конце урока с помощью тех же цветных кружочков.

10. Домашнее задание.

-выучить параграф учебника;

-написать уравнения реакций характерные для глюкозы, как многоатомного спирта и альдегида.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Экспресс – контроль.

1 вариант

Утверждения	Ваш ответ	Взаимоконтроль	Самоконтроль
1.Глицерин – это многоатомный спирт.
2.Реакция «серебряного зеркала» характерна для многоатомных спиртов.
3.Простые эфиры образуются при дегидратации альдегидов.
4.Между молекулами спиртов образуются водородные связи, в отличие от альдегидов.
5.Сложные эфиры образуются в результате взаимодействия карбоновых кислот и спиртов.
6.Многоатомные спирты и альдегиды можно распознать при помощи одного и того же реактива Cu(OH)2.
7.Мыло - это сложный эфир.
8.Ткип. спиртов в гомологическом ряду сверху вниз уменьшается.
9.При гидролизе сложных эфиров образуются спирты и карбоновые кислоты.

10. Карбоновые кислоты получают при окислении

альдегидов.

Химические свойства глюкозы

Как многоатомного спирта	Как альдегида	Особые свойства

Экспресс- контроль 2 вариант

Утверждения	Ваш ответ	Взаимо контроль	Само контроль
1. Спирты в отличие от углеводородов имеют более высокую Ткип.
2.Для альдегидов характерна реакция дегидратации.
3.Этиленгликоль – это альдегид.
4.При окислении спиртов CuO обр-ся альдегиды.
5.Первые представители спиртов хорошо растворяются в воде.
6.Муравьиная кислота содержится в листьях крапивы.
7.Реакция этерификации – это реакция, протекающая между спиртами и карбоновыми кислотами в присутствии сульфатной кислоты.
8.Чтобы получить из масла твердый жир, необходимо провести реакцию гидролиза.
9.Жидкое мыло – это калиевая соль высших карбоновых кислот.
10.Сложные эфиры – это вещества, обладающие приятными запахами.

Химические свойства глюкозы

Как многоатомного спирта	Как альдегида	Особые свойства

ПРИЛОЖЕНИЕ

.