Урок 26. Углеводы

Углеводы

Углеводы – группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает формуле Cm(H2O)n. Входят в состав всех без исключения живых организмов.

Классификация

Углеводы подразделяются на

    Моносахариды

Моносахариды (греч. monos — единственный + sacchar — сахар) – наиболее распространенная группа углеводов в природе, содержащие в молекулах пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода.

Из наиболее известных представителей к пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза, к гексозам – глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий) – группа углеводов, в молекулах которых, содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков. Если в молекуле содержатся два моносахаридных остатка, ее называют дисахарид.

Наиболее известны следующие дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза. Они являются изомерами, их молекулярная формула одинакова – C12H22O11.

Полисахариды (греч. poly – много) – природные биополимеры, молекулы которых состоят из длинных цепей (десятки, сотни тысяч) моносахаридов.

Например, глюкоза – моносахарид, а крахмал, гликоген и целлюлоза – ее полимеры. Также к полимерам относится хитин, пектин. Формула крахмала, целлюлозы – (C6H10O5)n

Моносахариды

Получение глюкозы возможно несколькими способами:

    Реакция Бутлерова

В присутствии ионов металла, молекулы формальдегида соединяются, образуя различные углеводы, например, глюкозу.

В присутствии кислоты и при нагревании, крахмал (полимер) распадается на мономеры – молекулы глюкозы.

Эту реакцию изобрела природа, для нее существует необыкновенный катализатор – солнечный свет (hν).

По химическому строению глюкоза является пятиатомным альдегидоспиртом, а, значит, для нее характерны реакции и альдегидов, и многоатомных спиртов.

    Реакции по альдегидной группе

Окисление глюкозы идет до глюконовой кислоты. Это можно осуществить с помощью реакций серебряного зеркала, с гидроксидом меди II.

Обратите особое внимание на то, что при написании формулы аммиачного раствора в полном виде будет правильнее указать в продуктах не кислоту, а соль – глюконат аммония. Это связано с тем, что аммиак, обладающий основными свойствами, реагирует с глюконовой кислотой с образованием соли.

Восстановление глюкозы возможно до шестиатомного спирта сорбита (глюцита), применяемого в пищевой промышленности в качестве сахарозаменителя. На вкус сорбит менее приятен, менее сладок, чем сахар.

Глюкоза содержит пять гидроксогрупп, является многоатомным спиртом. Она вступает в качественную реакцию для многоатомных спиртов – со свежеприготовленным гидроксидом меди II.

В результате такой реакции образуется характерное голубое окрашивание раствора.

Возможны несколько вариантов брожения глюкозы: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое. Эти виды брожения имеют большое практическое значение и характерны для многих живых организмов, в частности бактерий.

Фруктоза является изомером глюкозы. В отличие от нее не вступает в реакции окисления – она является кетоспиртом, а кетоны окислению до кислот не подвергаются.

Для нее характерна качественная реакция как многоатомного спирта – со свежеприготовленным гидроксидом меди II. В реакцию серебряного зеркала фруктоза не вступает.

Применяется фруктоза как сахарозаменитель. Она в 3 раза слаще глюкозы и в 1,5 раза слаще сахарозы.

Дисахариды

Как уже было сказано ранее, наиболее известные дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза – имеют одну и ту же формулу – C12H22O11.

При их гидролизе получаются различные моносахариды.

Полисахариды

Из множества реакций, более всего мне хотелось бы выделить гидролиз крахмала. В результате образуется глюкоза.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Урок химии по теме “Углеводы”. 10-й класс

Разделы: Химия

Класс: 10

Цель: дать общее понятие о классе органических веществ «Углеводы».

Задачи:

обучающая – познакомить учащихся

  • с классификацией углеводов,
  • с особенностями их строения,
  • со свойствами углеводов,
  • с биологической ролью и применением углеводов;

развивающая – продолжить развитие умений

  • выявлять связь между составом и строением веществ, их свойствами и функциями;
  • работать с дополнительной литературой, составлять опорные плакаты, сводные таблицы;
  • использовать полученные знания для доказательства материального единства живой и неживой природы;
  • эстетическое воспитание учащихся,
  • формирование у них навыков работы в группе,
  • формирование научного мировоззрения.

План урока:

№ этапа Название этапа урока Время
1. Классификация углеводов. 15 мин.
2. Работа учащихся в группах с литературой. 15 мин.
3. Творческая работа учащихся в группе по составлению опорного плаката. 15 мин.
4. Представление работ учащихся и заполнение в тетради сводной таблицы по углеводам. 30 мин.
5. Рефлексия. 10 мин.
6. Домашнее задание. 5 мин.

Пояснительная записка.

Для изучения данной темы оптимально походит пара уроков или два отдельных урока, так как предлагаемый вариант содержит не только учебную, но и творческую работу. На первом этапе изучения темы учитель знакомит учащихся с классификацией углеводов.

На втором и третьем этапе учащиеся работают в группах. Лучше, если группы организованы исходя из пожеланий учащихся. Задача групп – из всего имеющегося научного материала в предложенной учителем по данной теме литературе, а возможно, при наличии электронного оборудования, и с использованием ресурсов интернета, составить опорный плакат, характеризующий одного из представителей углеводов. В представлении должны быть отражены наиболее важные и значимые характеристики углевода и соответствующий, сопровождающий творческую работу рассказ. Второй этап – это непосредственно работа с литературой, то есть выбор необходимого для характеристики углевода учебного материала. Третий этап – работа групп по оформлению опорного плаката.

На четвёртом этапе (на втором уроке из пары) группы представляют свои работы, поясняя их и сопровождая рассказом. Остальные учащиеся слушают и заполняют в тетради сводную таблицу, характеризующую разных представителей углеводов. Этот этап урока представляет собой демонстрацию подготовленных опорных плакатов учащихся и сопровождающего эти плакаты рассказа об углеводе.

Читайте также:
Урок 19. Алкены

На пятом этапе урока проводится оценка работы групп и рефлексия. Затем формулируется домашнее задание.

Ход урока

Эпиграф: «Фруктовые воды несут нам углеводы».

Учитель (с записью в тетради).

Углеводы – органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причём водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2:1).

Общая формула углеводов – Cn(H2O)m.

II-III.

Далее класс делится на пять-семь групп, согласно предложенным для изучения представителям углеводов. Группы добровольно выбирают или вытягивают случайно название углевода, который им предстоит описать. Группам учащихся предлагается, воспользовавшись дополнительной литературой, а при наличии электронного оборудования и интернет ресурсами, изучить литературу по указанной теме и составить опорный плакат и сопровождающий его рассказ.

Примерный план характеристики углевода.

  1. Определение, общая формула.
  2. Физические свойства.
  3. Химические свойства.
  4. Биологическая роль.
  5. Применение углеводов.

Примерный список характеризуемых углеводов.

По истечении времени на оформление плаката и подготовку рассказа учащиеся группами представляют проделанную работу.

Остальные учащиеся в это время заполняют сводную таблицу по углеводам.

Углевод Определение, формула Физические свойства Химические свойства Биологическая роль Применение углеводов
глюкоза
фруктоза
рибоза
сахароза
лактоза
целлюлоза
крахмал

Возможное (примерное) содержание выступлений учащихся предлагается в приложениях к уроку и может существенно отличаться от того, что посчитают важным в своём рассказе учащиеся.

После выступления всех групп, учащимся предлагается оценить работу каждой группы. Охарактеризовать кратко положительные моменты подачи учебного материала и указать на недостатки. Учитель в это время делает выводы по выступлениям учащихся и даёт свой анализ работе каждой группы, выставляет оценки учащимся. При чём, оценка ученика может не совпадать с общей оценкой группы, если он внёс больший, чем другие, вклад в работу группы, или наоборот работал заметно меньше других. Как правило, вывод об этом делают участники группы.

В качестве рефлексии можно предложить следующие задания на выбор соответствия.

