Вуглеводи. Глюкоза й сахароза. Будова, властивості, засто¬сування. Крохмаль і целюлоза. Полімерна будова, властивості, за¬стосування

 

 

 

 

 

 

Заняття з  хімії у  9 класі

 

 

 

 

Тема:

Вуглеводи. Глюкоза й сахароза.

Будова, властивості, засто­сування.

Крохмаль і целюлоза. Полімерна будова, властивості, за­стосування

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема уроку. Вуглеводи. Глюкоза й сахароза. Будова, властивості, засто­сування. Крохмаль і целюлоза. Полімерна будова, властивості, за­стосування

Цілі уроку: ознайомити учнів із класифікацією вуглеводів, їх фізичними властивостями; дати уявлення про будову молекул глюкози, сахарози; показати поширення вуглеводів у природі, їх біо­логічну роль, застосування.                                             розширити знання учнів про органічні сполуки, їх будову і властивості на прикладі природних полімерів — крохмалю й целюлози; дати уявлення про полімерну будову молекул крохмалю й целюлози; ознайомити з реакцією поліконден­сації та гідролізу, показати їх значення для життєдіяльності живих організмів і людини; розкрити зв'язок між власти­востями, будовою та застосуванням крохмалю й целюлози; навчитися виявляти вуглеводи за допомогою якісних реакцій.

Розвивати вміння використовувати свій життєвий досвід у роботі; виконувати хімічний експеримент; робити висновки із спостережуваного.

Виховувати, екологічно свідомих громадян. Їх бережне ставлення до зелених насаджень

Тип тріади: формувальна

Форми роботи: розповідь учителя, фронтальна робота з виконанням лабораторних дослідів, евристична бесіда, лабораторна робота, самостійна робота.

Обладнання: мультимедійна схема будови молекул глюкози, сахарози, крохмалю й целю­лози, слайди, уривок фільму «Виробництво цукру», на магнітній дошці намальоване дерево, листки з записами завдань, квіти з записами висновків уроку, листки із знаками запитань, магнітики.  

Реактиви і обладнання для дослідів: штатив з пробірками, пальник, хімічні стакани (5 шт.), піпетка, тигельні щипці, чашка для випарювання, свіжоприготовлений розчин   купрум (ІІ) гідроксиду, спиртовий розчин йоду, оцтова кислота, розчин амоніаку, глюкоза, сахароза, мед, вода, хліб білий (2шт.), макаронні вироби, масло солодко вершкове, яблуко,

Лабораторний дослід 10. Взаємодія глюкози з амоніачним розчином оксиду срібла.

Лабораторний дослід 11. Взаємодія глюкози з купрум (ІІ) гідроксидом.

Лабораторний дослід 12. Гідроліз сахарози

Лабораторний дослід 13 Реакція крохмалю з водою(гідроліз).

Лабораторний дослід 14. Взаємодія крохмалю з розчином йоду.                .

План – схема заняття

І і ІІ частини тріади

І. Організаційний етап . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .  до 2 хв.

ІІ. Мотивація діяльності, сповіщення теми, завдань уроку. . . . . . . . .   2 хв.

ІІІ. Актуалізація знань, одержаних на уроках біології   . . . . . . . . . . . .   6 хв.    Дерево Знань . Перегляд кінофільму «Вуглеводи»  

ІV.Сприйняття та засвоєння навчального матеріалу. . . . .. . . . . . . .    45 хв.

1. Вуглеводи. Будова молекули, фізичні властивості.

2 Класифікація вуглеводнів. «Німа схема»

3. Глюкоза та її властивості. Лабораторний дослід 10 і 11.

4. Сахароза та її властивості. Лабораторний дослід 12. Гідроліз сахарози

5. Фізичні властивості глюкози і сахарози, їх знаходження в природі, значення в природі та житті людини.

6. Крохмаль і целюлоза – біополімери. Їх будова молекули, властивості, застосування. Лабораторні досліди 13 і 14.

