Конспект урока по теме Полисахариды

Открытый урок в 11 классе

по теме: «Полисахариды. Крахмал и целлюлоза».

Цель урока: Изучить важнейшие полисахариды: крахмал и целлюлозу в сравнении их строения, свойств, применения и значения в природе.

Задачи:

1) обучающие - сравнить строение и свойства крахмала и целлюлозы; на основе межпредметных связей органической химии и биологии показать значение полисахаридов в строении и функционировании живой природы; формирование навыков и умений информационно - поисковой деятельности

2) развивающие - развитие познавательного интереса к химии и биологии, выработка умений сравнивать, классифицировать, выделять существенные признаки, обобщать изучаемые свойства и делать аргументированные выводы; формирование умения устанавливать причинно- следственные связи, самостоятельности обучающихся по добыванию и применению знаний; развитие практических умений и навыков в процессе выполнения лабораторных опытов.

3)воспитательные - способствовать воспитанию коммуникабельности, умению общаться на деловом уровне, адаптации работы в группе, паре; расширение кругозора обучающихся о применении полисахаридов и их роли в природе.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Методы обучения:

- Использование ИКТ

-Метод иллюстрации -таблица «Полисахариды»

-Эвристическая беседа

-Проблемное изложение материала

- Частично - поисковый

-Групповая и индивидуальная форма обучения

-Метод нахождения причинно- следственных связей

- Исследовательский .Лабораторные работы.

Оборудование и реактивы:

• ноутбук,

• проектор,

• экран,

• презентация «Полисахариды »,

• образцы крахмала и целлюлозы,

• образцы тканей из ацетатного шелка,

• образцы продуктов, содержащих крахмал (картофель, рис, макароны, геркулес и белый хлеб),

• йодная настойка, вода горячая, лёд.

химические стаканы, пипетки, фарфоровые чашечки.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний. Постановка цели.

Слайд 1

Белки, жиры и углеводы,

Пройдут века, эпохи, годы,

К вам мы прикованы на век,

Без вас немыслим человек

Учитель: Какие вещества являются главными поставщиками энергии организму человека? ( Углеводы). Мы с вами продолжаем изучение углеводов.

I. Учитель: Ребята, давайте вспомним классификацию углеводов.

На доске прикреплены вразброс основные классы углеводов и их представители

1. Задание: Распределить углеводы по классам. Чтобы правильно выполнить задание вспомним: что означает «моно»? «ди»? «поли»?

2. Почему 1 поставили Моносахариды? Моносахариды - что означает один сахар.

3. Дисахариды - что означает два сахара

По очереди, выходят к доске и составляют схему(верхнюю часть)

Затем нижнюю часть схемы. (Под каждым классом представителей)

1. Проверим Слайд2

1.Какие классы мы с вами изучили?

2. Какой класс мы должны изучить сегодня с вами?

Учитель: Итак, сегодня наша задача изучить полисахариды.

Слайд №3

Записывают тему урока: « Полисахариды, их строение, свойства и применение»

(Заставка на экране - крахмал и целлюлоза). Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим важнейшие полисахариды: крахмал и целлюлозу. Сравним их по строению, физическим и химическим свойствам, вспомним из курса биологии о нахождении полисахаридов в природе, расширим ваши знания о применении крахмала и целлюлозы.

III. Изучение нового материала

Cегодня наша задача сравнить крахмал и целлюлозу

Слайд 4.

На столах у вас - Технологическая карта урока - наш путеводитель на уроке.

Нахождение в природе крахмала ?

Слайд 5.

- Назовите продукты, содержащие крахмал (Ответы учащихся: картофель, хлеб, рис, мука и т.д.).

- Назовите процесс, в результате которого в листьях растений образуется глюкоза. (Фотосинтез).

-Кто может написать уравнение реакции фотосинтеза? (к доске)

Учитель: крахмал образуется в зелёных растениях при поглощении ими энергии солнечного света. В клетках, содержащих хлорофилл, из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза, которая затем превращается в крахмал. Крахмал содержится в цитоплазме растительных клеток в виде зерен запасного питательного вещества.

Как выдумаете где больше содержится крахмала?

Слайд 6

Картофельные клубни содержат крахмала около 20%, пшеничные и кукурузные зёрна - около 70%, а рисовые - до 80%.

Давайте заполним первую строку таблицы - Нахождение в природе.

Слайд 7. Нахождение в природе целлюлозы

Учитель: - Давайте вспомним из курса биологии, какие материалы содержат целлюлозу?