1. Установите соответствие между названием вещества и его формулой:

Название вещества Формула вещества
1) глюкоза А) (C6H10O5)n
2) фруктоза Б) C6H12O6
3) рибоза В) С5Н10О5
4) сахароза Г) C12H22O11
5) лактоза
6) целлюлоза
7) крахмал

2. Установите соответствие между названием вещества и его физическими свойствами:

Название вещества Формула вещества
1) глюкоза А) Белый твердый порошок, плотностью 1,525г/cм 3 , с температурой плавления 222,8° С. Растворимость в воде 21,6 г/100 мл.
2) фруктоза Б) Белый, без запаха, кристаллический порошок со сладким вкусом. Плотность 1,587г/см 3 . Температура плавления 186°C. Растворимость в воде 2000г/л (25°С). При температуре 190-2000 превращается в бурую массу – карамель.
4) сахароза В) Белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер.
5) лактоза Г) Волокнистое вещество, нерастворимое ни в воде, ни в обычных органических растворителях. Растворителем его является реактив Швейцера, с которым это вещество одновременно и взаимодействует.
6) целлюлоза Д) Белое кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Растворимо в органических растворителях, аммиачном растворе гидроксида меди, в концентрированном растворе хлорида цинка и концентрированном растворе серной кислоты.
7) крахмал Е) Белые кристаллы, очень сладкие на вкус, которые в два раза слаще сахарозы и в три раза слаще глюкозы. Характеризуется сравнительно невысокой стойкостью, в результате чего начинает частично изменяться уже при продолжительном кипячении.

3. Установите соответствие между названием вещества и его содержанием в природе:

Название вещества Формула вещества
1) глюкоза А) Этот углевод не встречается в природе в свободном виде, но является важной составной частью олиго- и полисахаридов, содержащихся, например, в древесине. Является углеводной основой РНК и ДНК. Является неотъемлемой частью рибофлавина (витамина В2) и нуклеотидов.
2) фруктоза Б) Входит в состав сока сахарной свеклы (16-20%) и сахарного тростника (14-26%). В небольших количествах содержится в плодах и листьях зелёных растений.
3) рибоза В) Этот углевод называют молочным сахаром. Она содержится в молоке млекопитающих и человека. Может «бродить» и изменять тип своего брожения до спиртового.
4) сахароза Г) В природе данный углевод образуется в процессе фотосинтеза. Содержится во всех органах зелёных растений. Особенно высоко его содержание в виноградном соке, поэтому его называют виноградным сахаром. Содержится в мёде. В организме человека содержится в мышцах, в крови (0.1 – 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток и тканей организма. Повышение концентрации этого углевода в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — инсулина.
5) лактоза Д) Содержится в зернах пшеницы, риса, ячменя, овса, а так же в картофеле, кукурузе, фасоли. Является основным компонентом муки.
6) целлюлоза Е) В природе в свободном виде содержится во многих спелых фруктах, ягодах и мёде. В связанном виде содержатся в дисахариде – сахарозе. В связанном виде входит в состав инсулина. Это природный сахар. Обладает крахмалоподобными свойствами и содержится в клубнях георгина, цикория, а так же в некоторых водорослях. Она имеет приятный вкус и в качестве заменителя сахара снижает калорийность пищи. Метаболизм этого углевода происходит в печени, где он превращается в жирные кислоты.
7) крахмал Ж) Является основным структурным компонентом клеточной стенки растений. Является самым распространенным органическим соединением на Земле. Составляет около 33% от массы всех произведённых растениями органических веществ. Содержание этого углевода в хлопчатнике составляет 90%, а в древесине 40-50%. Является главной составной частью оболочек растительных клеток, образуется в растениях в результате фотосинтеза.

4. Установите соответствие между названием вещества и его применением:

Углеводы
презентация к уроку по химии (10 класс) на тему

Презентация по теме: “Углеводы”

Читайте также:
Урок 27. Азотсодержащие соединения

Скачать:

Вложение Размер
uglevody.ppt 2.9 МБ
Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

учитель химии I квалификационной категории Волкова Мария Игоревна Частное общеобразовательное учреждение «Медико-биологический лицей» г. Симферополь

Задачи урока: Дать общее понятие об углеводах как о полифункциональных органических соединениях; 2. Рассмотреть классификацию углеводов; 3. Рассмотреть зависимость химических свойств углеводов от строения молекул; 4. Дать представление о биологической роли углеводов, их значении в жизни человека.

План: Определение углеводов. Общая формула углеводов. II. Классификация углеводов. III. Отдельные представители углеводов: Глюкоза: химическое строение, получение, физические и химические свойства, нахождение в природе. Фруктоза: строение, свойства, применение. С ахароза: химическое строение, получение, физические и химические свойства, нахождение в природе. Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства, нахождение в природе.

Углеводы C n (H 2 O) m Углеводы – органические вещества, молекулы которых содержат в своем составе карбонильные и гидроксильные группы . Определение углеводов. Общая формула углеводов

Углеводы Моносахариды ( глюкоза, галактоза ) Дисахариды ( сахароза, мальтоза ) Полисахариды ( крахмал, целлюлоза ) По степени сложности Классификация углеводов

По типу карбонильной группы Углеводы Классификация углеводов Кетозы Альдозы

По числу углеродных атомов Триозы Тетрозы Пентозы Гексозы Углеводы Классификация углеводов

Глюкоза C 6 H 12 O 6 Глюкоза – виноградный сахар, бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде, сладкое на вкус. Содержится в плодах, корнях, листьях и цветах. Присутствует в крови человека и животных. При окислении глюкозы в организме выделяется большое количество энергии. C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + Q Глюкоза: химическое строение, получение, физические и химические свойства

Химические свойства глюкозы Реакция «серебряного зеркала» Реакция «медного зеркала» Восстановление Реакции альдегидной группы Реакции спиртовых групп Образование алкоголятов Образование гликозидов Глюкоза: химическое строение, получение, физические и химические свойства

Брожение глюкозы Спиртовое Молочнокислое Маслянокислое Лимоннокислое Глюкоза: химическое строение, получение, физические и химические свойства

Применение глюкозы Глюкоза является источником энергии в живой клетке, поэтому она широко применяется в медицине при лечении различных заболеваний, особенно при общем истощении организма. В микробиологической промышленности глюкозу применяют как питательную среду для размножения кормовых дрожжей. В кондитерской промышленности глюкоза используется при изготовлении мармелада, карамели, пряников и т.д. Глюкоза: строение, свойства, применение

Фруктоза C 6 H 12 O 6 Фруктоза – плодовый или фруктовый сахар. Представляет собой белые кристаллы, очень сладкие на вкус. В свободном виде содержится во многих спелых фруктах, ягодах и мёде. В связанном виде глюкоза и фруктоза содержатся в дисахариде – сахарозе. Фруктоза – изомер глюкозы, относится к группе моносахаридов и является кетогексозой. Фруктоза: строение, свойства, применение

Сахароза C 12 H 22 O 11 Сахароза – свекловичный или тростниковый сахар – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус . Содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, клене, кукурузе и т.д. С ахароза: химическое строение, получение, физические и химические свойства

Строение молекулы сахарозы С ахароза: химическое строение, получение, физические и химические свойства

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 В живых организмах под действием ферментов сахароза подвергается сначала гидролизу до моносахаридов, которые затем окисляются до углекислого газа и воды с выделением большого количества энергии . Гидролиз сахарозы С ахароза: химическое строение, получение, физические и химические свойства сахароза глюкоза фруктоза H +

Крахмал (C 6 H 10 O 5 ) n Крахмал – белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде набухает и образует клейстер. Содержится в растениях и является ценным питательным веществом. Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства 25% 78% 76% 82%

Строение молекулы крахмала Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства Крахмал состоит из двух полисахаридов амилозы и амилопектина

Строение амилозы Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства Содержание амилозы составляет от 20 до 30%. Макромолекулы амилозы имеют линейное строение Линейное строение амилозы

Строение амилопектина Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства Содержание амилопектина составляет от 70 до 80%. Аминопектин имеет разветвленное строение. Разветвленное строение амилопектина

Гидролиз крахмала (C 6 H 10 O 5 ) n + n H 2 O → n C 6 H 12 O 6 Гидролиз крахмала протекает ступенчато: Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства H 2 O H 2 O H 2 O

Крахмал: химическое строение, получение, физические и химические свойства Качественная реакция на крахмал Крахмал + J 2 → синее окрашивание Макромолекулы амилозы имеют спиралевидную пространственную форму, куда проникают молекулы йода, образуя соединения включения.

