Тема урока: “Глюкоза – представитель
моносахаридов”.
Тип урока: изучение нового материала.
Основной метод: частично-поисковый.
Форма урока: экспериментальная работа.
Средства обучения, оборудование: штатив с
пробирками, спиртовка, пробиркодержатель,
спички, стеклянные палочки.
Реактивы: глюкоза (кристаллическая),
раствор глюкозы, сульфата меди, гидроксида
натрия, аммиачного раствора оксида серебра,
синего лакмуса.
Учебно-наглядные пособия: таблицы
“Циклические формы глюкозы”, “Применение
глюкозы”, схема “Классификация углеводов”.
1. Организационный момент.
Проверка присутствующих. Ознакомление
учащихся с темой и дидактической целью урока.
2. Повторение знаний об углеводах,
приобретенные на уроках биологии.
– Что вы знаете о нахождении углеводов в природе
и их биологическом значении?
– Почему класс этих веществ получил такое
название?
– Какие представители углеводов вам известны?
– На какие группы можно поделить углеводы по
составу и свойствам?
3. Классификация углеводов.
Демонстрация схемы “Классификация
углеводов”. Учащиеся записывают схему в тетрадь,
делают короткие сообщения сведений из истории
открытия углеводов. Впервые термин “углеводы”
предложил русский химик из Дерпта (ныне Тарту) К.
Шмидт в 1844 году. В 1811 году русский химик
Константин Готлиб Сигизмунд (1764-1833) впервые
получил глюкозу гидролизом крахмала.
4. Физические свойства глюкозы.
Что вам известно о глюкозе?
Каковы физические свойства глюкозы? (На столах
у учащихся глюкоза кристаллическая, вода,
стеклянные палочки).
5. Установление строения молекулы глюкозы .
Если глюкоза – кислородсодержащее вещество, то
какие функциональные группы могут содержаться в
ее молекуле?
Учащиеся выдвигают гипотезу:
А) молекула глюкозы может содержать
функциональные группы атомов –ОН, одну или
несколько.
Преподаватель предлагает учащимся проверить
экспериментально:
а) отсутствие или присутствие карбоксильной
групп
Учащиеся проводят испытания раствора глюкозы
индикатором (отсутствие изменения окраски
индикатора говорит об отсутствии карбоксогруппы
в молекуле глюкозы)
б) отсутствие или присутствие гидроксогруппы
–ОН
Учащиеся проделывают реакцию с гидроксидом
меди (образуется ярко-синий раствор). Учащиеся
устанавливают сходство глюкозы и глицерина,
делают вывод: Глюкоза – многоатомный спирт.
Образование пятиуксусного эфира говорит о
наличии 5 гидроксогрупп. Глюкоза с уксусной
кислотой дает пятиуксусный сложный эфир.
Уксусная кислота одноосновная, следовательно,
такой эфир образуется в том случае, если молекула
глюкозы содержит 5 гидроксогрупп.
в) наличие альдегидной группы
Учащиеся нагревают раствор глюкозы с
гидроксидом меди (появление красного осадка
оксида меди
, говорит о прошедшем
восстановлении гидроксида меди
, и,
следовательно, присутствии в молекуле глюкозы
альдегидной группы.
Большое число атомов водорода свидетельствует
о том, что остальные связи в молекуле заняты
атомами водорода.
Вопрос к учащимся:
– Как должны быть расположены гидроксогруппы:
попарно у одного и того же углеродного атома или
у разных?
– У разных, иначе молекула будет неустойчивой.
Учащиеся делают вывод: Глюкоза –
альдегидоспирт.
6. Знакомство с циклическими формами глюкозы.
Ученые установили, что у глюкозы существуют
молекулы циклического строения. Преподаватель
показывает учащимся таблицу “Циклические формы
глюкозы: альфа-форма глюкозы и бетта-форма
глюкозы”.
В водных растворах глюкоза находится в
основном в циклических формах и менее 1% – в
альдегидной (открытой) форме.
Альфа- и бетта – формы глюкозы изомерны друг
другу.
Вопрос к учащимся: “Что называется
изомерией?”.
7. Закрепление пройденного материала.
Подведение итогов урока.
8. Домашнее задание.
Написать короткие сообщения о применении
глюкозы. Составить схему и кроссворд.
Конспект комбинированного урока с элементами групповой технологии
По теме «Глюкоза»
Выполнил учитель химии АНОО Ковчег
формирование представлений о группе веществ, обладающих двойственными свойствами на примере глюкозы.
Образовательные: совершенствование знаний о связи между строением и свойствами органических соединений на примере глюкозы.
Воспитательные: совершенствовать интеллектуальные умения (анализ, прогнозирование)
Развивающие: продолжить формирование способностей к исследовательской деятельности как основному способу получения знаний в химии.
