Урок – исследование по теме: «Углевод – золотой лекарь»
Урок – исследование по теме: «Углевод – золотой лекарь»
Цель урока. Систематизация знаний учащихся об углеводах на межпредметной основе (химия и биология)
Обучающие – Обобщение знаний о свойствах углеводов, охарактеризовать биологическую роль и применение углеводов; значение углеводов в здоровом образе жизни человека.
Развивающие – развивать умение и навыки решать задачи по химии, способности к анализу и абстрактному мышлению, расширять кругозор учащихся, их творческие способности, развивать умение работы с дополнительной литературой, закрепление навыков экспериментирования. Воспитательные – воспитывать личности с высоким уровнем культуры, формировать потребность в познавательной деятельности.
Оборудование и реактивы.
Компьютер, мультимедиапроектор, диск «Уроки химии Кирилла и Мефодия, 10-11 классы»;
Одноразовая посуда – стаканчики, стеклянная палочка, стакан, чащка Петри, лоток, штатив, пипетка, ложечки, низкосортная бумага или фильтры, кусочки черного хлеба, раствор йода, дистиллированная вода, различные сорта меда, в том числе и фальсифицированный с крахмалом и сахарным сиропом.
Ход урока
1. Организационный момент ( мотивация учебной деятельности учащихся, сообщение темы, цели, задач урока)
Зачем нужны углеводы? УЧИТЕЛЬ Организм человека – это уникальный «химический комбинат», в котором протекает множество разнообразных химических реакций. Согласно закону сохранения энергии человеку необходимо поддерживать некоторый запас энергии. Расход энергии, как известно, восполняется посредством питания. Главные компоненты пищи – углевсды, белки, жиры. В результате пищеварения эти вещества превращаются в более простые и разносятся кровью во все клетки организма, где окисляются кислородом, доставляемым кровью из легких. Энергию дает практически любая пища, но углеводы (фруктоза, глюкоза, сахар и крахмал) усваиваются быстрее других продуктов.
Фотосинтез (диск «Химия 10-11», урок №27, фрагмент 5)
(показывает слайды и комментирует). При фотосинтезе растения поглощают солнечную энергию и синтезируют из простых молекул большие, богатые энергией молекулы. Энергия солнца переходит в химическую энергию молекул: 6СО2 + 6Н20+2816кдж=С6Н12О6 +602
При попадании в организм они окисляются с выделением энергии. Так в конечном итоге мы используем энергию солнца.
2. Актуализация опорных знаний: а) индивидуальная работа; б) фронтальная работа с классом (заполнение таблицы: «Углеводы», сравнение результатов с таблицей на слайде №2) Проверка знаний учащихся фактического материала, основных понятий, законов, теорий, умений объяснять их сущность.
Таблица: обобщение сведений класса «Углеводов»
| Глюкоза | Фруктоза | Крахмал | Целлюлоза | |||
| Физические свойства | Бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус | Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, в три раза слаще глюкозы. | Белый, нерастворимый порошок. В горячей воде образует клейстер | Волокнистое вещество, нерастворимое ни в воде, ни в растворителях | ||
| Нахождение в природе | В соке винограда, в спелых фруктах, ягодах, в меде | В свободном виде содержится в ягодах и фруктах. Пчелиный мед представляет собой смесь глюкозы и фруктозы. | Картофель – 20%, зерна пшеницы, кукурузы – 70%, рис – 80% | Оболочки растительных клеток, волокна льна, конопли, хлопок – 98%, древесина – 50% | ||
| Строение молекулы | Альдегидоспирт | Кетоноспирт | (С6Н10О5)n – природный полимер | (С6Н10О5)n – природный полимер | ||
| Отличия | 1)моноуглевод 2)существует в линейной и в циклической форме 3) превращение а -формы в В– форму и обратно осуществляется через альдегидную форму. |
1)моноуглевод 2) в отличие от глюкозы, ее цикл является пятичленным |
1)n достигает несколько тысяч; 2)в основном состоит из линейных макромолекул, есть и разветвленные; 3)образуется из циклической а – глюкозы |
1)n достигает сотен тысяч; 2)макромолекулы имеют лишь линейную структуру; 3)образуется из циклической В-глюкозы |
||
|
Химические свойства |
Реакции окисления (качественные реакции). СН2ОН – (СНОН)4 – С О Н + Аg2О Реакции восстановленияСН2ОН – (СНОН)4 – С О Н + Н2 1. Спиртовое брожение: С6Н12О6------2С2Н5ОН + 2СО2 2. Маслянокислое брожение:С6Н12О6-----СН3 – СН2 – СООН + 2Н2 + 2СО2 3. Молочнокислое брожение: С6Н12О6---2СН3 – СН – СООН |