Закрепление нового материала Тестирование по теме «Углеводы»

Домашнее задание Выучить конспект. 2. Решить задачи: а) в среднем сладкоежки кладут 2 чайные ложки сахара на стакан чая. Зная, что в такой ложке помещается 7 г сахара, а объем стакана 200 мл, рассчитайте массовую долю сахарозы в растворе (плотность чая считать равной 1 г/мл). б) С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: сахароза → глюкоза → глюконовая кислота

Спасибо за внимание!

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Учебно-методическая разработка урока химии в 10 классе. В ходе урока рассматривается подробная классификация углеводов, расскрываются их физические и химические свойства, способы получения , применени.

Презентация к уроку биологии 10 класс.

Урок с применением интерактивного метода ТРКМЧП – технология развития критического мышления через чтение и письмо.

Урок химии в 10 классе в виде мультимедийной презентации. Цель: сформировать представление об углеводах, познакомиться с их разнообразием, классификацией, ролью в природе и значением в жизни человека.

Данный урок проводится в конце первого полугодия второго года изучения органической химии, в процессе изучения темы «кислородсодержащие органические соединения». Обучение.

Презентации к урокам по теме углеводы. Первая содержит материал о классификации углеводов, классификации и свойствах моносахаридов. Вторая – свойства ди- и полисахаридов. Каждая презентация запакована.

Конспект урока естествознания для 6 класса к учебнику “Физика. Химия 5-6 класс” ,вторы Гуревич А.Е., Понтак Л.С., Исаев Д.А.

Углеводы

Урок 39. Химия 9 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока “Углеводы”

Углеводы – это соединения, содержащие в своём составе атомы углерода, водорода и кислорода. Причём атомы водорода и кислорода находятся в них в таком же соотношении, как и в молекуле воды: 2 : 1. Поэтому их и называют углеводами. Для большинства этих соединений применима формула Cn(H2O)m.

В этом можно легко убедиться. Для этого следует нагреть немного сахара в пробирке, сахар начинает плавиться, приобретает коричневую окраску, потом чернеет и после сильного прокаливания остаётся почти чистый углерод, а в верхней части пробирки конденсируются капельки воды.

Углеводы разделяют на три группы: моносахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды (сахароза) и полисахариды (крахмал, целлюлоза).

Моносахариды в водных растворах не гидролизуются. Представителем моносахаридов является глюкоза – С6Н12О6. Своё название она получила от греческого слова гликос – «сладкий». Глюкоза очень распространена в природе. Она обуславливает сладкий вкус плодов и ягод. Особенно много её в соке винограда, поэтому её ещё называют «виноградным сахаром». В организме человека и животного глюкоза содержится в крови и лимфе.

Глюкоза представляет собой белый мелкокристаллический порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Она имеет сладкий вкус.

По своим свойствам глюкоза является альдегидоспиртом.

То есть она даёт и реакции на альдегиды и реакции на многоатомные спирты. Если в раствор медного купороса добавить несколько капель щёлочи, то образуется осадок голубого цвета – это гидроксид меди (II), а затем сюда же добавить столько же раствора глюкозы и слегка взболтать, то раствор приобретает ярко-синюю окраску. Таки образом, глюкоза даёт качественную реакцию по аналогии с многоатомными спиртами.

Если к аммиачному раствору оксида серебра (I) добавить раствор глюкозы и смесь нагреть на пламени спиртовки, то на стенках пробирки можно увидеть серебро. Таким образом, глюкоза даёт качественную реакцию на альдегиды – реакцию «серебряного зеркала».

Глюкоза является основным источником энергии в клетке, поэтому её широко используют в лечебных целях. Глюкоза является основным веществом при получении спирта, молочной кислоты, уксусной кислоты, лимонной и аскорбиновой кислоты, витаминов. Её применяют в качестве заменителя тростникового сахара. Для этих целей используют патоку – сиропообразную массу, получаемую при гидролизе крахмала. Глюкозу используют при получении карамели, мармелада, помадки. Её используют при изготовлении зеркал и ёлочных украшений (серебрение).

Другим моносахаридом является фруктоза – С6Н12О6. Она содержится во многих фруктах, поэтому её называют фруктовым сахаром. В пчелином мёде её содержание достигает пятидесяти процентов. Фруктоза гораздо слаще глюкозы. В сладких яблоках, грушах, и арбузах фруктозы содержится в два раза больше, чем глюкозы.

К дисахаридам относится сахароза – С12Н22О11. Дисахариды гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов. При её гидролизе образуется глюкоза и фруктоза.

Сахароза – бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления от 160 до 185 0 С, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус. Расплавленная сахароза при застывании превращается в смесь аморфных веществ – карамель, а при вливании на вращающийся холодный барабан превращается в сахарную вату.

Под действием концентрированной серной кислоты сахароза способна отщеплять воду с образованием продуктов чёрного цвета, имеющих сложное циклическое строение.

В природе сахароза находится в соке растений: в свёкле (20%), в сахарном тростнике (25%). Сахароза представляет собой кристаллическое вещество, растворимое в воде, имеет сладкий вкус.

Сахарозу получают из сахарной свёклы. Для этого свёклу измельчают, обрабатывают горячей водой, а затем раствор фильтруют. Сахар переходит в раствор, где ещё содержатся белки, соли, органические кислоты. Для их удаления раствор нагревают с известковым молоком. При этом белковые вещества оседают, органические кислоты выпадают в осадок в виде нерастворимых солей кальция, а сахароза образует растворимую соль кальция. Её отфильтровывают и из отфильтрованного раствора сахар выпаривают до кристаллизации.

Производство сахарозы из сахарной свёклы началось полтора века назад во Франции. С сахарозой человек знаком с незапамятных времён, за много столетий до н.э. Александр Македонский знал, что в Индии растёт тростник, из которого можно получить «мёд» без помощи пчёл.

Жители африканского континента извлекали сахарозу из пальмового сока, а североамериканские индейцы – из кленового.

Сахароза является важным продуктом питания, а также используется для приготовления некоторых лекарственных веществ и сиропов. Смесь глюкозы и фруктозы, получающаяся после кислотного гидролиза сахарозы, называют искусственным мёдом и используют в пищевой промышленности.

Полисахариды гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов. К ним относится крахмал и целлюлоза. Состав полисахаридов – 6Н10О5)n.

Крахмал, как и глюкоза образуется в результате процесса фотосинтеза. В результате чего из углекислого газа и воды при участии хлорофилла образуется глюкоза и кислород. Крахмал накапливается как резервный питательный материал в зёрнах злаков, клубнях картофеля, семенах. Например, клубни картофеля содержат до 24% крахмала, зёрна пшеницы – до 64%, риса – 75%, кукурузы – 70%.

Крахмал – белый аморфный порошок.

Это полимер, макромолекулы которого имеют линейную и разветвленную форму.

В воде крахмал набухает, а потом образует крахмальный клейстер. Если насыпать в пробирку крахмала, прилить к нему воды и хорошо взболтать, а затем это содержимое влить в стакан с горячей водой, то можно наблюдать образование крахмального клейстера.

Крахмал даёт характерное синее окрашивание с раствором йода. В пробирку нальём немного крахмального клейстера и добавим каплю спиртового раствора йода. При этом мы можем наблюдать появление синей окраски. Попробуем нагреть эту смесь, постепенно, как видите, синяя окраска исчезает. После чего, если охладить эту смесь, то она опять станет синего цвета.

При гидролизе крахмала образуется глюкоза. В промышлености этим методом получают глюкозу и декстрины, которые применяю в качестве клеев, для производства патоки. Долгое время крахмал был основным сырьём при получении этилового спирта.

Крахмал используется в парфюмерной и текстильной промышленности, в медицине для приготовления присыпок, медицинских паст, при приготовлении таблеток, капсул для лекарств.

Целлюлоза – другой представитель полисахаридов. Она является основным компонентом оболочек растительных клеток и пидаёт им механическую прочность.

Волокна хлопка содержат 90-95% целлюлозы. Гигроскопичная вата и фильтровальная бумага – это почти чистая целлюлоза. Целлюлоза – полимер с линейными макромолекулами.

Целлюлоза – вещество линейного строения.

Она представляет собой белое аморфное вещество. Она не растворяется нив воде, ни в обычных органических растворителях. При нагревании целлюлоза обугливается и образует различные смеси органических соединений. При гидролизе целлюлозы образуется глюкоза.

Волокна льна, хлопка, конопли в основном состоят из целлюлозы (до 99%), а вдревесине она составляет около 50% в расчёте на сухое вещество.