изучение нового материала, групповая работа.
штатив с пробирками под номерами, пробирки, спиртовка, держатель для пробирок.
растворы глицерина, метаналя, глюкозы, сульфата меди, гидроксида натрия.
Сегодня на уроке мы продолжим изучать кислородсодержащие вещества класса Углеводы, и наша задача состоит в следующем: сделать вывод о природе неизвестного вещества на основании проведенного эксперимента.
Чтобы грамотно провести эксперимент, необходимо вспомнить ряд теоретических вопросов:
– распределите вещества по классам.
– выделить функциональные группы данных веществ.
– назвать данные вещества.
– с помощью каких реактивов можно определить многоатомные спирты и альдегиды? Каковы внешние признаки реакций?
3. Проведение эксперимента.
Теоретические вопросы вспомнили, перейдем к практике.
Следует разделиться на группы по три человека для выполнения данных опытов.
Помните, что проведение опытов требует точности, аккуратности, внимательности. Работать надо над столом, следить, чтобы вещество не попало на кожу и одежду. Нагревать пробирке следует закрепив её в держателе, наклонив отверстием в сторону от людей, сначала прогреваем всю пробирку, затем ту её часть, где находятся вещества.
Итак, перед вами три пробирка с растворами веществ, все они кислородсодержащие. С двумя из них вы знакомы. Это альдегид – метаналь и многоатомный спирт – глицерин, а третье – неизвестное вещество. Задача данного этапа – определить, в какой пробирке находится неизвестное вещество c гидроксида меди. Результата опыта заносим в таблицу, которую видите на доске.
1-й учащийся: NaOH + CuSO + проба №1, нагреть;
2-й учащийся: NaOH + CuSO + проба №2, нагреть;
3-й учащийся: NaOH + CuSO + проба №3, нагреть/
– Какое вещество находится в 1-й пробирке? Во 2-й?
– Какие свойства проявляет неизвестное вещество, находящееся в третьей пробирке? Знаем ли мы формулу этого вещества?
4. Решение задачи на вывод формулы вещества.
Чтобы узнать формулу вещества, решим задачу, зная его качественный состав:
W(C) = 40%
W(H) = 6,7%
W(O) = 53,3%
Mr(вещества) = 180г/моль
Найти: молекулярную формулу вещества.
5. Составление структурной формулы вещества. Строение молекулы глюкозы.
Итак, у нас в третьей пробирке вещества имеет молекулярную формулу С, имеет альдегидную группу несколько гидроксильных групп. Это вещество называется «глюкоза» и относится к классу веществ «углеводы», группа «моносахариды». (слайд 5. Запись темы урока.)
Составим структурную формулу данного вещества, помня, что: 1 – атомы углерода четырехвалентны и образуют цепь, 2 – вещество содержит одну альдегидную группу, 3 – несколько гидроксильных групп.
Кристаллическая решетка имеет линейное строение, а в растворе образуются две циклические её формы: альфа- и бета-формы. В растворе существуют все три формы глюкозы.
6. Физические свойства глюкозы
8. Химические свойства глюкозы
– как многоатомного спирта
– как альдегида
– брожение (спиртовое, молочнокислое, маслянокислое)
9. Области применения глюкозы
Некоторые интересные факты
Некоторые лягушки нашли применение глюкозы в своем организме. В зимнее время иногда можно найти лягушек, вмерзших в ледяные глыбы, но после оттаивания земноводные оживают. Как же они ухитряются не замерзнуть насмерть? Оказывается, с наступлением холодов в крови лягушек увеличивается содержание глюкозы в 60 раз. Это мешает образованию внутри организма кристалликов льда.
Герои романа Жюля Верна «Дети капитана Гранта» только собирались поужинать мясом подстреленной ими дикой ламы (гуанако), как вдруг выяснилось, что оно совсем не съедобно. « Быть может, оно слишком долго лежало?» – озадаченно спросил один из них. « Нет, оно, к сожалению, слишком долго бежало! – ответил ученый – географ Пагеналь – Мясо гуанако вкусно только тогда, когда животное убито во время отдыха, но если за ним долго охотиться и животное долго бежало, тогда его мясо несъедобно».
Пользуясь данными современной науки, объяснить это явление нетрудно. Когда клетка дышит кислородом, глюкоза «сгорает» в ней, превращаясь в воду и углекислый газ, и выделяет энергию. Но предположим, животное долго бежит, или человек выполняет какую-то тяжелую физическую работу. Кислород не успевает попасть в клетки мышц. Тем не менее клетки задыхаются не сразу. Начинается гликолиз. При распаде глюкозы образуется не вода и углекислый газ, а более сложное вещества – молочная кислота. Чем больше молочной кислоты накопилось в мышцах, тем сильнее человек или животное чувствует усталость. Наконец, все запасы глюкозы в мышцах истощаются. Необходим отдых. Именно молочная кислота сделала невкусным мясо животного, подстреленного героями Жюля Верна.
