Урок "Жири. Склад жирів, фізичні властивості. Природні й гідрогенізовані жири. Біологічна роль жирів."

Урок №                         9 клас

Тема.     Жири. Склад жирів, фізичні властивості. Природні й гідрогенізовані жири. Біологічна роль жирів.

Мета уроку. Повторити, систематизувати знання одержані на уроках біології з питання поширення жирів у природі, біологічної ролі. Сформувати знання про склад, утворення, будову жирів. З’ясувати фізичні властивості, галузі застосування, способи одержання.

Розвивальна мета. На уроці розвиваємо творчі здібності, пам'ять, уміння залучати інформацію різних джерел, вільно висловлювати думки, вибирати головне з тексту підручника.

Хід уроку:

І. Організація класу

ІІ.  Актуалізація опорних знань

 ( Фронтальне опитування)

1. Які сполуки називаються карбоновими кислотами?

2. Які карбонові кислоти відносяться до вищих?

3. Як називаються сполуки, що утворюються при взаємодії карбонових кислот із спиртами?

4. Яка загальна формула карбонових кислот?

5. Формула гліцерину. С₃Н₅(ОН)₃

6. Формула стеаринової кислоти. С₁₇Н₃₅СООН

7. Формула олеїнової кислоти. С₁₇Н₃₃СООН

8. Яка з цих кислот насичена?

9. Яка реакція називається реакцією етерифікації?

10. Яка реакція називається реакцією гідролізу?

ІІІ. Перевірка домашнього завдання

Вправа «Так. Ні.»

1. Функціональна група карбонових кислот – СОН. -

2. Молекула гліцерину містить три гідроксильні групи. +

3. Карбонові кислоти , молекули яких містять 10 або більше атомів Карбону, називають вищими.+

4. Олеїнова кислота – ненасичена сполука, бо має в молекулі один подвійний звязок С=С.+

5. Традиційний процес миловаріння полягає в нагріванні жирів або олій з лугом.+

6. Солі лужних елементів і карбонових кислдот із кількістю атомів Карбону в аніонах від 5 – до 10 називають милами.-

7. Недоліки мила: луг у водному розчині мила повільно розїдає тканину, руйнує деякі барвники. +

8. Солі Натрію і вищих карбонових кислот –це тверді речовини, а солі Калію – рідкі.+

9. АніонС₁₇Н₃₅СОО^- складається із двох частин – полярної (С₁₇Н₃₅-) і неполярної(- СОО^-).-

10. У шлунково- кишковому тракті тваринних організмів  відбувається гідроліз спожитих жирів.+

11. При додаванні до концентрованого розчину солей вищих карбонових кислот насиченого розчину кухонної солі розчинність цих солей зменшується –цей процес називають висолюванням.+

ІV. Мотивація навчальної діяльності

Пригадайте з курсу біології – які органічні речовини входять до складу всіх живих організмів? (білки, вуглеводи , жири)

Сьогодні ми поговоримо про жири. Що таке жири? До якого класу органічних речовин їх можна віднести? Наша мета – з’ясувати склад, будову та властивості жирів. Застосуємо ваші знання з біології для того, щоб визначити роль жирів в природі та житті людини.

V. Вивчення нового матеріалу

1.Що ви знаєте про жири? (Інтерактивна форма роботи «мозковий штурм»)

Учні висловлюють свої думки, вчитель записує їх на дошці у вигляді схеми, до якої повертається час від часу по ходу уроку.

 

 

 

 

 

Повідомлення учня.  Біологічна роль жирів

2.Будова жирів

(проблемно – аналітична форма роботи)

Історія вивчення жирів пов’язана із прізвищами двох французьких вчених. У 1817р М. Шеврель нагрів жир з водою в лужному середовищі. В результаті реакції він отримав гліцерин та суміш карбонових кислот.

У 1857р П. Бертло проробив зворотну реакцію, він нагрів гліцерин з вищими карбоновими кислотами і отримав жир.

Чи можете ви ,аналізуючи роботу цих вчених,  висловити припущення – що таке жири з  хімічної точки зору?

Жири – естери трьохатомного спирту гліцерину та вищих карбонових кислот.

