Информационно-исследовательский проект обучающихся 11-го химико-биологического класса МОУ "Гимназия №1" г. Саратова

Этапы работы над проектом:

1. Выбор тематики учебного проекта
2. Постановка цели, формулировка задач
3. Распределение учащихся по творческим группам: «Теоретики», «Экспериментаторы», «Медики», «Диетологи», «Социологи», Филологи».
4. Обсуждение вопросов исследования (индивидуально для каждой группы)
5. Распределение обязанностей между членами группы
6. Поиск информации, исследования
7. Консультации с руководителем, специалистами (учителем химии, учителем биологии, родителями-врачами)
8. Заключительное занятие
9. Анализ работы над проектом: анкетирование, замечания, ошибки, предложения, комментарии, рекомендации

Оформление кабинета: таблицы «Моносахариды», «Полисахариды», брошюра «Диеты», буклет – результат работы над проектом, напечатанные поговорки и пословицы о сладостях, сладкие угощения (баранки, сушки, конфеты), выставка продуктов, содержащих углеводы (напитки, молочные продукты, пирожное и т.п.), анкета для участников проекта, презентация.

Реактивы и химическая посуда: штатив с пробирками, демонстрационный столик, спиртовка, держатель для пробирок, асбестовая сетка, спички, раствор свежевыжатого яблочного сока, раствор сульфата меди (II), раствор гидроксида натрия.

Актуальность исследования: проблема правильного питания всегда стояла перед обществом. Современное общество испытывает немало стрессов и волнений. Чтобы «сгладить» возникающие проблемы, люди довольно часто «заедают» их различными сладкими продуктами. Какие химические соединения обладают сладким вкусом? Каково их строение? В чем положительные и отрицательные стороны их влияния на организм? Каковы принципы правильного питания? Вот неполный перечень вопросов, на которые участники проекта дают ответ.

Ход занятия

Вступительное слово руководителя (учителя химии) о ходе работы над проектом.

Руководитель проекта:

Очень часто говорят «что мы любим мармелад,
Шоколадные конфеты, тоже важные приметы,
Торты, слойки и печенье, крем, домашнее варенье
И хрустящие орешки – все мы – просто сладкоежки!
(Елена Эрато)

О сладкой жизни люди мечтали всегда. Ну, конечно не только о пряниках и меде. Не случайно сладкими называют приятный сон, поцелуй, воспоминание. Сегодня мы посвящаем занятие «съедобной части» этой мечты о сладкой жизни. Это урок является заключительным этапом работы учащихся 11 химико-биологического класса над проектом «Сладкая жизнь» по всем правилам». (Слайды 1-2)

Любовь к сладкому заложена в человеке на генетическом уровне. Первое питание в жизни младенца – это грудное молоко, сладость которому придает молочный сахар – лактоза. (Слайд 3) Введение прикорма расширяет ассортимент источников углеводов. После года детям разрешается вводить небольшое количество сахара. Конечным продуктом расщепления углеводов является известная всем глюкоза. Вопрос о многообразии углеводов, их строении изучала группа «Теоретики».

Сладости бывают неуглеводного и углеводного происхождения. (Слайд 4) Углеводы делятся на простые и сложные. (Слайд 5)

Простые углеводы.

Глюкоза и Фруктоза (Слайд 6)

Глюкоза и фруктоза – изомеры, имеющие одну и ту же молекулярную формулу, но различное химическое строение. В состав глюкозы входит альдегидная группа, а фруктозы – кетогруппа.

Обычно для изображения изомеров моноз используют проекционные формулы Фишера. Этот метод позволяет представить различное положение атомов водорода и гидроксильных групп в пространстве относительно углеродной цепи. (Слайд 7) Однако моносахариды существуют не только в виде открытых цепных форм, но и в виде циклов. Эти две формы могут переходить друг в друга в водных растворах. Этот процесс называется циклооксотаутомерией.

Сложные углеводы.

Дисахариды (Слайд 8).

Сахароза и лактоза.