Глюкоза также используется в качестве средства для детоксации. Например, известен исторический факт, что Распутина не удалось отравить цианистым калием, так как пирожные, в которые был добавлен цианид калия, были обильно посыпаны глюкозой, которая в свою очередь, является антидотом цианида калия.
Разработка урока химии в 10 классе по теме «Глюкоза, ее строение и свойства»
учителя Гильбиринской СОШ Иволгинского района республики Бурятия
Очировой Надежды Михайловны
закрепить знания о кислородсодержащих органических соединениях и их взаимосвязи. Сформировать умение предсказывать строение молекулы вещества исходя из его химических свойств.
фронтальная беседа, практическая работа, обобщение.
глюкоза (крист.), раствор 40%, лакмус, раствор нашатырного спирта, нитрата серебра, сульфата меди (II), NaOH, вода.
Мы продолжаем изучение класса кислородсодержащих органических соединений, который называется – углеводы. Расширяя знания об углеводах, начнем знакомство с моносахаридами, в молекулах которых может содержаться от четырех до десяти атомов углерода. Сегодня мы на 45 минут станем исследователями. У нас работает три экспертные исследовательские группы. Цель – в ходе экспериментальной работы исследовать строение и свойства одного из важнейших углеводов.
II. Определение темы, постановка задач урока
Учитель: Химия – наука, изучающая вещества. На каждом уроке мы наблюдаем, описываем различные вещества, изучаем их свойства. Поэтому и сегодня главным участником нашего занятия будет химическое вещество.
Определите формулу органического соединения, состоящего из углерода (массовая доля 40%), кислорода (массовая доля 53,33%) и водорода (массовая доля 6,67%), если относительная плотность паров этого вещества по воздуху составляет 6,207.
: вспомните, чем же глюкоза вам знакома?
Работа проходит в форме мозгового штурма (кто больше вспомнит!).
Обсуждение результатов работы учащихся.
Вопрос: А чем же она нам не знакома? (обсуждение ответов учащихся)
Какова тема нашего урока?
Что мы с вами должны сегодня сделать на уроке? Каковы задачи урока?
IV. Постановка проблемы
Итак, глюкоза – «знакомая незнакомка», ее эмпирическая формула С
По классификации какое это соединение? А по строению?
– Если глюкоза – кислородосодержащее соединение, то какие функциональные группы могут содержаться в ее молекуле?
– Сегодня в ходе нашей исследовательской работы мы и попробуем разгадать все ее тайны.
V. Учащиеся выдвигают гипотезу:
А) молекула глюкозы может содержать функциональные группы атомов – ОН, одну или несколько.
Б) альдегидную группу – С = О
В) карбоксильную группу – СООН
Учащиеся с помощью учителя согласовывают тему урока, выбирают способ строят план достижения цели и определяют средства её достижения.
VI. Решение проблемы
глюкозы. Внимательно рассмотрите выданный вам образец глюкозы. Определите цвет, запах, вкус глюкозы. Исследуем растворимость ее в воде. Проверьте среду раствора. Для этого опустите индикаторную бумагу в раствор глюкозы.
В пробирку прилейте 0,5 мл раствора глюкозы и 2 мл раствора гидроксида натрия. К полученной смеси добавьте 1 мл раствора сульфата меди (II). Что наблюдаете? Почему образовавшийся вначале осадок гидроксида меди (II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора? Наличием каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?
Данные исследований занесите в опорный конспект и кратко доложите
Проведём исследование на наличие в глюкозе альдегидной группы с помощью Cu(OH). В пробирку нальём 0,5 мл раствора глюкозы и 2 мл раствора гидроксида натрия. К полученной смеси добавим 1 мл раствора сульфата меди (II). Что наблюдаете? К полученному раствору аккуратно добавим 1 мл воды и нагреем на пламени спиртовки пробирку, укрепив ее наклонно так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора. Прекратим нагревание, как только начнется изменение цвета. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый? Что представляет собой желто-красный осадок? Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции? Напишите уравнение реакции:
Делаем общий вывод:
Глюкоза – это альдегид и одновременно многоатомный спирт, т.е. альдегидоспирт.
Запишите структурную формулу глюкозы:
А) соедините все шесть атомов углерода последовательно друг с другом;
Б) альдегидная группа находится на конце молекулы;
В) к остальным пяти атомам углерода присоедините по одной гидроксогруппе;
Г) добавьте к каждому атому углерода недостающие атомы водорода.
ученые установили, что наряду с молекулами развернутого строения образуются молекулы циклического строения. Почему?