Обладает химическими свойствами многоатомных спиртов и кетонов. Как многоатомный спирт фруктоза дает ярко-синее окрашивание с гидроксидом меди ( II ) без нагревания, образуют простые и сложные эфиры. А при восстановлении карбонильной группы образуется шестиатомный спирт |
1)Горит, разлагается при нагревании; 2)гидролиз: (С6Н10О5)n+ nН2О 3) при действии йода синеет |
1)Горит, разлагается при нагревании; 2) гидролиз: (С6Н10О5)n 3)за счет гидроксильных групп образует эфиры. |
||
| Применение | Источник энергии для живых организмов; в медицине как средство усиленного питания и лекарственное вещество, в кондитерском производстве (изготовление карамели, мармелада, пряников и т. д. ), она входит в состав напитков. Глюкозу используют для изготовления зеркал, елочных украшений (серебрение), а также в текстильной промышленности при крашении. | Применяют в медицине как средство усиленного питания и лекарственное вещество | Продукт питания, получают глюкозу, патоку для изготовления конфет, мармелада и т. д. , используют в качестве клея | В строительстве, для изготовления бумаги, получают этиловый спирт, ткани, нитролаки, кинопленки, медицинский коллодий, искусственные волокна | ||
|
3. Проверка глубины осмысления знаний, степени обобщения. (Вопросы заранее даны учащимся для подготовки ) Учитель. Почему в хлебе много дырочек? Ученик. Дырочки придают хлебу пышность, а появляются они в результате спиртового брожения. Глюкоза С6Н12О6 под действием ферментов превращается в этиловый спиртС2Н5ОН, и образуется углекислый газ СО2 : С6Н12О6-ферменты----– 2С2Н5ОН +2СО2 Самый древний способ сбраживания теста – добавление небольшого количества дрожжей. Когда тесто попадает в печь, под действием тепла углекислый газ расширяется в объеме, а этиловый спирт испаряется и его пары тоже расширяются. В результате хлеб становится пышными и пористым. Учитель Почему при варке крупы, макаронных изделий, соусов, киселей происходит увеличение массы продукции? Ученик. Все эти продукты содержат крахмал ( С6Н10О5 ). Крахмальные зерна при обычной температуре не растворяются в воде, при повышении температуры они набухают, образуя вязкий коллоидный раствор -крахмальный клейстер. При клейстеризации крахмал способен поглощать 200-400 % воды, что приводит к привару. Под действием ферментов или кислот при нагревании крахмал присоединяет воду и гидролизуется. В общем виде |
||||||
схема превращения крахмала при гидролизе может быть представлена следующим образом: (С6Н10О5)n +пН2О ànС6Н12О6
Этот процесс происходит при получении многих пищевых продуктов– патоки, глюкозы, хлебобулочных изделий и при жарке картофеля. Учитель.
Как отличить котлетный фарш от бифштексного химическим путем? Ученик. Котлетный фарш содержит крахмал, поэтому под действием йода его проба окрасится в синий цвет. Демонстрационный эксперимент. Определение крахмала в образце фарша. К образцу фарша приливают несколько капель 2% р-ра йода. Наблюдаем посинение пробы. Учитель. Почему при долгом пережевывании черного хлеба появляется сладковатый вкус? Ученик. В слюне человека содержится фермент амилаза (птиалин), вызывающий гидролиз крахмала и образование глюкозы. Обычно человек не чувствует этого сладкого привкуса, поскольку в ротовой полости пища находится 15-18 с. Учитель. Для чего нашему организму нужна целлюлоза (клетчатка)? Ученик. Организм человека не приспособен для переваривания целлюлозы, т. к. он не продуцирует ферменты, необходимые для ее расщепления. Частичное расщепление клетчатки происходит под действием ферментов, которые выделяют имеющие в кишечнике микроорганизмы. Но все же целлюлозу относят к группе балластных веществ. Такие вещества влияют на перестатику кишечника, создавая необходимые условия для продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту, способствуют выведению из организма холестерина препятствуют всасыванию ядовитых веществ. Недостаток балластных веществ в организме способствует ожирению, развитию желчнокаменной болези, сердечно-сосудистых заболеваний, с этой же причиной связывают рост числа заболеваний раком толстой кишки. Много клетчатки в хлебе грубого помола, картофеле, моркови.
