Роль химии в питании человека

Разделы: Химия

Задачи:

Образовательные:

  1. Показать роль органических веществ в организме человека.
  2. Рассмотреть классификацию и пищевую ценность белков, липидов и углеводов.
  3. Познакомить учащихся с качественной реакцией на белок, крахмал, глюкозу.
  4. Продолжить формирование практических умений и навыков при работе с химическими реактивами и оборудованием.

Развивающие:

  1. Используя первоначальный интерес обучающихся к органической химии, включить их в активный познавательный процесс.
  2. Заинтересовать работой пассивную часть учащихся, используя различные по сложности задания.
  3. Продолжить формирование исследовательских навыков обучающихся при работе с литературой, выполнением лабораторных работ.
  4. Продолжить развитие интеллектуально-графических умений (компактно и обзорно оформить материал в виде таблицы, в виде презентации).
  5. Предоставить возможность учащимся определиться в возможности использования химических знаний для сохранения здоровья.

Воспитательные:

  1. Продолжить работу по накоплению фактического материала для усвоения понятий органической химии на начальном изучении.
  2. Продолжить развитие вербально-коммуникативной культуры (умения работать в коллективе, считаться с мнением всей группы и отстаивать корректно своё).
  3. Показать значимость химических знаний при организации рационального питания.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: лабораторный.

Форма работы:

  • групповая;
  • индивидуальная при выполнении эксперимента.

Оборудование:

  • спиртовка;
  • штатив с пробирками;
  • пробиркодержатель.

Реактивы: растворы гидроксида натрия, медного купороса, глюкозы, раствор йода.

План урока для учителя:

  1. Органические вещества, их роль в организме человека. (Мотивация учащихся к изучению органической химии).
  2. Белки, как важнейшие питательные вещества.
  3. Лабораторная работа «Качественная реакция на белок (биуретовая)».
  4. Липиды простые и сложные.
  5. Углеводы и их роль в питании.
  6. Лабораторная работа – качественная реакция на присутствие углеводов: «Определение содержания глюкозы в продуктах питания, реактивом Фелинга».
  7. Домашнее задание: подготовка к турниру «За и против…».
  8. Подведение итогов урока.

План урока для учащихся (выдан каждой группе).

1. Белки, как важнейшие питательные вещества (1 группа).

  • классификация белков (протеины, протеиды);
  • роль белков в питании;
  • ферменты.

2. Лабораторная работа «Качественная реакция на белок (биуретовая)».

3. Липиды простые и сложные (2 группа).

  • строение и классификация липидов;
  • пищевая ценность масел и жиров.

4. Углеводы и их роль в питании (3 группа).

  • классификация и свойства углеводов;
  • пищевая ценность углеводов.

5. Лабораторная работа – качественная реакция на присутствие углеводов: «Определение содержания глюкозы в продуктах питания, реактивом Фелинга».

6. Домашнее задание.

7. Подведение итогов урока.

Содержание урока

I. Органические вещества, их роль в организме. Сообщение цели урока.

1. Всё, кроме кислорода, человек получает для своей жизнедеятельности из пищи.

* какое среднее её потребление в сутки? (800 г. без воды; воды – около 2000 г.);

Прочтите и сравните высказывания (лежат на столах в группах, написаны на доске). Обсудите в группах. Чью точку зрения вы поддерживаете? Обоснуйте свой вывод.

  • «Недаром над всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о насущном хлебе» - И.П. Павлов в 1904 г. при вручении Нобелевской премии;
  • «Если человек беспорядочен в своём отдыхе, нерегулярен в приёме пищи и неумерен в работе – болезнь убивает его» - Конфуций (древнекитайский мыслитель);
  • «Мы живём не для того, чтобы есть, а едим не для того, чтобы жить» - притча древних римлян;
  • «Будь моя воля, я сделал бы заразным здоровье, а не болезни» - Сенека (философ древности).

2. Кратко о составе пищи.