В состав дисахаридов входят моносахариды, находящиеся в циклических формах.

Наиболее известные биозы – это сахароза (тростниковый сахар) и лактоза (молочный сахар)

Сахароза. Ее общая формула С₁₂Н₂₂О₁₁, она образуется из глюкозы и фруктозы «за вычетом» одной молекулы воды.

С незапамятных времен знакомо человечество с сахарозой. Еще Александр Македонский знал, что в Индии есть тростник, из которого можно получить мед без помощи пчел. В нашем организме в результате гидролиза из сахарозы (дисахарида) образуются оба упомянутых выше моносахарида в равных количествах:

Лактоза. Этот углевод называют еще молочным сахаром, так как он преимуще­ственно содержится в молоке животных. Лактоза, как и сахароза, – дисахарид, только в ее молекуле вместо фруктозы с глюкозой связана галактоза.

Полисахариды (Слайд 9)

Крахмал. Для растительных организмов крахмал играет ту же роль, что и для животных гликоген: он подвергается гидролизу, и в итоге снова образуется глюкоза.

Процесс гидролиза крахмала в организме человека сложный, но технологически отработанный – крахмал уже на языке начинает свой ферментативный гидролиз:

(C₆H₁₀O₅)_n → (C₆H₁₀O₅)_x →С₁₂Н₂₂О₁₁

Целлюлоза (клетчатка). Отличие крахмала от целлюлозы – в характере сочленений циклических фрагментов глюкозы, из которых образованы оба полисахарида. В целом же в гигантских молекулах целлюлозы (клетчатки) больше линейных, а в крахмале больше разветвленных участков.

Руководитель проекта: Как обнаружить углеводы в пищевых продуктах? Исследования по этому вопросу были проведены учащимися группы «Экспериментаторы». Они и доложат о результатах своей работы.

Обнаружение углеводов в пище.

1. (Слайд 10) Как обнаружить углеводы в шоколаде? Содержание углеводов в разных видах шоколада неодинаково. Для исследования использовали два вида шоколада: темный («Российский») и молочный («Аленка») (Слайд 11). В молочном шоколаде помимо сахарозы содержится лактоза (восстанавливающий сахарид) (Слайд 12), а в черном – только сахароза (невосстанавливающий сахарид) (Слайд 13) .

Насыпаем в одну пробирку тёртый горький шоколад (примерно 1 см по высоте), а в другую – молочный шоколад. В обе пробирки приливаем по 2 мл дистиллированной воды. Встряхиваем с 1 мл 10% NaOH и 2-3 капли 10% раствора сульфата меди(II). Встряхиваем пробирки. В обеих пробирках появляется ярко-синее окрашивание. Такую реакцию даёт сахароза, представляющая собой многоатомный спирт.

Содержимое обеих пробирок нагреваем, в пробирке с молочным шоколадом появляется осадок красного цвета, следовательно, молочный шоколад содержит восстанавливающий сахар лактозу.

2. Как обнаружить углеводы в мороженом? (Слайд 14)

В мороженом также содержится сахароза и лактоза. Их мы можем обнаружить при помощи таких же процессов. Вместо шоколада с водой смешивается мороженое в соотношении 1:8.

А сейчас проведем эксперимент по обнаружению глюкозы в свежевыжатом яблочном соке. (Экспериментатор проводит эксперимент, слайд 15)

Руководитель проекта: Итак, как обнаружить глюкозу химическим путем мы знаем. А какие органы человеческого организма определяют сладкий вкус? (Слайд 16)

«Две ложки сахара положить или одну?», «А может, вообще обойтись без сахара?». Признайтесь, кто из вас задавал себе эти вопросы? Известно, что сахар – это «белая смерть». Так нельзя ли его заменить другими невредными, но сладкими веществами? О веществах, имеющих сладкий вкус, но не являющихся углеводами, расскажет нам представитель группы теоретиков.

Какое вещество самое сладкое?

(Слайд 17). Сладкий сок сахарного тростника был известен аборигенам Америки за много столетий до нашей эры.