1.Учитель: целлюлоза, или клетчатка, входит в состав растений, образуя в них оболочки. Отсюда происходит и её название - от лат. Cellula, что значит - клетка. Целлюлоза придаёт растениям прочность и эластичность и является своеобразным скелетом растительных клеток.

Как вы думаете где больше содержится целлюлозы?

Слайд 8.

Волокна хлопка содержат до 98% целлюлозы, волокна льна - до 80%, а в древесине - около 50%.

(Заполнение первой строки таблицы «нахождение целлюлозы в природе»)

II. Рассмотрим состав и строение крахмала и целлюлозы

-К какому классу относятся крахмал и целлюлоза?

-Какой моносахарид является основателем полисахаридов?

-В результате, какой реакции образуется крахмал и целлюлоза?

( реакция поликонденсации).

-Кто запишет эту реакцию на доске?

- Назовите общую формулу крахмала и целлюлозы.

Cлайд9.

Запишите её в таблицу.

1.Как вы думаете почему крахмал и целлюлоза имеют одинаковую формулу, но это разные вещества и они имеют разные свойства? В чем причина?

Причина в разном строении.

III Структурные звенья .

Учитель: Крахмал - природный полимер. Структурными звеньями макромолекул крахмала являются остатки молекул циклической

α-глюкозы. Макромолекулы крахмала неодинаковы по размерам: в них входит разное число структурных звеньев - от нескольких сотен до нескольких тысяч, поэтому неодинакова их молекулярная масса.

Учащиеся заполняют третью строку таблицы «структурное звено»

α-глюкоза

2.Давайте отметим структурное звено целлюлозы (3 строка таблицы «структурное звено целлюлозы»).

Слайд 10.

3.Целлюлоза состоит из остатков β-глюкозы.

4.А в чём отличие α- глюкозы от β- глюкозы?

Слайд 11

Учитель: Еще одно отличие - макромолекулы крахмала являются смесью двух веществ: амилозы и амилопектина.

Слайд 12

Амилоза имеет линейную структуру, она растворяется в воде. На её долю приходится 10-20%. У амилопектина структура разветвленная, в воде он не растворяется, а только набухает. На его долю приходится 80-90%.

Учитель: Целлюлоза, как и крахмал, является природным полимером.

Но целлюлоза имеет только только линейную структуру.

Слайд 13

Это объясняет то, что целлюлоза образует такие волокнистые материалы, как хлопок, лён и т.д. (Демонстрация образцов тканей из льна и хлопка). В природных волоконцах макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении, т.е. ориентированы вдоль оси волокна

IV Рассмотрим физические свойства крахмала и целлюлозы

Слайд 14 Физические свойства Что это?

Проведем опыты , характеризующие физические свойства крахмала .

Лабораторный опыт:

1. Растворить крахмал в холодной воде.

Что увидели?( крахмал нерастворим в холодной воде)

2.попробуйте растворить в горячей воде. Что увидели? ( в горячей воде образует клейстер)

Заполняют 4 строку таблицы «физические свойства»

белый порошок, без запаха, нерастворимый в холодной воде, в горячей воде образует клейстер.

Рассмотрим физические свойства целлюлозы. Попробуем их описать.

Агрегатное состояние? белое твёрдое вещество (демонстрация ваты),

Лабороторный опыт:1. Растворить целлюлозу в холодной воде.

Что увидели?( целлюлоза нерастворима в холодной воде)

Заполняют 4 строку таблицы «физические свойства»

Целлюлоза: белое твёрдое вещество, без запаха, нерастворимое в воде и обычных растворителях.

Слайд 15 Проверим правильность заполнения графы физические свойства.

V.Переходим к изучению химических свойств крахмала.

Слайд 16.

В древности недобросовестные торговцы подмешивали в сметану муку, чтобы она становилась гуще. Обнаружить такой обман можно было очень легко. Для этого достаточно было капнуть маленькую капельку йода на сметану. И если продукт содержал крахмал, то йод приобретал синюю окраску.

1.Как называется такая реакция, которая позволяет распознавать вещества? (Качественная).

Качественной реакцией на крахмал является его взаимодействие с йодом. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах.