4. Применение учащимися знаний в стандартных условиях.
Демонстрационный эксперимент. Определение углеводов. Ученик №1 (предварительно подготовленный ) проделывает эксперимент. В пробирку наливаем 1 мл воды и бросаем несколько крупинок сахарозы, часть таблетки глюкозы или кусочек фильтровальной бумаги. Добавляем 2-3 капли спиртового раствора резорцина или тимола. Наклоняем и приливаем по стенке пробирки 1-2 мл концентрированной кислоты. Закрепляем пробирку в вертикальном положении. Тяжелая кислота опустилась на дно, а на границе ее с водой появится яркое кольцо-красное, розовое или фиолетовое.
Сообщение учащегося: «Фруктоза-золотой лекарь».
«Золотой лекарь», «жидкое золото», – какими только эпитетами не награждают этот продукт люди в течение многих тысячелетий. Он известен с древнейших времен. До революции 1917г. этот уникальный продукт являлся официальным лекарственным средством и продавался в аптеках. О чем речь? Конечно, о меде – загадочном даре природы. Пифагор, отдавший предпочтение вегетарианской пище и меду, прожил 90 лет. Гиппократ, проживший 107 лет, также любил и употреблял мед, широко использовал его в своей практике.
В составе этого душистого продукта более 300 веществ: углевод-фруктоза, органические кислоты и их соли, протеины, незаменимые аминокислоты, витамины, гормоны. По некоторым свойствам мед напоминает плазму крови человека. В нем найдено 37 важных для организма человека элементов – больше, чем в самых популярных витаминно-минеральных комплексах. Но чтобы все это прошло нам на пользу, мед нужно уметь выбирать, хранить и правильно употреблять.
Постановка проблемы
УЧИТЕЛЬ. Как всякий продукт, пользующийся стабильным спросом, мед нещадно подделывают. Например, скармливая пчёлам сахар. Сахарный мед – ненатуральный. Или выдают за натуральный мед подкрашенный сахарный сироп, куда для запаха добавлено немного настоящего меда, – типичный «цыганский мед». А чего только не примешивают к меду: крахмал, мел, патоку, сахарин Фальшивый мед беден активными веществами, не проявляет лечебного эффекта. Как выяснить, не подделка ли то, что вы уже купили?
Для решения этой проблемы проделаем небольшую практическую работу.
Практическая работа «определение качества меда»
Цель работы. Проверить качество меда простыми и доступными способами, которые можно использовать в домашних условиях.
УЧИТЕЛЬ. Выполнять работу можно по инструктивным карточкам, которые находятся у вас на столах (таблица). Там же вы найдёте всё необходимое для работы. Вам на работу в группах даётся всего 7 минут.
Приступайте к выполнению. Если по ходу работы возникнут вопросы, поднимите руку, я подойду. Не забудьте, что, кроме решения проблемы, вам необходимо проанализировать то, каким образом вы решили это проблему, и сообщить результаты своего анализа _______________
Итак, время работы в группах истекло. Готовы? Давайте проанализировать полученные результаты. Каждая группа расскажет об одном из этапов исследования качества мёда. Что делали? Что получилось? Я буду показывать слайды и давать пояснения.
Представитель 1-й группы рассказывает, что произошло с кусочком хлеба, опущенным в мёд.
УЧИТЕЛЬ. Если опустить в мёд кусочек хлеба, а через 5 минут достать его, в качественном мёде хлеб затвердеет. Если хлеб размягчился или вовсе расползся, то перед вами не что иное, как сахарный сироп.
Представитель 2-й группы докладывает о результатах дегустации мёда.
УЧИТЕЛЬ. При определении качества мёда пробуйте его обязательно. Мёд нагревают во рту до 30-36 °С и определяют вкус. Натуральный мёд никогда не растворяется сразу и немного жжёт горло, порой имеет привкус – горьковатый или горьковато-терпкий. Если аромат меда притуплен и ощущается вкус карамели, значит, это расплавленный мёд.
Ученик из 3-й группы рассказывает о следующем этапе исследований – о процессе стекания мёда с ложки.
УЧИТЕЛЬ. Если мёд зрелый и качественный, то он тягучий, густой и не капает с ложки, а наматывается на неё вязкой лентой , стекает длинной непрерывной нитью, а когда эта нить прервётся, то она целиком опустится, образуя на поверхности мёда башенку, которая затем медленно разойдётся. Разбавленный сахарным сиропом мёд стекает с ложки каплями, как вода, образуя впадину.