Огромное количество целлюлозы расходуется на производство бумаги. При этом получается дополнительный раствор, который содержит сахаристые вещества и который подвергают спиртовому брожению. Таким образом получают технический этиловый спирт.

Из целлюлозы получают коллодий (для заклеивания небольших ран), нитролаки и краски, взрывчатые вещества (нитроцеллюлозу), ацетатный шёлк.

Целлюлозу используют с строительном деле и как топливо (древесина). В виде волокнистых материалов (лён, хлопок, конопля) она идёт на изготовление тканей. Из целлюлозы получают бумагу, картон, вату. Она служит сырьём для получения искусственного шёлка и корма скота, киноплёнки и клея.

В организме человека нет ферментов, способных превратить целлюлозу в глюкозу, поэтому она не усваивается организмом. Такие ферменты присутствуют в пищеварительной системе жвачных животных (коров, лошадей), муравьёв-древоточцев.

Таким образом, углеводы делят на моносахариды, дисахариды и полисахариды. К моносахаридам относят глюкозу и фруктозу. Глюкоза – это альдегидоспирт и она даёт качественные реакции на многоатомные спирты и на альдегиды. Фруктоза также является моносахаридом и имеет такую же молекулярную формулу, как и глюкоза – С6Н12О6. Представителем дисахаридов является сахароза, при гидролизе которой образуется глюкоза и фруктоза. Молекулярная формула сахарозы – С12Н22О11. К полисахаридам относятся крахмал и целлюлоза. Крахмал состоит из молекул глюкозы. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом. Целлюлоза – линейный полисахарид. При гидролизе целлюлозы образуется глюкоза. Углеводы применяют во многих областях народного хозяйства.

Химия. 10 класс

Конспект урока

Химия, 10 класс

Урок № 10. Углеводы. Глюкоза. Олигосахариды. Сахароза

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению углеводов, особенностям их строения. Рассмотрено влияние функциональных групп на свойства углеводов. Даётся характеристика химических свойств глюкозы и сахарозы. Объяснена биологическая роль углеводов и области их применения.

Алкилирование – реакция образования простых эфиров в результате замещения атома водорода углеводородным радикалом в гидроксогруппе.

Ацилирование – реакция образования сложных эфиров в результате взаимодействия спиртов, в том числе многоатомных, с кислотами или кислотными ангидридами.

Брожение маслянокислое – превращение глюкозы под действием маслянокислых бактерий в масляную кислоту. Сопровождается выделением углекислого газа и водорода.

Брожение молочнокислое – превращение глюкозы под действием молочнокислых бактерий в молочную кислоту.

Брожение спиртовое – разложение глюкозы под действием дрожжей с образованием этилового спирта и углекислого газа.

Глюкоза – моносахарид состава С6Н12О6, состоящий из 6 атомов углерода, 5 гидроксильных групп и альдегидной группы. Может существовать как в виде линейной, так и циклической молекул. Вступает в реакции окисления, восстановления, ацилирования, алкилирования, подвергается молочнокислому, спиртовому, маслянокислому брожению.

Крахмал – полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы.

Лактоза, или молочный сахар – дисахарид С12Н22О11, состоящий из остатков глюкозы и галактозы, подвергается гидролизу, может окисляться до сахариновых кислот.

Моносахариды – углеводы, не подвергающиеся гидролизу, состоят из 3–10 атомов углерода, могут образовывать циклические молекулы с одним циклом (глюкоза, фруктоза, рибоза).

Невосстанавливающие углеводы – углеводы, не содержащие альдегидной группы и не способные к реакциям восстановления (фруктоза, сахароза, крахмал).

Олигосахариды – углеводы, образующие при гидролизе от 2 до 10 молекул моносахаридов (сахароза, лактоза).

Полисахариды – углеводы, образующие при гидролизе от нескольких десятков до сотен тысяч молекул моносахаридов (целлюлоза, крахмал).

Рибоза– моносахарид, относится к пентозам. Линейная молекула содержит альдегидную группу. Образует пятичленный цикл. Входит в состав РНК.

Сахароза – дисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы и β-фруктозы. Относится к невосстанавливающим углеводам, так как не содержит альдегидную группу и не может восстанавливать гидроксид меди (II) до одновалентного оксида меди и серебро из аммиачного раствора гидроксида серебра. Является многоатомным спиртом. Подвергается гидролизу.

Углеводы – кислородсодержащие органические соединения, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп.

Фруктоза – моносахарид состава С6Н12О6, относится к кетозам. Может существовать как в виде линейной молекулы, так и образовывать пятичленный цикл.

Целлюлоза – полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Понятие об углеводах, их классификация

Углеводами называются кислородсодержащие органические соединения, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп и обычно отвечающие общей формуле Сп2О)т. К углеводам относятся глюкоза, фруктоза, рибоза, сахароза, лактоза, крахмал, целлюлоза и другие. Углеводы могут существовать как в виде линейных, так и циклических молекул. Углеводы, молекулы которых могут образовывать только один цикл, называют моносахаридами (глюкоза, фруктоза, рибоза). Если молекула углевода при гидролизе распадается на несколько (от двух до десяти моносахаридов), они называются олигосахаридами (сахароза, лактоза). Углеводы, образующие при гидролизе десятки, сотни и более моносахаридов, называются полисахаридами (крахмал, целлюлоза).

Моносахариды

В молекуле моносахарида может быть от двух до десяти атомов углерода. Все моносахариды имеют окончание -оза. В названии сначала указывается количество атомов углерода, а затем прибавляется окончание: триоза, тетроза, пентоза, гексоза.

Для живых организмов наиболее важны пентоза и гексоза. Моносахариды с альдегидной группой называют альдозами (например, глюкоза), а содержащие кетогруппу – кетозами (например, фруктоза). Нумерация атомов углерода в альдозах начинается с атома альдегидной группы, а в кетозах – с крайнего атома, наиболее близкого к карбонильной группе.

Самым распространённым моносахаридом в природе является глюкоза. Она содержится в сладких ягодах и фруктах. Мёд также содержит много глюкозы.

Глюкоза относится к группе гексоз, так как содержит шесть атомов углерода. Молекулы глюкозы могут быть как линейными (D-глюкоза, альдоза), так и циклическими (α и β-глюкоза). Линейная молекула глюкозы содержит на конце альдегидную группу. Общей формулой С6Н12О6 можно обозначить как глюкозу, так и фруктозу.

Фруктоза относится к кетозам и образуется пятичленный цикл. Она является изомером глюкозы. Фруктоза, также, как и глюкоза, может существовать в виде линейных и циклических молекул, в зависимости от положения заместителей у второго атома углерода различают α- и β-фруктозу.

Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество. Она хорошо растворяется в воде, имеет сладкий вкус. Факт наличия в молекуле глюкозы альдегидной группы доказывает реакция «серебряного зеркала». С фруктозой эта реакция не идёт. Один моль глюкозы реагирует с пятью молями уксусной кислоты с образованием сложного эфира, что доказывает наличие в молекуле глюкозы пяти гидроксильных групп. Такая реакция называется ацилированием. Если к раствору глюкозы на холоде добавить растворы сульфата меди и щелочи, то вместо осадка образуется ярко-синее окрашивание. Эта реакция доказывает, что глюкоза – многоатомный спирт. Благодаря наличию в молекуле глюкозы альдегидной группы, она может не только вступать в реакцию «серебряного зеркала», но и восстанавливать гидроксид меди (II) до одновалентного оксида. Водород в присутствии никелевого катализатора восстанавливает глюкозу до сорбита – шестиатомного спирта. В реакциях с низшими спиртами в кислой среде или с йодистым метилом в щелочной среде гидроксильные группы участвуют в образовании простых эфиров – происходит реакция алкилирования.

Глюкоза, в зависимости от условий, вступает в реакции брожения с образованием различных продуктов. Под действием молочнокислых бактерий глюкоза превращается в молочную кислоту – этот процесс получил название «молочнокислое брожение». Он используется при изготовлении кисломолочных продуктов. В присутствии дрожжей глюкоза подвергается спиртовому брожению. Этот вид брожения используется при изготовлении алкогольных напитков, а также дрожжевого теста. В этом процессе, кроме спирта, образуется углекислый газ, который делает тесто пышным. Брожение глюкозы, в результате которого образуется масляная кислота, происходит под действием особых маслянокислых бактерий. Этот вид брожения применяют в производстве масляной кислоты, эфиры которой широко используют в парфюмерии. Но если маслянокислые бактерии попадут в пищевые продукты, они могут вызвать их гниение.