Сейчас мы с вами постараемся обнаружить крахмал в различных продуктах питания, с которыми сталкиваемся каждый день. Перед вами картофель, рис, макароны, геркулес и белый хлеб. Добавьте к каждому образцу йодную настойку. Цель: проверить наличие крахмала в продуктах питания.
Материалы и реактивы: крахмал, картофель, отварной рис, мука, яблоко, лимон, растительное масло, спиртовой раствор иода, дистиллированная вода.
Оборудование: пробирки. Группа по 2 человека исследует 2 продукта .
Ход работы

1. В пробирки поместить по 0, 5 -1 г растертых продуктов.

2. Во все пробирки добавить 2-3 см³ дистиллированной воды и тщательно перемешать.

3. Добавить в пробирки по 1- 2 каплям раствора иода.
   Результаты работы: каждая группа отчитывается

№пробирки

Исследуемый продукт

Наблюдаемая окраска

Содержание
крахмала

1

Картофель

синяя

имеется

2

Отварной рис

синяя

имеется

3

Растительное масло

Светло-желтая

нет

1

Лимон

Светло-желтая

нет

2

Мука

синяя

имеется

3

Картофель

синяя

имеется

2.Что вы наблюдали?

3.Какие продукты содержат больше крахмала, какие меньше?

4.Почему вы так думаете?

Практическая задача
Итак, мы с вами узнали в каких продуктах, содержится крахмал, научились его распознавать. А теперь, решите практическую задачу: на белую ткань случайно попала капелька иода, как ее убрать?
(Положить кусочек ткани с пятном иода между двумя дольками картофеля , тщательно протереть ткань)

В конце урока проверим.

Учитель: крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу.

Что такое гидролиз?

Запишите реакцию гидролиза крахмала на доске

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O - (C₆H₁₂O₆)n

Слайд 17.

1.гидролиз целлюлозы

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O - (C₆H₁₂O₆)n

Слайд 18.

2.Целлюлоза легко горит с образованием углекислого газа и воды. Поэтому природные объекты с её высоким содержанием, например, древесина, используются как топливо.

(C₆H₁₀O₅)_n + O₂ →CO₂ + H₂O + Q

Учащиеся заполняют пятую строку таблицы «химические свойства»

Мы с вами рассмотрели Нахождение в природе крахмала и целлюлозы Их строение и свойства. Что нам осталось с вами рассмотреть?

Почему применение рассматривают в последнюю очередь?

Слайд19

Рассмотрим рис 73 стр 115. Применение крахмала. В каких областях крахмал нашёл широкое применение? (Ответы: пищевая, кондитерская, и др.)

Стр.114 рис 72 Применение целлюлозы.

Целлюлоза не усваивается организмов .В нашем организме нет ферментов ее расщеплять. Рассказать о пользе клетчатки.

VI. Закрепление изученного материала

Итак, сегодня мы познакомились с очень важным и широко распространенным классом соединений - полисахаридами. Сейчас мы знаем о них гораздо больше, чем раньше. Давайте проверим, а что же мы запомнили.

Тест-контроль.

1.Молекулярная формула крахмала

а) С₆Н₁₂О₆ с) С₁₂Н₂₂О₁₁ с) (С₆Н₁₀О₅)n г) С₂Н₅ОН

2. При гидролизе крахмала образуется:

г) фруктоза б) рибоза в) галактоза п) глюкоза

3. Какой углевод не усваивается человеческим организмом

а) целлюлоза г) глюкоза д) сахароза

4. 3. При гидролизе целлюлозы образуется

а) сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁ б) крахмал (С₆Н₁₀О₅)n с) глюкоза С₆Н₁₂О₆

5. Вещество с наивысшим содержанием крахмала

и) рис в) мед г) древесина

6. Для определения крахмала используется

б) йодная настойка в) этановая кислота г)глицерин

7. 6. Исключите лишнее понятие

о) этанол б) крахмал г) целлюлоза

VI. Подведение итогов урока. Слайд 20.

Рефлексия.
1. - Я хочу вам напомнить известную притчу.

Везут три человека камни.

Что вы делаете?- спрашивают у них.

Везу эти проклятые камни, - злобно выскзался первый.

На хлеб себе зарабатываю, - утомленно промолвил другой.

А я хочу построить храм, - так ответил третий, и лицо его посветлело.

Чем был для вас этот урок?

Тяжелым трудом, который вызвал у вас усталость? ( красный смайлик)

Вы работали ради отметки? (синий смайлик)

Может вы строили храм Новых Знаний? (желтый смайлик)

2.Анонимная анкета «Чем для меня был урок?»

Технологическая карта урока.

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

Признаки сравнения

Полисахариды

Крахмал

Целлюлоза

Нахождение в природе

Состав (общая формула)

Структурное звено

Структура молекулы

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Лабораторный опыт1.Физические свойства крахмала.