Наша пища состоит из очень большого числа различных химических веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ. Среди них имеются соединения, которые определяют её энергетическую и биологическую ценность, участвуют в формировании структуры, вкуса, цвета и аромата пищевых продуктов.

Цель: сегодня мы рассмотрим только основные группы органических веществ, которые имеют жизненно важное значение: белки, жиры, углеводы.

Эти сведения позволят нам хоть в какой-то мере представить те сложные превращения, которые происходят в организме при получении пищи. Это поможет более правильно оценить качество потребляемых продуктов, осмысленнее подходить к своему питанию, сохранить своё здоровье.

3. Обратить внимание учеников на план урока, на оформление таблицы по ходу урока.

«Органические вещества, их роль в организме человека».

Вещества Функции Суточная потребность, мг Продукты Примечание
Белки        
Липиды        
Углеводы        

Часто при недостатке питания говорят: «Белковый дефицит в рационе», а почему не говорят об углеводном или жировом дефиците в рационе?

II. Белки как важнейшие питательные вещества (1 группа).

Биологические функции белков разнообразны. Они выполняют структурные, двигательные, транспортные, защитные, каталитические, регуляторные, запасные и другие функции.

Белки играют ключевую роль в жизни клетки, составляют основу её биохимической деятельности. Они являются важнейшей составляющей пищи человека и животных, поставщик необходимых им аминокислот. В состав белков входят 20 аминокислот, из них восемь являются незаменимыми, они не синтезируются в организме. Если количество этих аминокислот будет недостаточным, нормальное функционирование и развитие организма нарушается.

1. Классификация белков (протеины, протеиды);

Существует несколько классификаций белков: по степени сложности, по форме молекул, по растворимости, по выполняемым ими функциям.

По степени сложности делятся на простые (протеины) и сложные (протеиды).

Протеины – запасные, скелетные, отдельные ферментные белки. По растворимости в отдельных растворителях выделим только главные из них:

  • альбумины – белки с небольшой молекулярной массой, хорошо растворимые в воде (белок яйца, овальбумин);
  • глобулины – растворяются в водных растворах солей. Входят в состав крови, молока, мышечных волокон (семена бобовых и масличных культур);
  • проламины – растворяются в 60-80%-ном растворе этилового спирта (белки злаков пшеницы, ржи, кукурузы, овса, ячменя);
  • глютелины – растворяются только в растворах щелочей (семена риса, клейковина белков пшеницы).

Протеиды:

  • Нуклеопротеиды – кроме белковой части включают нуклеиновые кислоты;
  • Липопротеиды – содержа кроме белка липиды. Участвуют в формировании клейковинных белков;
  • Фосфопротеиды – кроме белка присутствует форсфорная кислота. Им принадлежит важнейшая роль в питании молодого организма.

2. Роль белков в питании.

Основные источники пищевого белка: мясо, молоко, рыба, продукты переработки зерна, хлеб, овощи. В организме человека белок расщепляется до аминокислот, часть из них являются строительным материалом для создания новых аминокислот, но имеются аминокислоты, которые не образуются в организме человека, они должны поступать с пищей. Снабжение организма человека необходимым количеством аминокислот – основная функция белков в питании.

Суточная потребность взрослого человека в белке разного вида 1-1,5 г белка на 1 кг массы тела. Доля животного белка около 55% от общего его количества в рационе, т.к. наиболее близки к «незаменимому» белку белки животного происхождения (по составу и усвояемости пищеварительным трактом человека).

3. Ферменты (энзимы).

Это сложные биологические катализаторы белковой природы, изменяющие скорость химических реакций переработки пищи в организме человека, а также при переработке пищевого сырья в готовые продукты (в отраслях пищевой промышленности: хлебопечение, сыроделие, производстве молочных изделий, виноделии).

Это интересно…

  • Низкий рост народов тропических стран – это не особая расовая черта, а следствие недостатка белков в пище;
  • В тех районах земного шара, где нарастает потребление белка, жизнь человека стала более продолжительной.