С результатами исследования качества по наличию или отсутствию от него влажного следа на бумаге выступает представитель 4-й группы.
УЧИТЕЛЬ. Если мёд растекается по бумаге, образуя влажные пятна, или даже просачивается сквозь неё – это фальшивый мёд. При наличии большого количества свободной воды в созревшем мёде могут протекать процессы брожения.
Проверяйте водность мёда простым способом « с ложечки» или посмотрите сертификат качества у продавца. Содержание воды не должно быть выше 21% иначе мёд забродит.
Представитель 5-й группы рассказывает, что наблюдали при добавления в раствор мёда капли йода.
УЧИТЕЛЬ. Если в мёде есть мука или крахмал, раствор обязательно посинеет, а если нет, его цвет не изменится. Муку или крахмал добавляют в мёд для создания видимости кристаллизации, которая характеризует его натуральность. А теперь скажите, какого же качества был мёд, который вы исследовали. Ваш мёд был натуральный или фальсифицированный?
Учащиеся по результатам анализа делают вывод о качестве исследуемого мёда.
УЧИТЕЛЬ. Иногда при хранении меда обнаруживается два слоя – снизу закристализировавшийся , а сверху – сиропоподобный. (Показывается такой мед. ) Значит, мед не зрелый, с повышенной влажностью. Такой мед непригоден для длительного хранения.
Кристаллизация меда – это естественный процесс, происходящий при температуре ниже +20 °С, не изменяющий его качества и полезности. Если зимой торгуют жидким и темным медом -его сильно грели или просто кормили пчел сахаром. Исключение составляют майские мед, а так же мёд, собранный с белой акции и с некоторорых других растений, С середины ноября продавать на рынке жидкий мед запрещено.
Самым полезным и лечебным является мед, собранный в той местности, где вы проживаете, т. к. растении-медоносы имеют защитные функции против микрофлоры, которая является типичной для этой местности.
Тем, кто предпочитает мед в жидком виде, надо учесть следующий факт: нагревать мед выше 40 °С нельзя -разрушается витамины и другие ценные и полезные соединения. А при чрезмерном нагревании выделяются мощнейший канцероген – оксиметилфурфурол. Таким мёдом немудрено и отравится. Банку с медом лучше поставить в теплую воду. Когда вода остынет, нужно поменять её. Постепенно мед растает.
Обсуждение результатов
УЧИТЕЛЬ. Подведём итог совместной работы. В ходе исследования меда доступными средствами мы научились определять его качество. Подобные знания понадобятся вам в повседневной жизни. В заключение мне хотелось бы дать вам несколько полезных советов.
– Сколько меда нужно есть с пользой для здоровья? Это очень индивидуально. Обычно рекомендуется 80-100г (примерно 2 столовые ложки) в сутки взрослым и 30-50г(1-2 чайные ложки )детям. Но следует непременно проконсультироваться с врачом – всё же непростой это продукт
При температуре выше 40 °С мед теряет свои основные лечебные свойства. Кроме того, некоторые травники вообще не рекомендуют смешивать мед с «окрашенной жидкостью» вроде чая или травяного настоя, а советуют разводить мед в теплой (не горячей!) кипяченой воде. Или, как леденец, рассасывать во рту столовую ложку меда. , а уж потом, через 15-20мин, выпить чай. Причем делать это желательно за 1. 5 -2 ч до еды или через 3 ч после еды.
– Мед хранят в стеклянной, глиняной фарфоровой, керамической и деревянной посуде. В посуде из железа и оцинкованной жести хранить мед опасно. Тара должна быть плотно закрыта крышкой. Оптимальная температура хранения – от +5 до +20 °С.
– Никогда не берите мед с рук у незнакомых людей.
Покупайте его у пчеловодов, в чьей профессиональной честности не сомневаетесь, либо в специализированных магазинах. Правильно храните и употребляйте мед и будьте здоровы!
5. Итоги урока.
Вывод по теме урока (делают учащиеся). Для нормального роста и развития организма необходимо присутствие всех компонентов пищи в рационе человека, в том числе и углеводов.
Учитель. Надеюсь, что теперь вы понимаете, как тесно химия связана с жизнью человека, и сможете оценить эту науку по достоинству.
6. Домашнее задание. Составить однодневное меню для себя.
Л. Сердюкова, МОБУ СОШ № 5, станица Платнировская, Кореновский район, Краснодарский край
Ю. Ф. Муталупов, МБОУ Володарская СОШ, п. Володарского, Ленинский район, Московская область