Молекулы стремятся занять минимальный объем. Углеродная цепь изгибается, т.к. возможно свободное вращение углеродной цепи. При этом карбонильная группа подходит близко к 5 атому углерода. При сближении альдегидной и гидроксильной групп между ними происходит химическое взаимодействие, молекулы приобретают устойчивый 6-членный цикл. Вследствие вращения альдегидной группы по связи Свозникает положение при котором –ОН при С находится под кольцом или над кольцом. Одна циклическая форма переходит в другую, в растворе устанавливается подвижное равновесие.
В твердом состоянии – α-форма, в растворе – все три формы (альдегидная, α-форма, β-форма.
Учитель на доске разворачивает таблицу-сверток, объясняя последовательность образования циклической формы.
Теперь, зная строение глюкозы, ее структурную формулу, мы можем спрогнозировать глюкозы исходя из ее строения
Напишите уравнения реакций, проверяем правильность уравнений реакций – 3 ученика пишут уравнения на доске.
Специфические свойства глюкозы
а) спиртовое брожение
б) маслянокислое брожение
в) молочнокислое брожение
— основное кисломолочное изделие монгольского направления в кулинарии, его обычно делают не из одного какого-либо вида молока, а из смеси овечьего, козьего и коровьего молока. Такая молочная смесь дает тарак лучшего качества, чем молоко одного какого-либо вида.
Молоко для тарака никогда не кипятят, а лишь согревают, не доводя до кипения. Затем его остужают до плюс 23 °C и вносят закваску. После закваски тарак закрывают как можно плотнее (герметично). Обычно в условиях национального быта (в полевых условиях) приготовливают просто: в емкость со старым тараком или его остатками вливают теплое, согретое молоко, которое через 3-4 ч полностью заквашивается, после перемешивания оно превращается в тарак, одинаковый по вкусу с закваской. Соотношение закваски и молока: 100 г на 1 л.
Техника приготовления заквасок проста: хлеб растирают в небольшом количестве теплого молока, затем эту смесь вливают в заквашиваемое молоко и размешивают. После приготовления тарака на новой закваске надо дважды повторить заквашивание, чтобы тарак выровнялся. Первые две партии будут слегка горчить.
Тарак не дает такого же плотного сгустка абсолютно без сыворотки, поэтому сыворотку либо частично сцеживают, чтобы получить большую плотность, либо размешивают готовый тарак, так что он становился по консистенции чуть жиже кефира. Отличия в названиях тарака разной консистенции есть и у других народов.
VII. Закрепление, контроль знаний
Тест «Проверь себя»
А) Образуется ярко-синий раствор
Б) Выделяется газ
В) Выпадает красно-бурый осадок
Г) На стенках пробирки образуется серебряный налет.
2. Продукт каталитического гидрирования глюкозы:
3. Какой тип брожения углеводов существует?
Г) Все предыдущие ответы верны.
4. При спиртовом брожении образуется
Б) Спирт, углекислый газ
В) Спирт, водород
Г) Спирт, углекислый газ, водород
5. При нагревании раствора глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра:
6. Чем различаются α-форма и β-форма глюкозы?
А) Наличием цикла
Б) Размером цикла
В) Расположением гидроксогруппы при первом атоме углерода
Г) Числом атомов кислорода в цикле.
7. Качественной реакцией на глюкозу является реакция с:
VIII. Домашнее задание
§ 23; вопросы 1,2,3,5,6,8 Дополнительно: задачи 9 и 10
IX. Подведение итогов
Оцените свой вклад в работу группы, класса, свои достижения.
— Какая задача стояла перед вами на уроке?
— Что было сегодня необычного на уроке?
— Есть ли те, кто сделал сегодня маленькое открытие?
— Что вы взяли для себя с данного урока?
— Каков результат нашего урока?
Учитель комментирует работу групп на уроке, выставляет оценки и заносит их в журнал
Тип урока: изучение нового материала
(комбинированный урок).
Методы и приемы: беседа, рассказ,
самостоятельная работа с учебником, создание
проблемныхситуаций, презентации учащихся.
Приветствие, проверка готовности учащихся и
кабинета к уроку, заполнение классного журнала,
обоснование темы и цели урока.
II. Основная часть
1. Вступительное слово учителя (Презентация, слайд 1).
2. Историческая справка об углеводах (Презентация, слайды 2-4,
ученик 1).
3. Классификация углеводов (Презентация,
слайды 5-6).
Обратим внимание на таблицы № 1, 2. Обратите
внимание, какие вещества содержат и богаты
углеводами?
Ответ и вывод ученика: Углеводы –
обширный класс природных соединений.
Обратимся к схеме 1. “ Классификация
углеводов”. ( Презентацияя,
слайды 7–8) В зависимости от числа
остатков моносахаридов в молекуле делятся на
моносахариды, дисахариды и полисахариды.