III. Лабораторная работа «Качественная реакция на белок (биуретовая)».

Повторить правила техники безопасности при выполнении химического эксперимента.

Учащиеся выполняют и оформляют в тетрадях лабораторную работу.

Инструктивная карточка.

«Качественная реакция на белок (биуретовая)».

При действии на белки раствора солей меди (II) в щелочной среде возникает сиреневое или фиолетовое окрашивание.

1. Исследуемые растворы выданы в пробирках:

  • № 1 – мясной бульон (рыбный);
  • № 2 – отвар грибов;
  • № 3 – раствор куриного белка (молоко);
  • № 4 – отвар картофеля (моркови);
  • № 5 – бульон кубика»Галина Бланка»(«Маги»);
  • № 6 – контрольный раствор с лимонадом.
  1. Добавить во все пробирки 1 мл раствора гидроксида натрия. Затем в каждую пробирку по несколько капель раствора сульфата меди (II).
  2. Сравните результаты опытов в группе. Сделайте вывод о содержании белка в выданных растворах.
  3. Запишите наблюдения и выводы в тетрадь.
  4. Обмен мнениями между группами.

IV. Липиды простые и сложные.

Липиды – сложная смесь органических соединений с близкими физико-химическими свойствами, которые содержатся в растениях, животных и микроорганизмах. Липиды – важнейший компонент пищи, во многом определяющий её пищевую ценность и вкусовые качества. В растениях они накапливаются главным образом в семенах и плодах. У животных и рыб – в подкожных жировых тканях, в тканях окружающих многие важные органы, в мозговой и нервной тканях.

1. Классификация липидов.

По составу – простые и сложные. Молекулы простых липидов не содержат атомов азота, фосфора, серы. Наиболее распространённые представители – глицериды (их называют маслами и жирами) и воски.

Наиболее важная и распространённая группа сложных липидов – фосфолипиды. Это обязательные компоненты клеток.

По функциям липиды делятся на две группы: запасные (глицериды), обладающие высокой калорийностью, являющиеся энергетическим резервом организма и структурные (в первую очередь, фосфолипиды).

2. Пищевая ценность масел и жиров.

Значительная часть жиров расходуется в качестве энергетического материала. Жиры способствуют лучшему усвоению белков, витаминов, минеральных солей. Длительное ограничение жиров в питании приводит к отклонениям в физическом состоянии организма: нарушается деятельность ЦНС, снижается иммунитет, сокращается продолжительность жизни. Но и избыточное потребление жиров нежелательно, оно приводит к ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям. Наиболее важные источники жиров в питании – растительные масла (более 99%), сливочное масло (до 82%), маргарин (до 82%), шоколад (35-40%), сыры (25-50%), молочные продукты (1,5-30%), колбасные изделия (20-40%). Необходимо использовать жиры как растительного, и так и животного происхождения. Оптимальное соотношение между ними 7:3.

Общая потребность в жирах составляет в среднем 90-100 г в сутки, рекомендуемое содержание жиров в рационе человека (по калорийности) составляет 30-33%.

V. Углеводы, и их роль в питании (3 группа).

Углеводы являются главным источником энергии для организма. Они входят в состав всех клеток и тканей, принимают участие в обмене веществ. В их присутствии улучшается использование белков и жиров. При отсутствии углеводов в пище они могут вырабатываться из продуктов распада белков и жиров.

1. Классификация и свойства углеводов.

Углеводы условно можно разделить на две группы: усвояемые организмом человека (глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал) и неусвояемые – пищевые волокна или балластные вещества (целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые вещества).

Углеводы содержатся главным образом в растительных продуктах: фруктах, овощах (сахароза, глюкоза, фруктоза), картофеле и крупах (крахмал), бобовых, зерне, капусте, моркови и т.п. (клетчатка).

2. Пищевая ценность углеводов.