Тысячелетиями сахарный тростник был единственным поставщиком сахарозы. В России первый завод для добывания свекловичного сока был построен в 1802 году в Тульской губернии (Слайд 18.) В небольших количествах сахароза всегда содержится в листьях и семенах растений; в большем количестве – в плодах, особенно сладких, таких, как абрикос, персик, груша. В абрикосах, например, сахарозы может быть до 10% (наряду с 3% глюкозы и таким же количеством фруктозы). Еще больше сахарозы в бананах – до 13,7%; много в них также глюкозы (4,7%) и фруктозы (8,6%). В березовом соке сахарозы от 0,5 до 1,2%. Но, конечно, добывают сахар не из этих растений.

(Слайд 19) Интересно, что такие сластены, как пчелы, в несколько раз менее чувствительны к сахару, чем человек: они не считают сладким даже ра­створ, содержащий в литре 20 г сахара.

(Слайд 20) За стандарт сладости принимают привычный всем пищевой сахар, сахарозу – тот самый сахар, который получают из свеклы или тростника; ее сладость принимают за единицу.

Фруктоза – самый сладкий из cахаров, она в 1,7 раза слаще сахарозы, а вот глюкоза, вопреки распространенному мнению, в 1,3 раза менее сладкая, чем обычный сахар.

Еще один широко распространенный дисахарид – молочный сахар, или лактоза (от лат. lactis – молоко), содержится в молоке в количестве 4-5%; лактоза втрое менее сладкая по сравнению с сахарозой. (Слайд 21). В диетическом питании широкое распространение получили сорбит (это слово происходит от латинского названия рябины: Sorbusaucuparia) и ксилит (от греческого xylon – дерево). Восстановление глюкозы в сорбит осуществляется в промышленных масштабах как одна из стадий при синтезе витамина

(Слайд 22) Самый старый и наиболее известный пищевой заменитель сахара – это сахарин, который более чем в 500 раз слаще сахарозы. Формула сахарина довольно проста – это циклический имид 2-сульфобензойной кислоты:

(Слайд 23) В 1969 году американские химики Р. Мазур и Дж. Шлаттер обнаружили, что у метилового эфира L-α-аспартил-L-фенилаланина очень сладкий вкус. Это вещество – дипептид, строение которого не очень сложно. Вещество получило известность под торговым названием «аспартам». Аспартам не только слаще сахара (в 100-150 раз), но и усиливает его сладкий вкус, особенно в присутствии лимонной кислоты.

(Слайд 24) Ну, а какое вещество все же самое-самое сладкое? Самым сладким из известных химических соединений является сукроновая кислота: она в 200 тысяч раз слаще обычного сахара!

Руководитель проекта: Да, как же приятно выпить стакан сладкого чая с ароматным вареньем или с кусочком праздничного торта. Однако, воплощение мечты о сладкой жизни изрядно горчит. Неумение соблюдать меру в употреблении сладостей приводит к сбоям регуляторных систем организма. И следствием этого являются различные заболевания. Группа учащихся «Медики» работала над проблемой «Заболевания, связанные с чрезмерным употреблением углеводов». Сейчас они познакомят нас со своими исследованиями.

Чрезмерное употребление сахара может привести к различным заболеваниям. Одно из них – сахарный диабет (Слайд 25). В последнее время многие россияне живут в постоянном стрессе, который привыкли «заедать». При этом они употребляют в основном продукты, содержащие много углеводов. Это хлеб, картофель, булочки, шоколад и т.п.

Сахарный диабет – это эндокринное заболевание, развивающееся из-за недостатка гормона инсулина. (Слайд 26). Инсулин – гормон поджелудочной железы. Он играет основную роль в регуляции углеводного обмена. При недостатке инсулина глюкоза накапливается в крови в больших количествах, а клетки организма лишаются основного источника энергии.