Одним из продуктов фотосинтеза, который идет с участием зеленых растений, является глюкоза. Для человека и животных глюкоза является основным источником энергии для осуществления обменных процессов. В организмах животных глюкоза накапливается в виде гликогена (полисахарида, образованного остатками глюкозы). В растениях глюкоза превращается в крахмал (полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы). Клеточные оболочки высших растений построены из целлюлозы (полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы).

В крови человека находится около 0,1% глюкозы. Этой концентрации достаточно для снабжения организма энергией. Но при заболевании, называемом «сахарный диабет», глюкоза не расщепляется, её концентрация в крови может достигать 12%, что приводит к серьёзным нарушениям в работе всего организма.

В лабораторных условиях глюкозу можно получить из формальдегида в присутствии гидроксида кальция. Впервые этот синтез осуществил Александр Михайлович Бутлеров в 1861 году. В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала под действием серной кислоты.

Самым распространенным дисахаридом является сахароза. В природе она в большом количестве находится в свёкле и в сахарном тростнике. Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы.

Сахароза – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, в два раза слаще глюкозы. Температура плавления равна 160 о С. В результате реакции сахарозы с гидроксидом меди появляется ярко-синее окрашивание, что характерно для многоатомных спиртов, но при нагревании раствора красный осадок не образуется, что указывает на отсутствие альдегидной группы. В присутствии минеральных кислот при нагревании сахароза подвергается гидролизу, распадаясь на α-глюкозу и β-фруктозу. Если к суспензии известкового молока прилить раствор сахарозы, то осадок растворяется. Образуется растворимый в воде сахарат кальция. Эта реакция лежит в основе получения сахарозы из сахарной свеклы и сахарного тростника. Если через раствор сахарата кальция пропустить углекислый газ, то образуется осадок карбоната кальция и раствор сахарозы.

Сахарозу применяют в пищевой промышленности для изготовления кондитерских изделий, консервирования (джемы, варенья, компоты).

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет количества реагента, необходимого для реакции с глюкозой

Условие задачи: Для получения ацетоуксусного эфира глюкозы на 1 моль глюкозы необходимо 5 моль уксусной кислоты. Сколько граммов 35%-ного раствора уксусной кислоты требуется, чтобы полностью прореагировать с 10 г глюкозы, если выход продукта реакции равен 75%?

Ответ запишите в виде целого числа.

Шаг первый: найдём молярные массы глюкозы и уксусной кислоты.

М(СН3СООН) = 2·12 + 1·16 + 4·1 = 60 (г/моль).

Шаг второй: Найдём массу уксусной кислоты, которая вступает в реакцию с 10 г глюкозы. Для этого составим пропорцию:

180 г глюкозы реагирует с 5·60 г уксусной кислоты;

10 г глюкозы реагирует с х1 г уксусной кислоты.

(г).

Шаг третий: Найдём массу уксусной кислоты с учетом выхода продукта реакции. Для этого составим пропорцию:

16,7 г уксусной кислоты прореагирует с 75% глюкозы;

х2 г уксусной кислоты прореагирует со 100% глюкозы.

(г).

Шаг четвёртый: Найдём массу 35%-ного раствора уксусной кислоты, в котором содержится 22,2 г кислоты. Для этого составим пропорцию:

В 100 г раствора содержится 35 г кислоты;

в х3 г раствора содержится 22,2 г кислоты.

(г)

2. Расчёт количества энергии, полученной организмом при расщеплении глюкозы.

Условие задачи: В процессе расщепления 1 моль глюкозы в организме человека выделяется 200 кДж энергии. В сутки старшекласснику необходимо 12500 кДж энергии. Какой процент от суточной потребности в энергии восполнит ученик, съевший 200 г винограда, если содержание глюкозы в винограде составляет 30%? Ответ запишите с точностью до десятых долей.

Шаг первый: Найдём молярную массу глюкозы:

Шаг второй: Найдём массу глюкозы, которая содержится в 200 г винограда.

Для этого массу винограда умножим на 30% и разделим на 100%:

г.

Шаг третий: Найдём количество моль глюкозы, которое содержится в 60 г этого углевода.

Для этого массу глюкозы разделим на её молярную массу:

(моль).

Шаг четвёртый: Найдём количество энергии, которая выделится при расщеплении 0,33 моль глюкозы.

Для этого составим пропорцию:

При расщеплении 1 моль глюкозы выделяется 200 кДж энергии;

при расщеплении 0,33 моль глюкозы выделяется х1 кДж энергии.

(кДж).

Шаг пятый: Найдём, какой процент от суточной потребности составляет это количество энергии.

Для этого составим пропорцию:

12500 кДж составляет 100% суточной потребности;

66 кДж составляет х2% суточной потребности.

(%).

УРОК “уГЛЕВОДЫ”

«К знанию ведут три пути: первый-размышление – самый благородный, второй – подражание – самый легкий, третий – опыт – самый горький». Хотелось бы, чтобы каждый из вас научился пользоваться каждым из этих методов. Ведь на уроке вы будите размышлять об углеводах, опытным путем подтвердите их физические и химические свойства, рассмотрите области применения большой группы углеводов и узнаете, почему Григорий Распутин остался живым после принятия большого количества цианистого калия.

Просмотр содержимого документа
«УРОК “уГЛЕВОДЫ” »

Урок по теме «Углеводы» 10 класс

Цели урока:

Образовательные:

· углубить знания о строении и свойствах углеводов;

· показать взаимосвязь физических и химических процессов.

Развивающие:

· умение применять знания теории на практике;

· умение сравнивать, анализировать, делать выводы;

Воспитательные:

Прививать чувства личной ответственности и сознательного отношения к правильным и безопасным методам лабораторной работы

Планируемые результаты

Знать:

· состав, строение, основные свойства и применение углеводов

Уметь:

· выявлять связь между строением и свойствами углеводов;

Комплексно-методическое обеспечение:

На столе преподавателя: · мультимедийный проектор, компьютер, экран

На столах учеников: химические реактивы: йод, сахароза, крахмал, сульфат меди, гидроксид натрия, вода; химическая посуда: спиртовки, спички, пробирки, штативы для пробирок, колбы, пробиркодержатель; инструкция по выполнению лабораторной работы.

Методы обучения:

· словесные, наглядные, практические, проблемные.

Межпредметные связи: · органическая химия: физколлоидная химия; биология; физика, история.

Я приветствую вас на нашем уроке. Ученые доказали, что нужно каждое утро, съедая 20 г черного шоколада, у вас не будет никогда депрессии. Предлагаю вам шоколад, чтоб вы позитивно настроились на урок, и у вас не было депрессии.

Слайд №1 Учитель: Ребята, в начале урока я хочу обратить ваше внимание на слова немецкого поэта Гёте «Природа – единственная книга, каждая страница которой полна глубокого содержания».

Как вы думаете, почему я взяла эти слова для того, чтобы начать наш урок? Смысл этого высказывания состоит в том, что все на нашей планете большое количество веществ, которые нас окружают. Их надо научиться понимать и их правильно использовать. Каждое вещество – это кусочек химии. Я желаю вам успеха в ваших сегодняшних открытиях!

Слайд № 2 Эпиграф к уроку: «К знанию ведут три пути: первый-размышление – самый благородный, второй – подражание – самый легкий, третий – опыт – самый горький». Хотелось бы, чтобы каждый из вас научился пользоваться каждым из этих методов.

Учитель: Перед вами различные объекты, в состав которых входят органические вещества. Как вы думаете, почему они здесь стоят – хлеб, цветок, сок яблочный, яблоко, картофель, картофельный крахмал, бумага, вата, глюкоза в ампуле.

Учащиеся высказываю свою точку зрения. Значит, эти вещества можно объединить по их свойствам – каким? Все вещества делятся на группы.

Учитель: Составьте кластер и объясните почему вы так разделили все предложенные здесь предметы.

Для того, чтобы узнать об этих веществах подробно мы разделимся на группы, которые будут самостоятельно изучать эти вещества. Количество групп будет соответствовать – моносахаридам, дисахаридам и полисахаридам.