Моносахариды (простые углеводы) –
углеводы, которые не гидролизуются. В
зависимости от числа атомов углерода
подразделяются на триозы, тетрозы, пентозы,
гексозы. Для человека наиболее важны глюкоза,
фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза.
Дисахариды – углеводы, которые
гидролизуются с образованием двух молекул
моносахаридов. Наиболее важны для человека
сахароза, мальтоза и лактоза.
Полисахариды – высокомолекулярные
соединения – углеводы, которые гидролизуются с
образованием множества молекул моносахаридов.
Они делятся на перевариваемые и
неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте. К
перевариваемым относят крахмал и гликоген, из
вторых для человека важны клетчатка,
гемицеллюлоза и пектиновые вещества.
Углеводы часто называют сахаристыми веществами
или сахарами. Они могут быть безвкусными,
сладкими и горькими. Если сладость раствора
сахарозы принимать за 100 %, то сладость фруктозы –
173 %, глюкозы – 81 %, мальтозы и галактозы – 32 %,
лактозы – 16 %.
4. Качественный состав углеводов (Презентация, слайды 9-10).
Вопрос: Глядя на формулу углеводов
ответьте – одинаково ли соотношение Н2 и О2
в углеводах и воде? Сn(Н2О)m и H2O
Ответ: 2 : 1. Углеводы – органические
соединения, состоящие из углерода, водорода и
кислорода, причем водород и кислород входят в
соотношении (2 : 1) как в воде, отсюда и название.
На основе этой аналогии русский химик К. Шмидт в
1844 г. предложил термин углевода (углерод и вода), а
общая формула углеводов Сn(Н2О)m
Вопрос: Итак, важнейшим
представителем моносахаридов является глюкоза.
При изучении, каких тем мы встречались с вами с
этим веществом в курсе химии? Биологии?
Ответ: химия – альдегиды, спирты;
биология – фотосинтез, строение клетки.
5. Глюкоза в природе и организме человека (Презентация, слайды 11-14,
ученик 2).
6. Получение глюкозы (Презентация,
слайды 15-16).
Вспомните, какими способами можно получить
глюкозу. Что называется фотосинтезом?
а) Реакция фотосинтеза
б) Реакция полимеризации
в) Гидролиз крахмала (уравнение записывает
учитель)
7. Физические свойства глюкозы (Презентация, слайд 17).
Вопрос: Охарактеризуйте физические
свойства глюкозы.
Физические свойства: бесцветное
кристаллическое вещество, хорошо растворимо в
воде, сладкое на вкус, температура плавления 146оС.
8. Лабораторные опыты (качественные
реакции на глюкозу и глицерин)
Лабораторные опыты (Опыт № 1)
Задание 1. Вопрос. Как опытным путём
доказать, что выданное вам вещество – глицерин?
(Качественная реакция на глицерин)
Ответ. Взаимодействие глицерина с
Сu(ОН)2. Происходит растворение осадка.
Проделайте опыт: возьмите 2-е пробирки, прилейте
раствор гидроксида натрия и добавьте раствор
сульфата меди (II). Образуется осадок – Сu(ОН)2.
В одну пробирку налейте глицерин, а в другую –
раствор глюкозы. Сделайте на основании
наблюдений вывод.
Ответ. Вывод: раствор глюкозы
приобретает ярко-синее окрашивание подобно тому,
как это происходит с глицерином, происходит
растворение осадка синего цвета (качественная
реакция на многоатомные спирты).
Следовательно, в молекуле глюкозы много
гидроксильных групп.
Задание 2. Подогрейте полученный
ярко-синий раствор. Что наблюдаете?
Ответ. Вывод: при нагревании
ярко-синего раствора, мы получили красный осадок
в пробирке с глюкозой, это доказывает наличие
альдегидной группы.
9. Строение молекулы глюкозы. Изомерия. ( Презентация, слайды 18-20).
Учитель: Сделаем предположение, что в
молекуле 1 альдегидная группа, то гидроксильных
групп соответственно будет 5. О наличии 5-и
гидроксильных групп подтверждает сложный эфир
глюкозы, содержащий, 5 остатков уксусной кислоты
и экспериментально доказывает, что все атомы
углерода связаны между собой в прямую цепь.
Запишем формулу, выражающую глюкозы:
Вывод: таким образом, глюкоза –
альдегидоспирт, точнее – многоатомный
альдегидоспирт.
Установлено, что в растворе глюкозы находится не
только её альдегидная форма; но и молекулы
циклического строения.