Симптомы сахарного диабета (Слайд 27):

Очень опасны осложнения, вызванные сахарным диабетом (Слайд 28). Например, при сахарном диабете поражается сетчатка и капилляры глаз, возможна частичная потеря зрения и даже полная слепота. Сахарный диабет характеризуется нарушением белкового, жирового, углеводного, водно-солевого обмена, что часто приводит к ожирению (Слайд 29). Также у больных сахарным диабетом нарушается кровообращение в ногах и отмечаются боли при ходьбе, а также возможно образование трофических язв.

Для предотвращения появления сахарного диабета надо (Слайд №30): соблюдать режим дня, вести активный образ жизни, заниматься спортом, соблюдать гигиену питания, регулярно проходить медицинское обследование. А при появлении первых признаков сахарного диабета необходимо как можно быстрее обратиться к врачу эндокринологу.

Во время осложнения при сахарном диабете может возникнуть ряд кожных заболеваний, например:

Кальцифилоксия (Слайд 31): возникает как у женщин так и у мужчин в среднем и зрелом возрасте. Первооткрыватель кальцифилоксии Г. Селье определил ее как приобретенное состояние повышенной чувствительности организма к кальцию.

Кольцевидная гранулема (Слайд 32) – хронический дерматоз, для которого характерны популезные высыпания в виде колец.

Руководитель проекта: Группа «Социологи» провела социологический опрос среди учащихся нашей гимназии. Вам слово, уважаемые социологи.

Предста витель группы «Социологи» знакомит учащихся с результатами соцопроса, проведенного среди учащихся 9 и 11 классов (Слайды 33-38):

Руководитель проекта: Не секрет, что здоровье начинается с правильного питания. Здоровое питание – это рецепт от всех болезней. Современное информационное пространство переполнено публикациями о правильном питании. Каждый из нас абсолютно индивидуален, в том числе и в реакциях на пищу. Поэтому здоровое питание – это понятие уникальное для каждого отдельно взятого человека. Как связаны превращения углеводов в нашем организме с основами правильного питания, о принципах правильного питания, о роли диет – на эти вопросы искали ответы учащиеся группы «Диетологи». Сейчас они представят нам свою точку зрения.

Правильное, рациональное или здоровое питание каждого человека - и мужчины, и женщины, и ребенка подразумевает поступление в организм адекватного количества энергии и широкого спектра пищевых веществ, необходимых для постоянного обновления всех клеток и тканей, нормального функционирования органов и систем, для правильного протекания процессов обмена веществ (Слайд 39).

Чего мы достигнем, питаясь правильно? Скорректировав свой рацион, мы сможем уменьшить проявление хронических болезней, которыми болеем долгие годы. Так, например, снизив количество перца в ваших любимых блюдах, вы с легкостью позабудете об изжоге и гастрите.

Итак, сформулируем принципы правильного питания (Слайд 40):

Проведено множество исследований, доказывающих что длительное избыточное потребление углеводов, особенно легкоусвояемых, оказывает неблагоприятное действие на организм. Для решения этих проблем люди всего мира используют различные диеты (Слайд 41). Диета – это совокупность употребления специально сбалансированных и качественных продуктов. Остановимся на одной из них - «Кремлевской» диете. Ее суть состоит в том, что белков можно потреблять неограниченное количество, но необходимо жестко ограничить потребление углеводов. Когда резко ограничивается поступление в организм углеводов – источника энергии, то он вынужден перерабатывать накопившиеся запасы жира. Именно поэтому «Кремлевская» диета относится к разряду низкоуглеводных.

Приведем рецепты некоторых «вкусных» диетических блюд «Кремлевской» диеты (Слайд 42).

«Кремлевская диета» – это безуглеводная диета. Но при полном отсутствии углеводов могут возникнуть серьезные проблемы. Именно поэтому в последнее время все чаще стали обращаться к диете углеводного чередования (Слайд 43). Она наиболее популярна у культуристов. Отрезок времени, отведенный на похудение, надо разделить на четырехдневные циклы. 1 и 2 дни этого цикла – низкоуглеводные. В эти дни ваш организм почти полностью истощает запасы гликогена. Начинается расходование другого топлива – жира. 3 день – высокоуглеводный. В этот день полученные углеводы перерабатываются в гликоген и складываются в печени, а организм продолжает расходовать жиры для выработки энергии. Пополнить запас гликогена за один день невозможно, поэтому углеводы потребляются на 4 день цикла, но уже более умеренно. После этих четырех дней цикл повторяется.