V. Первинне застосування одержаних знань (керована практика).

1. Прийом «Дерево знань». …………………………………………..5хв

2 Дослідження харчових продуктів

 

ІІІ частина тріади

VІ. Закріплення вивченого матеріалу  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20 хв.

Дослідження харчових продуктів

 1 Прийом «Творча лабораторія». Дослідження якості  меду.

VІ.Підсумок роботи. 

Тестові завдання . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 хв

Домашнє завдання. . . . . . . . . . . . . .   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 хв.

VІІ. Рефлексія. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . ..   1 хв.

Хід І і ІІ частин тріади

1. Організація класу                                                                 

II. Актуалізація опорних знань

Слова вчителя: Кожний організм до того  часу, поки він росте, збільшує запас своєї живої маси. Для цього йому необхідно будівельні матеріали, які він здатний пристосувати до своїх цілей, включити в обмін речовин. Крім того організму потрібно пальне – джерело енергії. Порівнюючи живий організм із хімічним заводом, ми могли б сказати, що харчування – це споживання і переробка будівельних і пальних матеріалів. Жири – як джерело енергії ми вже з вами на попередніх заняттях вивчили.

Слова вчителя: Органічні речовини, про які сказав К.А.Тімірязєв,  належать до однієї групи сполук, назва якій вуглеводи і які будуть об’єктами вивчення на даному занятті.

1. Цікаві факти:

• Щорічно  зелені рослини зв’язують і перетворюють в органічні сполуки 170 мільярдів тонн Карбону – по 3 тонни на 1гектар поверхні землі.
• Листя соняшника, площею 1м² за годину поглинає СО₂  із 3м³ повітря, тобто 900см³ СО₂. Із нього утворюється 1г виноградного цукру.  

Прийом «Дерево знань».

1. Який переважаючий тип живлення у рослин, в чому його суть.(Автотрофний. З неорганічний речовин рослини в процесі фотосинтезу утворюють органічні речовини)
2. Пригадайте з анатомії, джерелом чого в організмі людини є вуглеводи? (джерелом карбону, з якого синтезуються білки, ліпіди і нуклеїнові кислоти.)
3. Назвати біологічні функції вуглеводів в організмі людини. (Енергетична – з1г вуглеводів – 17,2 кдж/г, резервна – глікоген, захисна, структурна одиниця РНК і ДНК, участь у зсіданні крові).
4. В представників царства Рослин чи царства Тварин в організмах міститься більша кількість вуглеводів?( У тварин мало, а у рослин майже 70% від загальної кількості органічних речовин)
5. Що таке гідроліз речовин? (Розпад молекули під дією води).

Слова вчителя: Прийом «Відстрочена відгадка»: з курсу біології ви вже маєте певні  знання про цю групу речовин. А ті знаки питання, якими ще рясніє наше дерево ви відкриєте, вивчивши  основні представники цієї групи речовин, їх будову, властивості, застосування, значення в природі та житті людини. Дізнаєтесь якими квітами та плодами порадує вас наше дерево.

(Перегляд кінофільму «Вуглеводи» Будова молекули та фізичні властивості вуглеводів)

III. Вивчення нового матеріалу Розповідь учителя

1. Вуглеводи. Будова, фізичні властивості.

Вуглеводи — найважливіші природні сполуки, що характеризуються біоло­гічною активністю, відіграють важливу роль у житті рослин, тварин, людини.

Свою назву одержали через початкові уявлення про склад вуглеводів як спо­лук Карбону з водою: С_Х(Н₂О) . Назву у свій час запропонував російський хімік Шмідт Карл Генріхович (1822 – 1894). Ця назва збереглася дотепер, хоча доведено складну будову вуглеводів. Перші дослідження про склад вуглеводів – вміст атомів Карбону, Гідрогену та Оксигену встановив шведський вчений Беорцеліус Йєнс Якоб.(1779 – 1848) і першим записав емпіричну формулу сахарози.