Установлено, что у третьего атома углерода
группа – ОН расположена иначе, чем у других
атомов углерода распространённое строение
глюкозы выглядит так:
Превращение молекулы линейного
строения в молекулу циклического строения
объяснимо, если вспомнить что атомы углерода
могут вращаться вокруг
Осуществляется своеобразный химический
процесс: происходит разрыв
-связи карбонильной труппы, к
атому кислорода присоединяется атом водорода, а
атом кислорода гидроксильной группы с атомом
углерода замыкают цепь. Циклические формы
находятся в равновесии, превращаясь
форму. Таким образом, в водном
растворе глюкозы находятся три изомерные формы.
Молекула кристаллической глюкозы
-форма, при
растворении в воде – открытая форма, а затем
снова циклическая
-форма.
Такая изомерия называется динамической
(таутомерия).
10. Химические свойства глюкозы (Презентация, слайды 21-25).
Выяснив строение глюкозы, вернёмся к
проделанным лабораторным опытам и определим
некоторые химические свойства.
Моносахариды вступают в химические реакции,
свойственные карбонильной и гидроксильной
группам.
1) Реакция “серебряного зеркала” (Презентация,
слайд 21).
Вопрос. Докажите наличие альдегидной
группы ещё одним опытом (реакция “Серебряного
зеркала” – Качественная реакция глюкозы с
аммиачным раствором оксида серебра (I)).
Доказать наличие альдегидной группы в глюкозе
можно с помощью аммиачного раствора оксида
серебра. К аммиачному раствору оксида серебра
добавим раствор глюкозы и подогреем смесь на
водяной бане. Вскоре на стенках колбы начинает
осаждаться металлическое серебро. Эта реакция
называется реакцией серебряного зеркала. Ее
используют как качественную для открытия
альдегидов. Альдегидная группа глюкозы
окисляется до карбоксильной группы. Глюкоза
превращается в глюконовую кислоту.
Запишите уравнение реакции:
СН2ОН – (СНОН)4 – СОН + Ag2O = СН2ОН
– (СНОН)4 – СООН + 2Ag
(Реакцию серебряного зеркала используют в
промышленности для серебрения зеркал,
изготовления колб для термосов, елочных
украшений).
2) Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)
3) Гидрирование глюкозы
Альдегидная группа может быть восстановлена в
гидроксильную группу действием водорода в
присутствии катализатора.
Вопрос: Какой спирт образовался?
Большое значение имеют процессы брожения
глюкозы, происходящие под действием
органических катализаторов-ферментов (они
вырабатываются микроорганизмами).
а) спиртовое брожение (под действием дрожжей)
б) молочнокислое брожение (под действием
молочнокислых бактерий)
в) маслянокислое брожение
11. Биологическое значение глюкозы (Презентация, слайды 26-30,
ученик 3).
12. Применение глюкозы (Презентация,
слайды 31-34).
Глюкоза находит применение в различных
отраслях промышленности:
Кристаллическую глюкозу целесообразно
использовать для питания больных,
травмированных, выздоравливающих, а также людей,
работающих с большими перегрузками.
Медицинскую глюкозу применяют в антибиотиках и
других лекарственных препаратах, в том числе для
внутривенных вливаний, и для получения витамина
С. Техническая глюкоза находит применение в
качестве восстановителя в кожевенном
производстве, в текстильном – при производстве
вискозы, в качестве питательной среды при
выращивании различных видов микроорганизмов в
медицинской и микробиологической
промышленности.
III. Подведение итогов урока
Вывод по уроку делает учитель совместно с
учащимися.
IV. Домашнее задание
Строение, свойства
и значение в жизни человека
Современная школа,
выполняя государственный заказ, должна
выпускать самостоятельную, творчески мыслящую
личность, способную принимать решения, изложить
свою точку зрения, решать нестандартные задачи,
т.е. обладающую различными компетенциями. В связи
с этим на своих уроках я применяю
компетентностный подход в обучении и много
времени на уроке уделяю проблемному обучению.
Ребята свободно высказывают свое мнение и
предлагают решение различных проблемных
ситуаций. Удачным уроком, на мой взгляд, является
урок по теме «Глюкоза: строение, свойства и
значение в жизни человека». Я буду рада, если мои
разработки помогут уважаемым коллегам.
Девиз урока. Наиболее рациональный прием
изучения нового есть перенос знаний ранее
изученного на новый изучаемый объект.
Тип урока. Формирование новых знаний.
Форма проведения. Исследование в научной
лаборатории (2 ч).
Методы. Словесные, наглядные,
проблемно-поисковые, самостоятельные работы.
Цели. Образовательные: познакомить с
физическими и химическими свойствами глюкозы;
закрепить на новом материале зависимость
химических свойств от строения молекул; развить
понятие о циклическом строении, о
пространственной изомерии; научить составлять
формулы изомеров, решать расчетные задачи,
объяснять химические свойства на основе
строения, соблюдать правила техники
безопасности.