Работа по инструктивным картам. Заполняют таблицу.

Нахождение в природе

Слайд №4 Моносахариды учащиеся работают по учебнику параграф 14, стр100

Слайд № 5 химические свойства глюкозы

Проблемный вопрос к группе моносахариды слайд № 6

Ночью 29 декабря 1916 года группа заговорщиков (князь Феликс Юсупов, член Думы Владимир Пуришкевич, великий князь Дмитрий Павлович, поручик Александр Сухотин и доктор Станислав Лазоверт) тайно заманили старца во дворец Юсупова на Мойке, где задумали отравить его. Юсупов принимал Распутина в подвальном помещении, специально оборудованном для этой цели. «В 11 часов, – пишет князь, — все было готово. На столе уже пыхтел самовар, кругом были расставлены вазы с пирожными и любимыми распутинскими лакомствами, в которые был добавлен цианистый калий. Но Распутин невозмутимо мелкими глоточками пил вино, смакуя его, как настоящий знаток, и при этом ничуть не менялся в лице. Яд, очевидно, не действовал. Распутин преспокойно расхаживал по комнате. Тогда я взял второй бокал с ядом, наполнил его вином и протянул Распутину. Тот выпил и его с тем же результатом. На подносе оставался третий, и последний, бокал.

– Яд не подействовал.

– Но ведь доза была огромная? И он все выпил?

Очень может быть, огромная доза цианистого калия, которой, по словам Лазоверта, можно было мгновенно убить несколько человек, но не сработало по совсем другой причине. Какая была причина?

Слайд № 7 Еще в конце XIX века было подмечено, что сахар способен обезвреживать цианиды. Глюкоза, соединяясь с синильной кислотой и ее солями, образует неопасное вещество – циангидрин.

Слайд № 8 Дисахариды учащиеся работают с параграфом 15 до стр 112

Слайд № 9 Полисахариды учащиеся работают с учебником стр.112

Приложение №2

Слайд № 10 Лабораторный практикум.

Помните, что проведение эксперимента требует точности, аккуратности, внимательности (вспомнить правила техники безопасности: работа с едкими веществами, нагревание спиртовки, правила закрепления пробирки).

1. Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора глюкозы и столько же разбавленного раствора гидроксида натрия. Затем добавьте несколько капель раствора сульфата меди (II). Пробирку с полученным раствором нагрейте.

С помощью, каких качественных реакций можно распознать альдегид и многоатомный спирт? Ответ: Качественный реактив на многоатомный спирт – взаимодействие со свежеприготовленным гидроксидом меди (II). Признак реакции – изменение цвета с голубого на ярко синий. Качественная реакция на альдегид-взаимодействие с гидроксидом меди (II) при нагревании. Признак реакции – образование осадка оранжевого цвета.

2. Выдан белый хлеб и картофель. Докажите, что в этих продуктах содержится крахмал. Найдите сами необходимые для опыта реактивы. Составить схему опыта.

3. Выданы два реактива: глюкоза и крахмал. Распознать вещества при помощи при помощи химических реактивов. Составить уравнения протекающих реакций.

4. Перед вами разные виды вареной колбасы. Говорят, что в колбасу добавляют крахмал. Определите есть ли в Серышевской колбасе разных видов крахмал. Учащиеся во время лабораторного опытов определили, что в колбасе «Чайной» наименьшее количество крахмала, а в «Дворянской» ее больше.

5. Я купила сметану, которая была такая густая, что стоит ложка. Каким реактивом можно определить, что добавили в сметану для ее густоты.

Учитель: Какие свойства характерны для моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.

Закрепление.

Установите соответствие между названием вещества и его содержанием в природе:

Название вещества

Формула вещества

А) Этот углевод не встречается в природе в свободном виде, но является важной составной частью олиго- и полисахаридов, содержащихся, например, в древесине. Является углеводной основой РНК и ДНК. Является неотъемлемой частью рибофлавина (витамина В2) и нуклеотидов.

Б) Входит в состав сока сахарной свеклы (16-20%) и сахарного тростника (14-26%). В небольших количествах содержится в плодах и листьях зелёных растений.

В) Этот углевод называют молочным сахаром. Она содержится в молоке млекопитающих и человека. Может «бродить» и изменять тип своего брожения до спиртового.

Г) В природе данный углевод образуется в процессе фотосинтеза. Содержится во всех органах зелёных растений. Особенно высоко его содержание в виноградном соке, поэтому его называют виноградным сахаром. Содержится в мёде. В организме человека содержится в мышцах, в крови (0.1 – 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток и тканей организма. Повышение концентрации этого углевода в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — инсулина.

Д) Содержится в зернах пшеницы, риса, ячменя, овса, а так же в картофеле, кукурузе, фасоли. Является основным компонентом муки.

Е) В природе в свободном виде содержится во многих спелых фруктах, ягодах и мёде. В связанном виде содержатся в дисахариде – сахарозе. В связанном виде входит в состав инсулина. Это природный сахар. Обладает крахмалоподобными свойствами и содержится в клубнях георгина, цикория, а так же в некоторых водорослях. Она имеет приятный вкус и в качестве заменителя сахара снижает калорийность пищи. Метаболизм этого углевода происходит в печени, где он превращается в жирные кислоты.

Ж) Является основным структурным компонентом клеточной стенки растений. Является самым распространенным органическим соединением на Земле. Составляет около 33% от массы всех произведённых растениями органических веществ. Содержание этого углевода в хлопчатнике составляет 90%, а в древесине 40-50%. Является главной составной частью оболочек растительных клеток, образуется в растениях в результате фотосинтеза.

Слайд № 12 Выбор верного ответа

Слайд № 13 высказывание Бертло как вы это понимаете?

Учитель Так что же мы сегодня изучали на нашем уроке? Слайд № 14

Так какая же была тема урока? Какие цели нашего урока?

Слайд № 15 Значение углеводов для человека?

Слайд № 16 Буриме – это .

Сегодня на уроке:

Я Сегодня:

– Я удивился;

– Я задумался.

Д/З параграф 14, 15

Приложение №1

Моносахариды

Историческая справка.

Углеводы используются с глубокой древности – самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которым познакомился человек, был мед.

Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия.

Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327г. До н.э.

Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. Немецким химиком А. Марггафом.

Крахмал был известен еще древним грекам.

Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности.

Термин слова «сладкий» и окончание –оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж. Дюла в 1838г.

Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относится к углеводам.

В 1811г. Русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала, а впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я.Берцелиус в 1837 г. C6H12O6

Синтез углеводов из формальдегидов в присутствии Ca(OH)2 был произведён А.М.Бутлеровым в 1864 г.

Дополнительный материал.

В самом начале ХХ века было обнаружено, что у человека существует 4 различных группы крови: 0 (первая), A (вторая), B (третья) и AB (четвертая). Оказалось, что на поверхности эритроцитов находятся особые молекулы – антигены групп крови. В сыворотке крови имеются белки-антитела, которые могут связываться с антигенами групп крови и вызывать склеивание (агглютинацию) эритроцитов. Разумеется, в сыворотке живого человека не может быть антител к его собственным антигенам: иначе бы его эритроциты склеились, и он умер.

У людей с первой группой крови на эритроцитах нет ни антигена А, ни антигена В, (поэтому этот вариант и был обозначен 0), в плазме их крови содержатся антитела к обоим антигенам: А и В. У людей со второй группой на поверхности эритроцитов есть антиген А, а в сыворотке имеются антитела к антигену В. У людей с третьей группой на эритроцитах имеется антиген В, а в сыворотке есть антитела к антигену А. Наконец, у людей с четвертой группой на поверхности эритроцитов содержатся оба антигена – и А, и В, а в их сыворотке не содержится антител к ним.

Кровь первой группы можно переливать людям любой другой группы, их эритроциты не содержат антигенов А или В, антитела не свяжутся с ними, и склеивания (агглютинации) не произойдет. Кровь доноров второй группы можно переливать пациентам со второй и с четвертой группами крови – эритроциты второй группы содержат антиген А, а в сыворотке 2-й и 4-й групп нет антител к нему. А вот если перелить кровь второй группы людям с первой или третьей группами, то антитела к антигену А, содержащиеся в плазме этих людей, станут склеивать эритроциты донора друг с другом, образующийся сгусток закупоривает кровеносный сосуд, и пациент быстро умирает. Кровь от доноров третьей группы (В) можно переливать пациентам с третьей и с четвертой группами, поскольку на эритроцитах третьей группы есть антиген В, а у доноров третьей и четвертой групп нет антител к нему. А вот при попытке перелить эту кровь людям с первой или второй группами крови наступает склеивание эритроцитов и смерть – ведь в их сыворотке содержатся антитела к В. Наконец, кровь четвертой группы (АВ) можно переливать только людям с той же группой – их эритроциты несут оба антигена, и А, и В.