У рослинах міститься до 70 % вуглеводів, в організмі тварин і людини — до 20 %. їжа людини на 70 % складається з вуглеводів.

2. Класифікація вуглеводів

Заповнення з учнями «Німої схеми» в процесі розповіді.(Схема зображена на дошці чи є на слайді). Учні самостійно наводять приклади, роблять висновки про застосування вуглеводів, роблять повідомлення про поширення вуглеводів у природі.

 3. Глюкоза (розповідь учителя) Нагадування правил техніки безпеки при проведенні дослідів. Фізичні та хімічні властивості вуглеводів.                     

Найпростіший представник вуглеводів — глюкоза, має молекулярну фор­мулу С₆Н₁₂О₆

Як показали дослідження, у розчині глюкози є молекули лінійної й цикліч­ної будови. Лабораторний дослід 10. Розчинення глюкози у воді. Висновок: Глюкоза – добре розчинна речовина.

Наявність функціональної групи -СОН дозволяє зарахувати глюкозу до класу альдегідів. Лабораторний дослід 11. Реакція срібного дзеркала. Висновок: Глюкоза є альдегідом.

Глюкоза, завдяки наявності альдегідної групи окиснюється амоніаковим розчином аргентум оксиду (реакція «срібного дзеркала»)  (якісні реакції):

НОСН₂ -(СНОН)₄ -СНО+ Аg₂О  НОСН₂ -(СНОН)₄ -СООН+2Аg

                                                           Глюконова кислота

За своєю будовою глюкоза — складна багатофункціональна спо­лука, що містить п'ять гідроксильних груп і одну альдегідну групу

 (-СОН):     СН₂ОН – СНОН - СНОН - СНОН - СНОН - С ОН

Лабораторний дослід 13. Приготуємо купрум(П) гідроксид, додамо до одержаного осаду розчин глю­кози. Що спостерігаємо? Про що свідчать розчинення і яскраво-синє забарвлен­ня розчину? (Глюкоза — багатоатомний спирт)

Тепер, дотримуючись правил нагрівання, підігріємо пробірку. Що спосте­рігаємо? Зміна забарвлення пов'язана з відновними властивостями альдегідної групи.

Купрум(ІІ) оксид яскраво-оранжевого кольору. Цю реакцію використову­ють як якісну реакцію на глюкозу.

C₆H₁₂O6 + 2Cu(OH)₂ = НОСН₂ -(СНОН)₄ -СООН   +Cu ₂O + 2Н₂О

                                                          Глюконова кислота

Висновок : В молекулі глюкози є карбоксогрупа. Отже, глюкоза є альдегідоспирт.

Глюкоза — цінна поживна речовина. У результаті її окиснення в тканинах вивільняється енергія, необхідна для нормальної життєдіяльності організмів. Реакцію окиснення можна описати сумарним рівнянням:

С ₆Н₁₂O₆ + 6О₂  6СО₂ + 6Н₂О

Наводимо приклади застосування глюкози.

Важливе значення для життєдіяльності людини й тварин мають реакції бродіння глюкози.

Спиртове бродіння:  С ₆Н₁₂O₆  2С₂  H ₅ OH + 2СО₂

Молочнокисле бродіння: С ₆Н₁₂O₆ 2СНз - СН(ОН) – СООН

Ізомери глюкози – фруктоза і галактоза, їх коротка характеристика

5. Сахароза

Сахароза — представник дисахаридів, має молекулярну формулу С₁₂Н₂₂О₁₁ і являє собою сполучення двох молекул: глюкози та фруктози.

Її важлива властивість — здатність до гідролізу з утворенням глюкози й фруктози:    С₁₂Н₂₂О₁₁+Н₂О  С₆Н₁₂О₆+С₁₂Н₁₂О₆                         

6. Фізичні властивості глюкози й сахарози.( Відповіді учнів) Білі кристалічні речовини, добре розчинні у воді, мають низькі температу­ри плавлення.