Развивающие: развитие исследовательских
умений, умений работать с химическими
реактивами; развитие интеллектуальных
способностей в процессе самостоятельной работы
с использованием различных источников
информации.
Воспитательные: развивать умения вести
диалог, отстаивать свою точку зрения, работать в
группе; воспитывать аккуратность, чувства
товарищества, коллективизма, уважительного
отношения друг к другу.
Оборудование и реактивы. Н а с т о л а х
у ч а щ и х с я: спиртовка, пробирки, держатель
для пробирки, спички, растворы глюкозы, CuSO4,
NaОН, аммиачный раствор оксида серебра.
Н а с т о л е у ч и т е л я: растворы глюкозы,
формалина, фуксинсернистой кислоты.
Учитель. 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.
Учащиеся (предполагают). Белки. Жиры. Углеводы.
Учитель. Правильно, углеводами называется
класс, к которому относится данное вещество. Вы
часто покупаете его в аптеке, но не для того,
чтобы лечиться, а просто захотелось сладкого. Что
же это за вещество?
Учащиеся. Гематоген. Витамины. Глюкоза.
Учитель. Да! Тема урока сегодня «Глюкоза:
строение, свойства и значение в жизни человека».
Наш класс 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?
Результатом работы вашего звена-отдела будет
опорный конспект – проект, в котором вы отразите
свою работу за два урока. Это может быть таблица,
рисунок, уравнения химических реакций на одном
форматном листе.
I. Актуализация знаний
Работа в группах. Каждая группа получает
карточку с вопросами.
1. Какие классы
органических кислородсодержащих веществ были
изучены ранее?(Спирты, альдегиды, кислоты.)2. Вспомните функциональную группу
спиртов и качественную реакцию на многоатомные
спирты.3. Вспомните специфические реакции
на альдегиды.
Учитель. Возникает вопрос, какой
класс мы будем изучать сегодня? К какому классу
относится глюкоза?
Учащиеся высказывают несколько точек зрения.
• Класс, какой мы еще не изучали, что-то новое.
• 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.
Учитель. Благодарю вас за ответы. Чтобы
проверить на практике, какая гипотеза будет
правильной, предлагаю провести небольшой
эксперимент.
Каждая группа проводит опыт с
имеющимися на столе реактивами.
Некоторые группы к раствору глюкозы приливают
свежеосажденный гидроксид меди и радостно
сообщают, что глюкоза – многоатомный спирт.
Другие группы к раствору глюкозы приливают
аммиачный раствор серебра и нагревают. Проделав
опыт, утверждают, что это альдегид.
Возникает дискуссия, мнения ребят разделились.
П р о б л е м н ы й в о п р о с. К какому классу
относится глюкоза?
• Глюкоза – это многоатомный спирт.
• Глюкоза – это альдегид.
Р е ш е н и е п р о б л е м ы.
Учитель предлагает не торопиться и
использовать все имеющиеся на столе реактивы.
Учащиеся каждой группы, проделав второй опыт, с
удивлением делают открытие, что глюкоза имеет
свойства и многоатомных спиртов, и альдегидов.
Учитель. Продолжим исследования в наших
научных лабораториях. Попробуйте предположить
молекулярную формулу глюкозы, зная, что ее
относительная молекулярная масса равна 180 и
количество атомов кислорода равно количеству
атомов углерода.
Ребята снова выдвигают несколько гипотез.
• Необходимо учитывать наличие атомов
углерода.
• Их должно быть меньше десяти, т.к. Mr(глюкозы)
= 180.
• И атомов кислорода не может быть десять.
• Если предположить, что в молекуле глюкозы
пять атомов кислорода?
Учитель (упрощает задачу). В молекуле глюкозы
шесть атомов углерода, и простейшая формула
глюкозы СH2О.
Ребята производят математические действия.
Mr(глюкозы) = 180,
Mr(СH2О) = 12 + 1•2 + 16 = 30,
К = Mr(глюкозы)/Mr(СH2О)
= 6.
Необходимо все индексы в формуле умножить на 6.
Каждая научная лаборатория с легкостью
определяет молекулярную формулу глюкозы – С6Н12О6.
Учитель. А теперь сами попытайтесь составить
структурную формулу. Какие данные необходимо для
этого знать?
Учащиеся. Количество альдегидных групп.
Количество гидроксильных групп. Циклическое это
вещество или нет?
Во время фронтальной беседы с ребятами
выясняем, что в составе молекулы глюкозы одна
альдегидная группа и пять гидроксильных групп.
В проекте у ребят появляется новая запись:
Учитель. Если глюкоза – альдегидоспирт, то
она должна давать, очевидно, и другие реакции
альдегидов.
Учитель 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.