Вскоре биохимики установили, что антигены групп крови АВ0 являются гликолипидами, различающимися всего лишь одним моносахаридным остатком. У людей с первой группой крови этот антиген (форма 0) на один остаток короче, чем у двух других групп. У людей с группой крови А гликолипид содержит на конце дополнительный остаток N-ацетилглюкозамина, а у людей с группой крови В вместо него имеется дополнительная галактоза. Такого небольшого отличия достаточно, чтобы белки-антитела могли специфически связываться только с одной из трех форм.

Полисахариды

Дополнительный материал:

Крахмал – запасное питательное вещество у высших растений и зеленых водорослей (другие группы водорослей используют похожие, но несколько отличающиеся полисахариды). У животных эту функцию выполняет полисахарид гликоген. Он очень похож на крахмал по своему строению, но обладает еще большей разветвленностью – одна точка ветвления приходится на 8–12 глюкозных остатков.

Главные запасы гликогена в организме человека содержатся в печени и мышцах. Запасать углеводы в виде полисахаридов выгоднее, чем накачивать в клетку большое количество глюкозы. Если бы глюкоза запасалась в виде отдельных молекул, то осмотическое давление резко возросло бы, и животная клетка, лишенная жесткой оболочки, просто лопнула бы из-за сильного набухания. Есть и еще одно преимущество крахмала и гликогена: их молекулы не содержат свободных альдегидных групп, которые вредны для клетки.

Целлюлоза – самое распространенное в биосфере органическое соединение. Целлюлоза также является полисахаридом, состоящим из множества остатков глюкозы, однако в отличие от крахмала глюкоза находится в β-форме, а не в α.У млекопитающих (как и большинства других животных) нет ферментов, способных расщеплять целлюлозу. Однако многие травоядные животные (например, жвачные) имеют в пищеварительном тракте бактерий-симбионтов, которые расщепляют и помогают хозяевам усваивать этот полисахарид.

Полисахаридом является также хитин. Он содержится в наружном скелете различных членистоногих, а также в клеточных стенках грибов.

В организме человека хитин не синтезируется, но, тем не менее, у нас есть фермент, расщепляющий хитин – хитиназа. Возможно, он служит для защиты нашего организма от патогенных грибов с хитиновой клеточной стенкой, а также для разрушения панцирей случайно попавших в легкие насекомых.

У человека тоже есть полисахариды, выполняющие структурную функцию. Например, гиалуроновая кислота, образующая основу межклеточного вещества тканей. Особенно много ее в стекловидном теле глаза и сухожилиях. Гиалуроновая кислота состоит из моносахаридных остатков, находящихся в β-форме. Эти структурные полисахариды находятся в межклеточном веществе, а также в хрящах. Они очень гидрофильны и связывают много воды. Такой набухший полисахарид выдерживает большие механические нагрузки на сжатие. Белок соединительной ткани коллаген хорошо выдерживает нагрузки на растяжение, так что сочетание этих двух биополимеров обеспечивает высокую механическую прочность.

Углеводы часто соединяются с белками, образуя гликопротеины (т. е. белки, с которыми связаны небольшие олигосахаридные цепочки) и протеогликаны (так называют соединения, в которых углеводы составляют не меньше половины общего веса). Углеводы могут соединяться и с липидами, образуя гликолипиды. Разные классы этих веществ имеют различные углеводные остатки. На наружной мембране животных клеток углеводные части гликопротеинов и гликолипидов образуют гликокаликс – своего рода рыхлую углеводную оболочку, окружающую клетку. Гликокаликс может играть защитную роль для клеток пищеварительного тракта: пищеварительные ферменты не проникают через сеть, образованную полисахаридными цепочками, и не повреждают стенки желудка и кишечника

Методическая разработка конспекта урока по теме: «Углеводы. Глюкоза»

Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение Пензенской области

«Пензенский колледж архитектуры и строительства»

Методическая разработка конспекта урока

по теме: «Углеводы. Глюкоза».

Выполнила преподаватель: Пивкина Н.В.

г. Пенза. 2017 г.

Тип урока. Урок изучения нового материала.

Сформировать у учащихся знания об углеводах, их составе. Рассмотреть зависимость химических свойств углеводов от строения молекул. Качественные реакции на глюкозу.Получение глюкозы. Дать представление о биологической роли углеводов, их значении в жизни человека.

Продолжить развивать у учащихся мыслительные операции: умение связывать уже имеющиеся знания с вновь приобретенными, умение выделять главное в изученном материале, обобщать изученный материал и делать выводы.

Воспитание ответственного отношения к учебе, стремления к творческой, познавательной деятельности, развивать умения вести диалог, отстаивать свою точку зрения, работать в группе; воспитывать аккуратность, чувства товарищества, коллективизма, уважительного отношения друг к другу.

Методы. Словесные, наглядные, проблемно-поисковые, самостоятельная работа.

Оборудование и реактивы:

На столах обучающихся: спиртовка, пробирки, держатель для пробирки, спички, растворы глюкозы, CuSO4, NaОН, аммиачный раствор оксида серебра.

На столе преподавателя: растворы глюкозы, формалина, фуксинсернистой кислоты, шаростержневая модель молекулы глюкозы.

1. Организационный момент.

2. Мотивация занятия.

Ребята, попробуйте угадать сами тему сегодняшнего урока. Вещество, о котором мы будем говорить, находится у меня на столе, его очень много в организме человека, в зеленых растениях.

Обучающиеся (предполагают): Белки. Жиры. Углеводы.

Это интереснейшее и нужное вещество – глюкоза. Тема урока: «Углеводы.Глюкоза».

3. Изучение нового материала.

Углеводы служат важным источником питания: мы потребляем зерно, или скармливаем его животным, в организме которых крахмал превращается в белки и жиры. Самая гигиеничная одежда сделана из целлюлозы или продуктов на её основе: хлопка и льна, вискозного волокна или ацетатного шелка. Деревянные дома и мебель построены из той же целлюлозы, образующей древесину. В основе производства фото- и кинопленки все та же целлюлоза. Книги, газеты, денежные банкноты – всё это продукция целлюлозно-бумажной промышленности. Значит, углеводы обеспечивают нас всем необходимым.

Кроме того, углеводы участвуют в построении сложных белков, ферментов, гормонов. Углеводами являются и такие жизненно необходимые вещества, как гепарин (он играет важнейшую роль – предотвращает свертывание крови), агар-агар (его получают из морских водорослей и применяют в микробиологической и кондитерской промышленности).

Единственным источником энергии на Земле (помимо ядерной) является энергия Солнца, а единственным способом его аккумулирования для обеспечения жизнедеятельности всех живых организмом является процесс фотосинтеза, протекающий в клетках растений и приводящий к синтезу углеводов из воды и углекислого газа. Кстати, именно при этом превращении образуется кислород, без которого жизнь на нашей планете была бы невозможна.

Итак, углеводы – это обширный класс природных соединений, которые играют важную роль в жизни человека, животных и растений.

Название «углеводы» эти соединения получили потому, что состав многих из них выражается общей формулой Сn(H2O)m, т.е. формально являются соединениями углерода и воды. С развитием химии углеводов обнаружены соединения, состав которых не отвечает приведенной формуле, но обладающие свойствами веществ своего класса (например, дезоксирибоза С5Н10О4). В то же время есть вещества, соответствующие общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, спирт инозит С6Н12О6).

А теперь наш кабине превращается в научную лабораторию, где будут работать четыре отдела над одной темой, и каждый отдел должен найти ответы на вопросы:

1) К какому классу относится глюкоза?

2) Каковы ее физические и химические свойства?

3) Как можно получить глюкозу?

4) Какое значение глюкоза имеет для человека?

Вопрос: К какому классу относится глюкоза?

Обучающиеся высказывают несколько точек зрения.

• Это вещество не имеет функциональной группы кислот, т.к. сладкое на вкус.