1.                                                                                                                                                                     Утворення жирів

Жири – продукти реакції етерифікації:

СН₂ ─ ОН  НООС-R₁     CН₂ ─ О ─ СО ─R₁

       │          │

СН  ─ ОН +  НООС-R₂ →   CН  ─ О ─ СО ─R₂  + 3Н₂О       

│          │

СН₂ ─ ОН  НООС-R₃      CН₂  ─ О ─ СО ─R₃  

Глицерин  карбонові   жир

  кислоти   

3. Склад жирів 

До складу молекули жиру входять залишки гліцерину та карбонових кислот. R – радикал кислоти, що містить від 3 до 25 атомів Карбону. Цікаво, що до складу природних жирів входять карбонові кислоти лише з парним числом атомів Карбону. Найпоширеніші кислоти, що входять до складу жирів:

С₁₇Н₃₅ СООН   стеаринова кислота

С₁₅Н₃₁ СООН   пальмітинова кислота       насичені карбонові кислоти

С₃Н₇ СООН     масляна кислота   

 

С₁₇Н₃₃ СООН    олеїнова кислота   

С₁₇Н₃₁ СООН    лінолева кислота    ненасичені карбонові кислоти

С₁₇Н₂₉ СООН   ліноленова кислота    

Склад жирів визначає їх агрегатний стан. Тверді жири містять залишки переважно насичених кислот, рідкі – переважно ненасичених.

        CН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅                        СН₂    ─О ─ СО ─С₁₇Н₃₃

        │                                                          │

СН  ─ О ─ СО ─   С₁₇Н₃₅                   СН  ─ О ─ СО ─   С₁₇Н₃₃

│                                                           │

СН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅                     СН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₃

Тристеарин (твердий жир)         триолеїн ( рідкий жир)

4.Фізичні властивості жирів

(Бесіда, робота з підручником, демонстраційний експеримент)

    Тваринні жири – тверді ( виняток – риб’ячий жир),

Рослинні жири – рідкі ( виняток – кокосове масло).

            Легші за воду.

            Нерозчинні у воді, але розчиняються в органічних розчинниках, наприклад, в бензині.

            Добре вбирають запахи, (тому застосовуються в парфумерії).

 

5. Хімічні властивості жирів

(Бесіда, розповідь з постановкою проблемних питань)

 

Жири – естери, тому, які властивості можна спрогнозувати?

1.                                                                                                                                                         Реакції окиснення

Під час тривалого зберігання на повітрі під дією тепла і світла жири гіркнуть, з’являється неприємний запах і смак.

2.                                                                                                                                                         Реакції гідролізу (омилення)

  Відбувається під час перетравлення їжі в шлунку і кишечнику під дією ферментів. Продукти гідролізу всмоктуються в лімфу і кров, транспортуються в клітини, де і використовуються.

  В пробірці гідроліз відбувається жиру з водою в присутності каталізаторів (кислоти, лугу,тощо)

 

              

CН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅                          СН₂    ─ОН

       │                                                            │

СН  ─ О ─ СО ─   С₁₇Н₃₅+ 3Н₂О →   СН  ─ ОН   + 3 С₁₇Н₃₅СООН 

│                                                            │                       стеаринова  кислота

СН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅                       СН₂ ─ ОН     

Тристеарин (жир)                                  гліцерин

 

 

 

Лужний гідроліз:

 

       CН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅                             СН₂    ─ОН

       │                                                               │   

СН  ─ О ─ СО ─   С₁₇Н₃₅+ 3NaОH →  СН  ─ ОН   + 3 С₁₇Н₃₅СООNa                           │                                                              │                          натрій стеарат

СН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅                         СН₂ ─ ОН              (мило)

Тристеарин (жир) гліцерин

 

Хвилинка - цікавинка

Під час війни в одному із міст, звільнених від фашистів, знайшли незрозумілого призначення лабораторію. Під час обшуку було знайдено документ з таким змістом: 

  Анатомічний інститут

Медичної академії

Директор професор доктор Шпаннер

Данцинг. 15.02. 1944

Виробництво мила із залишків жирів

   10 – 12 фунтів жиру, 10л води, 1000г розчину натрону (для твердого мила) або 1000г калій оксиду (для рідкого мила), пригоршня соди.

Варити в котлі 3 години. Додати пригоршню кухонної солі, проварити і залишити застигати. Поверхню, що застигла, зняти, порізати, проварити ще роз 1,5 – 2 год. Із 2л води.

    Вилити в пласкі миски, дати остигнути. Розрізати на шматки для застосування.

   Розчин, що залишився після першого охолодження, можна застосовувати в розведеному вигляді для чистки.

 

   Пізніше з’ясували, що ця лабораторія знаходилася при концтаборі. Мило варили із трупів чоловіків та жінок, що утримувалися в ньому.

Одна варка тривала 3 – 7 діб. Із двох варок виходило близько 25кг мила.