7. Крохмаль і целюлоза — природні полімери, їх загальна формула

 Рівняння утворення крохмалю або целюлози можна подати так:   

(С₆Н_1ОО₅)_п  (С₆Н₁₀О₅ ) +n Н₂О   Це реакція поліконденсації.

Ланцюги целюлози побудовані із залишків β-глюкози й мають лінійну будо­ву. Цей біополімер має велику механічну міцність і виконує роль опорного матеріалу рослин, утворюючи стінки рослинних клітин. Використовується у ви­робництві штучних волокон і паперу. У великій кількості целюлоза міститься у деревині й бавовні. Ланки β -глюкози надають ланцюговим молекулам випрямленої форми за рахунок внутрішньо- та міжмолекулярних водневих зв'язків. Тому целюлоза має волокнисту структуру й нерозчинна.                                                              

Крохмалем називається суміш двох полісахаридів, побудованих із залишків циклічної  α-глюкози.                                                                                           

Реакція взаємодії крохмалю й целюлози з водою — гідроліз, протікає за

нагрівання в кислому середовищі або під дією ферментів:

(С₆Н_1ОО₅)_п + nН₂О(С₆Н_1ОО₅)_п   С₆Н₁₂О₁₁ С₆Н₁₂О₆

_.                                    декстрин           мальтоза    глюкоза

(Лабораторний дослід 12)

Під час взаємодії крохмалю з йодом у водному розчині молекули йоду входять у внутрішній канал спіралі, утворюючи так звану сполуку включення. Ця   сполука має характерний синій колір. Висновок:  реакція використовується для виявлення як крохмалю, так і йоду (йодкрохмальна проба).

 Завдання для самоперевірки.

Карбон (ІV) оксид       крохмаль       глюкоза        етанол      карбон (ІV) оксид

7. Глюкоза, її утворення в природі     

• Назвіть речовини, що містять велику кількість крохмалю.  Назвіть речовини, що містять целюлозу. (відповідь учнів)

VІ. Первинне застосування одержаних знань (керована практика). Прийом «Дерево знань» - індивідуальна робота – на схематичному зображенні дерева на дошці магнітами прикріплені листки з завданнями теоретичного і практичного змісту.

Теоретичні:

1. Завдяки якій функціональній групі глюкозу використовують для виготовлення ялинкових прикрас? (Альдегідної – реакція срібного дзеркала).
2. Чим є глюкоза, виходячи із наявних в її молекулі функціональних груп? (Альдегідоспирт – є гідроксогрупи і карбонільна група)
3. Які речовини утворюються в результаті гідролізу сахарози? ( Глюкоза і фруктоза).
4. Яка є якісна реакція на крохмаль? (Йодокрохмальна проба).
5. Яка речовина утворюється в результаті повного гідролізу крохмалю? (Глюкоза)

Практичні завдання:

Дослідження продуктів харчування «Крохмаль, ми тебе шукаємо»

№1 – в локшині – наявність крохмалю; (йодокрохмальна проба)

№2 – у ковбасі - ) крохмаль

№3 – в яблуці – крохмаль(перевірка на стиглість, крохмаль  - у недостиглих яблуках, а у стиглих- сахароза)

№4 – в білому хлібі – крохмаль, (йодокрохмальна проба)

№5 в  банані  крохмаль

Висновок:  дія йоду є якісною реакцією на наявність крохмалю в речовині.

Хід ІІІ частини тріади

VІІ. Тренувальні вправи (Прийом –«Творча лабораторія»  індивідуальна  робота  зі зразками домашнього меду.

Слова вчителя: Ми зараз з вами уявно перемістимось у лабораторію станції метрології та якості продуктів, де йдуть дослідження якості багатьох продуктів у тому числі і меду.

А) «Лаборанти санстанції по контролю якості товарів» – Дослідження меду на вміст у ньому сахарози, цукрового сиропу, крохмалю, крейди, патоки.