Возникает противоречие, требующее более
глубокого изучения строения вещества. Как
говорил Козьма Прутков: «Отыщи всему начало, и ты
многое поймешь».
Учитель. Свойства зависят от строения. Как
показали исследования, в растворе глюкозы
имеются молекулы не только с открытой цепью
атомов, но и циклические. 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 п р о б л е м н а я с и т у а ц и я.
Учитель. На столе имеются линейные
шаростержневые модели глюкозы. Каждая
лаборатория должна построить циклическую форму
глюкозы и продемонстрировать ее классу.
З а к р е п л е н и е м а т е р и а л а.
Образование циклической формы можно представить
следующим образом. При сохранении валентных
углов альдегидная группа (1-й атом углерода) ближе
всего подходит к 5-му углеродному атому.
Происходит разрыв
Учитель (показывает рисунок). Циклическая
форма отображает не только порядок атомов в
молекуле, но и их пространственное расположение.
Сравните формулу глюкозы циклической формы с
той, которую вы построили ранее. Найдите отличия.
• Изменилось положение группы ОН у
последнего С-атома.
• Нет, у первого атома, где перестраивались
атомы.
Учитель. А почему это происходит?
Почти одновременно и все сразу выдвигают одну
гипотезу: происходит вращение атома углерода.
Учитель. Попробуйте это сделать на
шаростержневых моделях, которые у вас на столе.
Ребята убеждаются, что сделать это невозможно.
Опять возникает противоречие, которые учащиеся
объяснить не могут. Но выдвигают гипотезу: пока
молекула имеет линейное строение, вращение
атомов углерода возможно, а в циклической форме
это сделать нельзя.
Учитель. 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
проект.
II. Изучение свойств глюкозы
Выясняя строение молекулы, ребята определили
следующие химические свойства глюкозы:
1) взаимодействует с Сu(ОН)2, при нагревании
образует красный осадок;
2) взаимодействует с Ag2O в аммиачном
растворе с образованием свободного серебра.
Учащиеся вносят уравнения химических реакций в
проект.
Учитель. Пользуясь материалами учебника,
дополните химические свойства глюкозы как
многоатомного спирта.
Каждая группа записывает уравнения химических
реакций в тетрадь:
а) взаимодействие с уксусной кислотой с
образованием сложного эфира по всем
гидроксильным группам;
б) образование шестиатомного спирта под
действием восстановителя.
Учитель. Есть у глюкозы другие свойства?
Вспомните из жизненных ситуаций или
воспользуйтесь учебником.
• Брожение варенья.
• Спирт образуется при брожении винограда.
• Молоко, если долго стоит, тоже приобретает
резкий запах кислого и спиртного.
Учитель. Используя материал учебника, внесите
в проект специфические свойства глюкозы:
спиртовое брожение, молочно-кислое брожение,
взаимодействие с цианистым калием с
образованием неядовитого вещества. Запишите
уравнения соответствующих химических реакций.
III. Получение глюкозы
Учитель. 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.
Учитель. 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.
Так в 1861 г. Бутлеров доказал, что смерть
рождает жизнь. Внесите в проект этот способ
получения глюкозы, дополнив материалами
учебника.
IV. Значение в жизни человека
(применение глюкозы)
Многие применения глюкозы основаны на ее
свойствах и не вызывают затруднения у ребят.
Работая с учебником, они дополняют свой проект.
Необходимо обратить внимание учащихся на то,
что основная биологическая роль глюкозы –
энергетическая.
V. Закрепление изученного материала
Заморочки от учителя.
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.
Учитель. 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.
С о з д а н и е п р о б л е м н о й с и т у а ц и
и. Учитель зачитывает отрывок из книги В. Пикуля
«Нечистая сила».
Учитель. Почему цианистый калий не
убил Распутина?
Учащиеся высказывают разные гипотезы,
возникает оживленная беседа.
• Распутин считался святым.
• Имел крепкое здоровье.
• Был очень могучим человеком.
• Дело не в самом Распутине, а в действии
вина, которым он запивал пирожное.
• Может, сказалось действие глюкозы и
сахарозы, которые находились в пирожном?
• Яд был просрочен.
• Мало яда положили.
• Глюкоза нейтрализует яд, он теряет свои
свойства.
Р е ш е н и е п р о б л е м ы и в ы в о д ы.
Учитель. Послушайте мнение ученых и решите,
какая гипотеза дает ответ на этот вопрос.
C давних пор, при опасности отравления
цианидами, рекомендовали держать за щекой
кусочек сахара. Учеными было доказано, что
глюкоза взаимодействует с цианидами с
образованием нетоксичного соединения
циангидрин глюкозы. Возьмите это на вооружение.
Ребята удивляются и запоминают это свойство
глюкозы.
Домашнее задание. Закрепить умения писать
уравнения химических реакций; красочно оформить
проект.