Для цього використовувала 70 – 80 кг людського жиру приблизно із 40 трупів. Шкіру дубили, робили  рукавички, абажури. Із волосся –  шкарпетки , волосяні стельки.

(Взято із книги С.Т.Кузьміна «Сроку давности не подлежит»)

4.Гідрування жирів (реакція приєднання водню)

Оскільки у молекулах рідких жирів, на відміну від твердих, є подвійні зв’язки, то вони можуть вступати в реакцію гідрування. В результаті цієї реакції ненасичена сполука перетворюється на насичену. А рідкий жир – на твердий.

 CН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₃                        СН₂    ─О ─ СО ─С₁₇Н₃₅

        │                                                          │

СН  ─ О ─ СО ─   С₁₇Н₃₃+ 3Н₂ →     СН  ─ О ─ СО ─   С₁₇Н₃₅

│                                                           │

СН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₃                     СН₂ ─ О ─ СО ─ С₁₇Н₃₅

триолеїн (рідкий  жир )                     Тристеарин (твердий жир)

Продукт гідрування використовується для одержання маргарину. Вихідна сировина – олія, риб’ячий та китовий жири.

Інформація до роздуму

Науковці та лікарі – дієтологи говорять, що споживання твердих жирів(сала) спричиняє утворення бляшок холестерину на стінках кровоносних судин. Це призводить до зростання кількості серцево – судинних захворювань. Тож, краще вживати олію.

 А чи не краще  застосовувати маргарин?

Під час утворення маргарину відбуваються зміни в структурі молекул карбонових кислот. Утворюються транс – ізомери. Наслідком вживання такого жиру може стати утворення дефектних біологічних структур. Наприклад, заміна цис – ізомера жирної кислоти, що входить до складу біологічного каталізатора, транс – ізомером може зробити фермент «неробочим». Так само транс – ізомери жирних кислот змінюють клітинні оболонки, порушуючи їхні функції. Якщо ви турбуєтеся про своє здоров’я. вилучайте із раціону гідрогенізовані жири. Про це слід пам’ятати любителям чіпсів, майонезу, маргарину, фаст – фудів.

Під час технологічної обробки олій, як – от: підігрівання, гідрування, знебарвлення та дезодорація, відбуваються зміни у структурі молекул вищих ненасичених карбонових кислот та їхніх залишків у жирах.А саме: цис – ізомери перетворюються у транс – ізомери.

Останні дослідження виявили, що природні транс- жири (незначна їхня частина міститься в коровячому мясі, молоці) знижують ризик розвитку серцевих захворювань, діабету й надмірної маси тіла.

 

1.                                                                                                                                                                Значення жирів

(Бесіда, розповідь вчителя, робота з підручником .)

1. Жири – джерело енергії

1г жиру + О₂  → СО₂ + Н₂О + 37,7 кДж

2. Жири входять до складу клітинних компонентів, зокрема мембран.
3. Жири виконують захисну функцію. Захищають від механічних пошкоджень, втрати тепла (у кита під шкірою шар жиру товщиною 0,5 м.)
4. Жир – джерело води в організмі.

1кг жиру    О               1,1кг Н₂О

5. Жири – технічна сировина (1/3 частина жирів перетворюється на гліцерин, мила, карбонові кислоти тощо)
6. Жири – головний будівельний матеріал для дитячого мозку, що розвивається.
7. За відсутності в їжі достатньої кілдькості жирів порушується діяльність центральної нервової системи, послаблюється імунітет.
8. Жири роблять шкіру гладенькою і еластичною, волосся – здоровішим і блискучішитм.

2. Застосування жирів:

 

• харчова промисловість;
• маргарин;
• у домашніх умовах;
• мило;
• гліцерин;
• медицина;
• оліфа;
• косметичні засоби.

 Оливкова олія використовується для лікування гастритів, язв, захворювань печінки, жовчних протоків, шлунка. Вершкове масло не виключати з раціону при захворюваннях нирок, атеросклерозом, гіпертонічною хворобою. Жири ми використовуємо у своєму раціоні.

 З позиції лікувального харчування корисними є жири, які утворені ненасиченими кислотами. Необхідно використовувати рослинні масла з великим вмістом лінолевої кислоти C₁₇H₃₁COOH, олеїнової С₁₇Н₃₃СООН. Ознайомимось з таблицею.

Вміст ненасичених кислот в жирах.

Продукт	Вміст в олеїнової	% кислот лінолевої
Масло оливкове Масло арахісове Масло хлопкове Масло соєве Масло кукурудзяне Масло соняшника	83 56 25 – 35 29 30 – 35 30 - 34	7 26 42 51 57 59

VІ. Узагальнення і закріплення набутих знань.