Звіт про виконану роботу.

Методика досліджень меду.

У складі натурального меду міститься близько 75% глюкози й фруктози, 1-1,5% сахарози і 18% води, а також ферменти, вітаміни, органічні кислоти, мінеральні солі, дубильні й ароматичні речовини.

Фальшивий мед може містить цукор, патоку, крейду, борошно, крохмаль і навіть тирсу.

Як в домашніх умовах можна це з׳ясувати?

• Чай з медом. Додайте мед до чаю: він має зробити розчин мутним. Мед з додаванням цукрового сиропу розчиниться повністю.
• Хліб з медом. Якщо у справжній мед занурити шматочок хлібa і залишити його на декілька хвилин, то хліб затвердіє. Якщо хліб розмок або взагалі розповзся то перед вами цукровий сироп.
• Щоб виявити домішки борошна або крохмалю, що можуть бути додані до меду, необхідно додати до розведеної у воді проби меду кілька крапель спиртової настойки йоду. Якщо суміш посиніє, крохмаль присутній.
• Домішки крейди. В пробу меду додайте декількох крапель оцтової кислоти. Якщо суміш «скипає» через виділення вуглекислого газу, значить, має місце домішка крейди.

• Домішки барвників. У пробірку з розчином меду додають 1-2 мл нашатирного спирту. Поява забарвлення свідчить про наявність органічних барвників, що додають у несправжній мед.
• Домішки патоки. При наявності крохмальної патоки досліджуваний розчин забарвлюється в білий колір, у ньому випадає бурий осад.
• Вміст сахарози. На холоді або при довгому зберіганні він зацукровується рівномірно, утворюючи дрібні кристалики глюкози. Якщо в банці меду з'явилися великі кристали, це вказує на наявність сахарози.

VІІІ. Самостійна робота учнів. Тестові завдання.

1. До простих вуглеводів не відноситься:

а) глюкоза; б) крохмаль; в) фруктоза; г) дезоксирибоза.

2. Вкажіть вуглеводи, які не розчиняються у воді:

а) дисахариди; б) полісахариди;  в) моносахариди;

3. Вкажіть формулу глюкози:                                                                                      

       а)С₆Н₁₂О₅;   б)С₆Н₁₂О₆;   в)С₁₂Н₂₂О₁₁;   г)С₆Н₁₀О₅

4. Який із запропонованих термінів застосуємо до глюкози?

а)  вуглевод, дисахарид; б) вуглевод, полісахарид; в) моносахарид, гексоза, кетоза; г) моносахарид, гексоза, альдоза; д) моносахарид, пентоза, кетоза.

5Яка речовина є ізомером глюкози:

а) фруктоза; б) мальтоза; в) лактоза; г) галактоза

6. Вкажіть, які властивості глюкоза виявляє при взаємодії з купрум(ІІ) гідроксидом:

      а) одноатомних спиртів;         б) карбонових кислот;                                                               

      в) багатоатомних спиртів;    г) жирів

7. Фруктозу інакше називають:

а) молочним цукром; б) фруктовим цукром; в) інвертний цукром;

г) тростинним цукром

8  Вкажіть формулу крохмалю:

     а)С₆Н₁₂О₆;   б)С₁₂Н₂₂О₁₁;  в)(С₆Н₁₀О₅)n;   г)С₅Н₁₀О₅

9. Вкажіть ознаку реакції взаємодії крохмалю з йодом:

      а) поява запаху;          б) утворення червоного осаду;

      в) знебарвлення розчину; г) утворення синього забарвлення

10. Укажіть вуглевод, який є найважливішою складовою клітинної стінки рослинних клітин:

а) цукри;  б) крохмаль;   в) целюлоза; г) вуглекислий газ; д) вода.

Відповіді: 1 –Б; 2 – Б; 3 – Б;

                   4 – В, 5- А;  6 – В;  7 – Б; 

                    8– В;  9 – Г; 10 – В.                