.Агрегатное состояние- твёрдое вещество. Б.цвет-? В.запах-?

Ход работы 1. Растворить крахмал в холодной воде.

Что увидели? (крахмал ………… в холодной воде)

2.Попробуйте растворить в горячей воде. Что увидели? (клейстер)

Лабораторный опыт2. Физические свойства целлюлозы.

A.агрегатное состояние-? твёрдое вещество Б.цвет-? В.запах-?

Ход работы: Растворить целлюлозу в холодной воде.

Что увидели? (целлюлоза ………… в холодной воде)

Лабораторный опыт №3 Ход работы

1.Исследуемые вещества в пробирках: рис, лимон.

2.В пробирки добавить 2-3 см³ дистиллированной воды и тщательно перемешать.

3.Добавить в пробирки по 1- 2 каплям раствора йода. Что увидели? Результаты работы:

№

Исследуемый продукт

Наблюдаемая окраска

Содержание крахмала

1.

рис

2.

лимон

Технологическая карта урока.

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

Признаки сравнения

Полисахариды

Крахмал

Целлюлоза

Нахождение в природе

Состав (общая формула)

Структурное звено

Структура молекулы

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Лабораторный опыт1.Физические свойства крахмала.

A. агрегатное состояние-? Б.цвет-? В.запах-?

Ход работы 1. Растворить крахмал в холодной воде. Что увидели?

2.Попробуйте растворить в горячей воде. Что увидели? (клейстер)

Лабораторный опыт2. Физические свойства целлюлозы.

A.агрегатное состояние-? Б.цвет-? В.запах-?

Ход работы: Растворить целлюлозу в холодной воде.

Что увидели? (целлюлоза ……… в холодной воде)

Лабораторный опыт №3 Ход работы

1.Исследуемые вещества в пробирках: отварной рис, подсолнечное масло.

2.В пробирки добавить 2-3 см³ дистиллированной воды и тщательно перемешать.

3.Добавить в пробирки по 1- 2 каплям раствора йода. Что увидели? Результаты работы:

№

Исследуемый продукт

Наблюдаемая окраска

Содержание крахмала

1.

мука

2.

подсолнечное масло

Технологическая карта урока.

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

Признаки сравнения

Полисахариды

Крахмал

Целлюлоза

Нахождение в природе

Состав (общая формула)

Структурное звено

Структура молекулы

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Лабораторный опыт1.Физические свойства крахмала

A. агрегатное состояние-? Б.цвет-? В.запах-?

Ход работы 1. Растворить крахмал в холодной воде. Что увидели?

2.Попробуйте растворить в горячей воде. Что увидели? (клейстер)

Лабораторный опыт2. Физические свойства целлюлозы.

A.агрегатное состояние-? Б.цвет-? В.запах-?

Ход работы: Растворить целлюлозу в холодной воде.

Что увидели? (целлюлоза ………. в холодной воде)

Лабораторный опыт №3 Ход работы 1.Исследуемые вещества в пробирках:

мука, апельсин..

2.В пробирки добавить 2-3 см³ дистиллированной воды и тщательно перемешать.

3.Добавить в пробирки по 1- 2 каплям раствора йода.
Результаты работы:

№

Исследуемый продукт

Наблюдаемая окраска

Содержание крахмала

1.

хлеб

2.

сметана

Дополнительный материал

Домашнее исследование. Ферментативный гидролиз крахмала. В слюне человека находится пищеварительный фермент амилаза. Под действием амилазы (птиалина) происходит гидролиз крахмала. Разжуйте хорошо (не менее 10 минут) маленький кусочек черного хлеба. Меняются ли вкусовые ощущения? Чем это можно объяснить? Поместите его в фарфоровую чашку. Внесите в нее каплю раствора йода. Что наблюдаете? Какой можно сделать вывод? Расскажите о результатах своих опытов.

Дополнительный материал

105 год пекинский придворный чиновник Цай Лунь впервые изготовил бумагу из волокон конопли, льна, тряпок. В то время самые мудрейшие советники китайского императора не могли предсказать, какую роль для человечества сыграет бумага.

…на Парижской выставке в 1899г. посетители могли ознакомиться с первыми образцами искусственного шелка.

При накрахмаливании белья под воздействием температуры утюга происходит частичный гидролиз крахмала, образуются декстрины, у которых степень полимеризации меньше:

m (С₆Н₁₀О₅)n + nm Н2О n (С₆Н₁₀О₅) m, где m < n
На поверхности ткани они образуют пленку, придающую блеск, свежесть, а за счет склеивания волокон еще и предупреждают скорое загрязнение.