Доля углеводов в продуктах питания человека составляет 50-60% (по калорийности), в слаборазвитых странах – до 85%. Потребность в углеводах человека связана с его энергозатратами и равна в среднем 365-500 г, в том числе крахмала 350-400 г, моно- и дисахаридов – 50-100 г (распределять в 3-4 приёма по 20-25 г), клетчатки и пектиновых веществ 10-15 г.

В организме человека в отличие от организма травоядных нет ферментов, расщепляющих клетчатку, поэтому она не является питательным веществом и не усваивается в пищеварительном тракте. Для чего же необходимо потреблять так много растительной пищи и зелени? Клетчатка – необходимый балластный компонент пищи, она играет важную роль в регуляции деятельности кишечника, защищает его от механического и химического раздражения. Она связывает и выводит из организма вредные вещества и продукты распада.

Избыток углеводов способствует ожирению, нарушению функций нервной системы, аллергизации организма.

Для уменьшения количества «незащищённых» углеводов (рафинированных) и увеличения доли «защищённых» углеводов, обеспечения необходимого содержания балластных веществ требуется снижение потребления сахара, кондитерских изделий, хлеба из муки высших сортов, манной крупы, макарон. И увеличение в рационе хлеба из муки грубого помола, из ржаной муки, овощей и фруктов, то есть продуктов с повышенным содержанием крахмала, клетчатки, а не сахарозы, глюкозы и фруктозы.

VI. Лабораторная работа – качественная реакция на присутствие углеводов:

Повторить правила техники безопасности при выполнении химического эксперимента.

Учащиеся выполняют и оформляют в тетрадях лабораторную работу.

Инструктивная карточка.

«Определение содержания глюкозы в продуктах питания, реактивом Фелинга».

При добавлении к осадку гидроксида меди (II) раствора, содержащего глюкозу, осадок сначала растворяется, затем при нагревании раствор приобретает окраску от бурой до жёлто-оранжевой.

  • Для исследования предложены следующие продукты: группа № 1 – яблочный сок (виноградный сок); группа № 2 – экстракт изюминки (раствор варенья); группа № 3 – сок свежего огурца (раствор мёда).
  • В пробирку налить 1 мл раствора гидроксида натрия, добавить в неё 2-3 капли раствора медного купороса и несколько капель исследуемого вещества.
  • Осторожно нагреть раствор.
  • Обсудите в группе наблюдаемые явления.
  • Представитель от группы выступает с результатами исследования продуктов.

VII. Домашнее задание: подготовиться к турниру «За и против…» - выполнить любое задание на выбор, быть готовым к дискуссии.

  • Жевательная резинка – враг или друг нашему здоровью?
  • Почему оливковое масло не теряет своих вкусовых качеств в течение 2-3 лет, а подсолнечное при хранении довольно быстро становится прогорклым?
  • Больше всего белка в сыре – до 25%, свинине – 8-15%, баранине – 16-17%, говядине – 16-120%, в птице – 21%, рыбе – 13-21%, яйцах – 13%, твороге – 14%. Молоко содержит 3% белков, хлеб – 7-8%. Рассчитайте массу каждого из этих продуктов, удовлетворяющую вашу дневную потребность в белках (смотри таблицу).
  • Исследование продуктов на содержание крахмала.

В присутствии свободного йода крахмал синеет.

  1. Приготовить раствор йода, для этого достаточно разбавить аптечный раствор йода водой.
  2. Пользуясь этим раствором исследовать на содержание крахмала различные пищевые продукты.
  3. Оформить работу в тетради.

VIII. Подведение итогов.

Согласны ли вы с высказыванием Вильгельма Фридриха Оствальда (1853-1932) немецкого физикохимика «Каждый химик должен протянуть руку кухарке и пожать её, как своему коллеге?» Обоснуйте. В 10 классе мы продолжим разговор на тему рационального питания. Спасибо всем! Будьте здоровы!