VIІІ. Підбиття підсумків заняття. Рефлексія.

ХI. Домашнє завдання.

А) Прочитати текст параграфа підручника.

Б) Завдання 1. Обчисліть, скільки крохмалю утвориться в результаті фотосин­тезу, якщо рослини виділяють при цьому 10 т кисню.

Завдання 2. У двох пробірках містяться крохмаль і глюкоза. Як з допомо­гою досліду розпізнати ці речовини ?   

В) Для допитливих. З дозволу мами перевірте наявність крохмалю у харчових продуктах (за вашим вибором)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Додатково            

                                   Розгадай кросворд

 

Правильно розгадавши кросворд, у виділеному вертикальному стовпці ви прочитаєте  назву одного із вуглеводів.

					х							1
					Х							2
					Х							3
					Х							4
					Х							5
					Х							6
					Х							7

 

1. Органічні речовини, будова яких відповідає загальній формулі  С_n(H₂O)_m.
2.  Целюлоза, крохмаль і інші високомолекулярні сполуки, що складаються з мономерів називаються  . . .
3. Природній полімер з якого на 98% складаються волокна бавовни.
4. «Глюкос» в перекладі означає . . . , від чого і пішла назва глюкози.
5. Органічна речовина що має молекулярну формулу С₁₂Н₂₂О₁₁.
6. Молочний цукор називається . . .
7. Природній полімер вуглеводень що міститься у картоплі.

Відповіді:

1. Вуглеводи
2. Полімери
3. Целюлоза
4. Солодкий
5. Сахароза
6. Лактоза
7. Крохмаль.

Закодоване слово – глюкоза

 

Методика виявлення у вершковому маслі домішок маргарину.

Маргарин, що випускається промисловістю згідно технічних умов повинен містити домішки кунжутної олії. З 1915 року було дозволено цей жир замінити картопляним крохмалем. Маргарин із магазинів містить його 0,2%.

Як дослідити вміст маргарину у вершковому маслі.

• При нагріванні на малому вогні або водяній бані розтоплюємо невелику кількість досліджуваного масла.
• Піпеткою відберемо водний шар, який утворився внизу, під шаром жиру.
• Поміщаємо водну пробу у іншу пробірку і розведемо водою вдвічі.
• Доведемо розчин до кипіння і охолодимо пробу.
• Додамо 2 краплі розчину йоду.
• Рідина набуде синього забарвлення, якщо крохмаль (маргарин) присутній у пробі.

Прийом « Міні – конференція» . Завдання для обговорення в класі                                                

1) У двох пронумерованих пробірках без. написів містяться розчини глюко­зи й сахарози. З'ясуйте дослідним шляхом уміст кожної пробірки.

2) Чому варення солодше за цукор, хоча вариться воно з цукром?

Підтвердьте свою відповідь рівнянням реакції.

3) Для чого в молоко додають соду?

4) Напишіть рівняння реакцій, з допомогою яких можна здійснити перетво­рення: Сахароза -» ? -» етанол.

5) На які три класи поділяються вуглеводи?

6) Доведіть важливість реакції фотосинтезу для рослин.

7) У чому полягає біологічна роль вуглеводів?

Завдання 1. Обчисліть, скільки крохмалю утвориться в результаті фотосин­тезу, якщо рослини виділяють при цьому 10 т кисню.

Завдання 2. У двох пробірках містяться крохмаль і глюкоза. Як з допомо­гою досліду розпізнати ці речовини ?   

Завдання 3. Нітроцелюлози — продукти взаємодії целюлози й нітратної кислоти, надзвичайно горючі. Тринітроцелюлоза (піроксилін) — вибухова ре­човина, що застосовується у виробництві бездимного пороху. Під час вибуху відбувається розклад. Запишіть рівняння реакції:

Завдання 4. Подумайте, чому із целюлози можна одержати волокна, а із крохмалю їх одержати не можна.