1. Тести

 1. До якого класу сполук належать жири за своєю хімічною природою:

А) солі;  Б) естери;   В) карбонові кислоти;   Г) спирти.

2. У результаті якої реакції утворюються жири:

      А) окиснення;   Б) приєднання;   В) етерифікації;   Г) гідролізу.

3. Чим відмінні і чим подібні тваринні та рослинні жири за

     А) складом;   Б) фізичними властивостями;   В)  хімічними властивостями .

4. Виберіть реакцію, характерну для тристеарину:

      А) гідроліз;   Б) гідрування;   В) окиснення; 

      Г) знебарвлення розчину калій перманганату.

  ( «мозковий штурм»)

5. Як ви вважаєте, чому деякі вітаміни виробляють у капсулах у вигляді олійних розчинів?

6. Якщо жир потрапив на ваш одяг, як можна зняти пляму:

     А) водою;   Б) кислотою;   В) бензином;   Г) лугом.

2. Доповнюєте твердження.

1. Гідролізом називають реакцію жиру з……..(водою), внаслідок якої утворюються………(гліцерин) і ………(відповідні) кислоти.
2. Гідроліз відбувається при температурі …….(200 – 250⁰С) та …….(тиску або каталізаторі).
3. Якщо гідроліз здійснювати за наявності лугу, то крім гліцерину утворюються ..….(мила).
4. Якщо рідкі жири приєднують……..(водень), то вони перетворюються на …….(тверді жири). Цей процес називається…………(гідруванням).
5. Маргарин – це…(продукт гідрування олій)……..Його виробляють із…….(триолеїну)

VІІ. Піджсумок уроку

Обговорення результату праці.

Учитель. Зробіть висновок. Які реакції характерні для жирів.

Учні: для жарів характерні реакції гідролізу, гідрування, окиснення, термічного розкладу.

Учитель. Чи протікає будь – яка з цих реакцій у домашніх умовах? Висловіть думку.

Пропоную метод прес. Я вважаю, що…..;  тому що; наприклад; отже.

Учні – так: окиснення – згіркнення  жирів.

VІІІ. Домашнє завдання

§ 30.Завдання для самоконтролю

Для бажаючих творче завдання: підготовити повідомлення на тему

«Жири – продукти харчування. Корисність і шкідливість жирів».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Біологічна роль жирів.

Науковці – біологи знайомлять присутніх з біологічною роллю жирів в організмах. Жири є найважливішими продуктами харчування. В організмі людини основна функція жиру – бути джерелом енергії. Окиснення 1г жиру спричиняє виділенню 39 кДж енергії. Однак буде нерозумним, виходячи з цього, прагнути забезпечити свій організм виключно жирами, оскільки, незважаючи на те, що вони багаті на енергію, жири важко засвоюються. добовий раціон людини має містити 60 – 70г жиру. Але не можна забувати, що надлишкова кількість жиру, навіть у раціоні здорової людини, дуже шкідлива. Жири не розчиняються ані водою, ані травними соками. В організмі вони розщеплюються й емульгуються за сприяння жовчі. Зайва кількість жиру не встигає про емульгуватися, порушує травні процеси та спричиняє неприємне відчуття печії. Жири є не тільки джерелом енергії в організмі, а й джерелом води. Завдяки цій воді живуть верблюди тривалий час без свіжої води. Для розвитку зародка  курчати в інкубаційний період потрібна вода, а надходження її ззовні відсутнє. Зародок забезпечується водою окисленого жиру. Жири необхідні й мешканцям холодного клімату: тюленям, моржам. Підшкірний жир допомагає зберегти внутрішнє тепло. Будь – якій тварині жирові відкладення пом’якшують силу різних поштовхів і ударів. Крім того, жири для тварин – мастильний матеріал. Відомо, водоплавні птахи самі проводять змащення під час чищення пір’я. Джерело вітамінів D, A, E. 

 

 

 

Продукт	Вміст в олеїнової	% кислот лінолевої
Масло оливкове Масло арахісове Масло хлопкове Масло соєве Масло кукурудзяне Масло соняшника	83 56 25 – 35 29 30 – 35 30 - 34	7 26 42 51 57 59

 

 

 

 

 

Продукт	Вміст в олеїнової	% кислот лінолевої
Масло оливкове Масло арахісове Масло хлопкове Масло соєве Масло кукурудзяне Масло соняшника	83 56 25 – 35 29 30 – 35 30 - 34	7 26 42 51 57 59