Целлюлоза

Целлюлоза - тоже растительный полисахарид, образованный глюкозой. Её еще называют клетчаткой. Она содержится в овощах, фруктах, злаках. Это волокнистое вещество нерастворимое в воде.

У целлюлозы есть один недостаток - она непитательна. Конечно, мы её едим, потому что она содержится в растениях. Но она не переваривается желудочно-кишечным трактом. Так как нет ферментов, которые расщепляют её. А зачем тогда она нам нужна?

Ученик: Оказывается она необходима! Одно из самых замечательных свойств пищевых волокон - их способность удерживать воду, например, сырые морковь, яблоко, капуста в желудке и кишечнике разбухают вдвое и создают иллюзию сытости. Еще один плюс пищевых волокон - они поглощают холестерин и желчные кислоты, что тормозит камнеобразование. Поэтому ешьте побольше капусты, моркови, свёклы постарайтесь есть яблоки, смородину, малину. Из крупяных - пшено, перловка, овес и из бобовых - горох, фасоль, а так же дары леса - грибы, орехи. (демонстрация продуктов)

Слайд 11. Год 1846. Профессор Базельского университета в Швейцарии, химик Герман Христиан Фридрих Шёнбайн (1799-1868) , эк­спериментируя у себя на кухне, случайно разбил сосуд со сме­сью азотной и серной кислот. Зная агрессивность такой смеси и жалея пол, профессор вытер лужу ситцевым фартуком своей жены, затем прополоскал его водой и повесил сушиться у огня. Фартук воспламенился и сгорел дотла

На химическом языке неумышленный эксперимент Шёнбайна записывается уравнением реакции взамодействия целлюлозы с азотной кислотой в присутствии серной кислоты, поскольку ситцевая ткань состоит из целлюлозы, и в результате реакции этерификации Шёнбайн получил тринитрат целлюлозы - пироксилин: взрывчатое вещество.

Разумеется, профессор не мог записать уравнение реакции , поскольку в 1846 г. даже не подозревали о цепном строении по­лимеров. Только спустя не одно десятилетие Штаудингер предложил, как оказалось, истин­ную трактовку синтеза тринитрата целлюлозы.

Учитель: Целлюлоза способна образовывать эфиры. Каждое структурное звено целлюлозы содержит по 3 гидроксильные группы. За счёт них целлюлоза может давать простые и сложные эфиры. Большое значение имеют азотнокислые эфиры целлюлозы. Они получаются при действии на целлюлозу азотной кислоты в присутствии серной кислоты. В зависимости от условий, получают динитроцеллюлозу или тринитроцеллюлозу. (Заполнение 5 строки таблицы «химические свойства целлюлозы»)

Учитель: Реакция образования сложных эфиров имеет очень большое промышленное значение. Сейчас мы убедимся в этом на примере получения триацетилцеллюлозы. Её получают в реакции с уксусным ангидридом. Полученную ди - и триацетилцеллюлозу используют для приготовления искусственного ацетатного волокна. (Демонстрация образцов ткани из искусственного и синтетического материала). А в чём отличие искусственных волокон от синтетических? (Ответ: искусственные волокна получают из природных материалов, а синтетические - из полученных химическим путём веществ).

Целлюлоза

Целлюлоза - тоже растительный полисахарид, образованный глюкозой. Её еще называют клетчаткой. Она содержится в овощах, фруктах, злаках. Это волокнистое вещество нерастворимое в воде.

У целлюлозы есть один недостаток - она непитательна. Конечно, мы её едим, потому что она содержится в растениях. Но она не переваривается желудочно-кишечным трактом. Так как нет ферментов, которые расщепляют её. А зачем тогда она нам нужна?

Ученик: Оказывается она необходима! Одно из самых замечательных свойств пищевых волокон - их способность удерживать воду, например, сырые морковь, яблоко, капуста в желудке и кишечнике разбухают вдвое и создают иллюзию сытости. Еще один плюс пищевых волокон - они поглощают холестерин и желчные кислоты, что тормозит камнеобразование. Поэтому ешьте побольше капусты, моркови, свёклы постарайтесь есть яблоки, смородину, малину. Из крупяных - пшено, перловка, овес и из бобовых - горох, фасоль, а так же дары леса - грибы, орехи. (демонстрация продуктов)