Хочу заметить, что перед решением использования любой диеты необходимо проконсультироваться с врачом. Потому что не рекомендуется использование диет людьми, страдающими хроническими заболеваниями, особенно сердца, желудка, почек.

Более подробно остановимся на «Шоколадной» теме (Слайд 44). Часто советуют «Расстроился – съешь кусочек шоколада». «Шоколадотерапия» имеет свой очевидный эффект. В шоколаде содержится много флавонолов и эндорфинов (гормонов радости и счастья). Но чрезмерное употребление шоколада приводит к ряду проблем: так как шоколад содержит жиры, сахар, то может развиться сахарный диабет. Шоколадная зависимость ведет к неуравновешенному психоэмоциональному состоянию, его частым изменениям, в результате чего создается повышенная нагрузка на сердечно-сосудистую систему. Щавелевая кислота, которая входит в состав шоколада, мешает усваиваться кальцию и может быть опасна для страдающих мочекаменной болезнью, а также опасна для детей.

Руководитель проекта: А теперь предлагаю Вам решить интересную задачу (Слайд 45)

Руководитель проекта: Хочу обратить ваше внимание, что ребята из группы «Филологи» провели работу по анализу пословиц, поговорок, художественных произведений, песен, посвященных сладкой жизни. Обратите внимание, что некоторые поговорки, найденные нашими филологами, размещены на доске (Слайд 46). Силами этой группы был подготовлен образовательный продукт – буклет.

Руководитель проекта: Итак, уважаемые школьники! Информационно-исследовательский проект «Сладкая жизнь» по всем правилам» успешно осуществлен. Работа над этим проектом позволила повторить, углубить и расширить знания об углеводах, других сладких веществах. Мы повторили вопросы роли углеводов в обмене веществ, поговорили о сбалансированном питании, совершенствовали свои умения в работе с учебной литературой, справочными пособиями, интернет-ресурсами.

А самое главное – вы в очередной раз показали высокий уровень творческого сотрудничества, которое заключается в умении обсудить проблему в группе, сформулировать свою мысль, вникнуть в суть предложений партнера. Незаменимым участником всех праздников, фестивалей, конкурсов в нашей гимназии является школьный ансамбль «Сударушка», в составе которого выступают девушки 11 химико-биологического класса. Успешное окончание работы над проектом – это своеобразный праздник. По традиции, наш праздник мы завершаем выступлением фольклорного ансамбля «Сударушка» (Слайд № 47). «Сударушка исполняет песню «Москва златоглавая», угощая всех участников проекта конфетками и баранками.

Список использованной литературы:

1. Девяткин В.В., Ляхова Ю.М. Химия для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке химии. Ярославль: Академия развития, 2000.
2. Леенсон И.А. 100 вопросов и ответов по химии: учебное пособие. М.: ООО «Издательство АСТ», 2002.
3. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2004.
4. Ширшина Н.В. Деятельностный подход в обучении: проектная технология// Химия в школе, 2006, №6.
5. ru.wikipedia.org
6. zdorovja.com.ua
7. www.dietaonline.ru
8. www.eurolab.ua
9. www.myjane.ru
10. www.arabio.ru
11. www.mysurgeon.ru

В журнале «Химия в школе» (№ 6, 2006) помещена статья Н.В. Ширшиной «Деятельностный подход в обучении: проектная технология», где автор уделяет внимание проекту «Сладкая жизнь». Предлагаемая тема заинтересовала меня и моих учащихся своей актуальностью. Правда, тему мы изменили и назвали свой проект «Сладкая жизнь» по всем правилам».