• Если сладкое, может быть, сходно с глицерином и имеет гидроксильные группы ОН.

• Это вещество содержит группы: NO2, NH2, альдегидную.

Благодарю вас за ответы. Чтобы проверить на практике, какая гипотеза будет правильной, предлагаю провести небольшой эксперимент.

Обучающиеся проводят опыты с имеющимися на столе реактивами.

К раствору глюкозы приливают свежеосажденный гидроксид меди и сообщают, что глюкоза – многоатомный спирт.

К раствору глюкозы приливают аммиачный раствор серебра и нагревают. Проделав опыт, утверждают, что это альдегид.

Возникает дискуссия, мнения ребят разделились.

Так к какому классу относится глюкоза?

• Глюкоза – это многоатомный спирт.

• Глюкоза – это альдегид.

Обучающиеся делают открытие, что глюкоза имеет свойства и многоатомных спиртов, и альдегидов.

А теперь сами попытайтесь составить структурную формулу, если молекулярная формула: С6 Н12 О6 .

Во время фронтальной беседы выясняем, что в составе молекулы глюкозы входит одна альдегидная группа и пять гидроксильных групп.

Если глюкоза – альдегидоспирт, то она должна давать, очевидно, и другие реакции альдегидов.

Преподаватель проводит демонстрационный опыт. В раствор глюкозы приливает бесцветный раствор фуксинсернистой кислоты. Красное окрашивание не проявляется.

Для проверки к раствору формалина (альдегид) приливает раствор фуксинсернистой кислоты – появляется красное окрашивание.

Итак, свойства зависят от строения. Как показали исследования, в растворе глюкозы имеются молекулы не только с открытой цепью атомов, но и другая конфигурация, когда исчезает альдегидная группа, а именно – циклическое. Что же представляют собой циклические молекулы глюкозы? Вы выяснили строение молекулы линейной, а может ли она образовать кольцо?

Ученики высказывают несколько мнений.

• Да, т.к. происходит вращение атома углерода.

• Если разорвется двойная связь, концы могут соединиться в цикл.

• Нет, т.к. двойная связь находится с одной стороны молекулы.

Возникает проблемная ситуация.

На столе имеется линейная шаростержневая модель глюкозы. Попробуйте построить циклическую форму глюкозы.

• Изменилось положение группы ОН у последнего С-атома.

• Нет, у первого атома, где перестраивались атомы.

А почему это происходит?

Почти одновременно и все сразу выдвигают одну гипотезу: происходит вращение атома углерода.

Попробуйте это сделать на шаростержневой моделе.

Ребята убеждаются, что сделать это невозможно.

Опять возникает противоречие, которые обучающиеся объяснить не могут. Но выдвигают гипотезу: пока молекула имеет линейное строение, вращение атомов углерода возможно, а в циклической форме это сделать нельзя.

Да, вращение С-атома возможно только в открытой форме, совместно с альдегидной группой. В результате взаимодействия первого и пятого атомов углерода появляется новая ОН-группа у первого атома, которая может занять два положения: над и под плоскостью цикла. Поэтому возможны две циклические формы глюкозы – -форма (ОН-группы при 1-м и 2-м атомах углерода расположены по одну сторону кольца молекулы) и -форма (группы ОН находятся по разные стороны):

Между -формой и -формой глюкозы существует равновесие, они могут превращаться одна в другую через альдегидную – переходную – форму. Занесите эти данные в свой конспект.

Изучение свойств глюкозы.

Выясняя строение молекулы, ребята определили следующие химические свойства глюкозы:

1) взаимодействует с Сu(ОН)2, при нагревании образует красный осадок;

Продуктом окисления является глюконовая кислота (соль этой кислоты – глюконат кальция – известное лекарственное средство).

(CHOH)4 + 2Cu(OH)2 → (CHOH)4 + Cu2O↓ + 2H2O

Эти реакции являются качественными на глюкозу как альдегид.

2) взаимодействует с Ag2O в аммиачном растворе с образованием свободного серебра реакция «серебряного зеркала» (качественная реакция).

(CHOH)4 + Ag2O → (CHOH)4

3) образование шестиатомного спирта под действием восстановителя. Реакции с участием альдегидной группы глюкозы

восстановление (гидрирование) с образованием многоатомного спирта сорбита

(СНОН)4 + Н2 → (СНОН)4

4) Пользуясь материалами учебника, дополните химические свойства глюкозы как многоатомного спирта.

взаимодействие с Cu(OH)2 на холоду с образованием глюконата меди (II) – качественная реакция на глюкозу как многоатомный спирт.

Каждая группа записывает уравнения химических реакций в тетрадь.

Есть у глюкозы другие свойства? Вспомните из жизненных ситуаций или воспользуйтесь учебником.

• Спирт образуется при брожении винограда.

• Молоко, если долго стоит, тоже приобретает резкий запах кислого и спиртного.

Используя материал учебника, внесите в тетрадь специфические свойства глюкозы: спиртовое брожение, молочно-кислое и масляно-кислое брожение.

Брожение (ферментация) моносахаридов.

а) спиртовое брожение

С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2

б) маслянокислое брожение

С6Н12О6 → СН3 ─СН2 ─СН2 ─СООН + 2Н2↑ + 2СО2↑

в) молочнокислое брожение

С6Н12О6 → 2СН3 ─ СН ─ СООН

Получение глюкозы.

Можно ли получить глюкозу из известного вам вещества формалина?

Возникает активная дискуссия, высказывается несколько противоположных мнений.

• Нет, т.к. формалин убивает все живое, а глюкоза поддерживает жизнь.

• Можно, но эту глюкозу нельзя будет в пищу употреблять.

• В химии все возможно.

• Можно, т.к. при химической реакции образуется новое вещество с новыми свойствами.

• Нет, у этих веществ свойства совсем разные.

Спасибо за гипотезы. Какая из них правильная, вы убедитесь сами.

Когда собираются сохранить (законсервировать) ткань, убив в ней все живое – гнилостные микроорганизмы, грибки, бактерии, – дают такой совет: «Поместите препарат в формалин».

Но великий русский химик А.М.Бутлеров увидел в этом веществе один из источников жизни: в растворах слабых оснований молекулы формалина, соединяясь друг с другом, образуют цепочку углеводов: 6HCOOH = C6H12O6 + 3O2.

1)исскуственным путем можно получить при нагревании формальдегида с известковым молоком.

2) в природе глюкоза получается путем фотосинтеза.

3) в промышленности путем гидролиза крахмала.

Значение в жизни человека (применение глюкозы).

Многие применения глюкозы основаны на ее свойствах. Работая с учебником, обучающиеся дополняют свой конспект.

Биологическая роль глюкозы

D-глюкоза (виноградный сахар) широко распространена в природе: содержится в винограде и других плодах, в меде. Она является обязательным компонентом крови и тканей животных и непосредственным источником энергии для клеточных реакций. Уровень глюкозы в крови человека постоянен и находится в пределах 0,08-0,11%. Во всем объеме крови взрослого человека содержится 5-6 г. глюкозы. Такого количества достаточно для покрытия энергетических затрат организма в течение 15 мин. его жизнедеятельности. При некоторых патологиях, например, при заболевании сахарным диабетом, содержание глюкозы в крови повышается, и избыток её выводится с мочой. При этом количество глюкозы в моче может возрасти до 12% против обычного – 0,1%.

4. Закрепление изученного материала.

1. Почему глюкозу называют виноградным сахаром?

2. Как можно определить, спелое яблоко или нет, не пробуя его на вкус?

• Зеленое – значит, неспелое, красное – спелое.

• Рыхлое – спелое, твердое – нет.

• Провести химические реакции.

Учитель. Какие реакции нужно провести? Какое на вкус спелое яблоко?

• Сладкое, т.к. содержит углеводы – глюкозу.

• Значит, реакцию надо провести на наличие глюкозы.

• Качественную реакцию на глюкозу.

• Нагреть со свежеосажденным гидроксидом меди мякоть яблока, и если будет красный осадок – спелое.

Проверим экспериментально, чья гипотеза верна. Возьмите пробирку с протертым яблоком и убедитесь в его спелости.

Ребята, проделав качественную реакцию на глюкозу, убеждаются, что яблоко спелое.

5. Домашнее задание. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Крахмал –  этанол  уксусный альдегид –  уксусная кислота –  ацетат магния.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: