Глюкоза

Класс: 10 (базовый уровень)

Тип урока: урок изучения нового материала

Цели урока: через практический опыт, полученный на уроке расширить знания по теме “Углеводы”. Познакомить с представителем гексоз – глюкозой.

Задачи урока:

• Образовательные задачи: совершенствовать знания о связи между строением и свойствами органических соединений на примере глюкозы.
• Воспитательные задачи: совершенствовать интеллектуальные умения (анализ, прогнозирование, умения устанавливать причинно-следственные связи)
• Задачи развития учащихся: продолжить формирование ценностного отношения к исследовательской деятельности как основному способу получения знаний в химии; создать условия для развития умений наблюдать и объяснять химические явления, умений анализировать результаты наблюдаемых опытов, грамотного химического языка, коммуникативных умений, самостоятельности в мышлении и учебной работе; формирование навыков самоконтроля и самооценки, навыков работы с реактивами.

Технологии:

• Традиционные – проблемно-поисковый метод, выполнение эксперимента, работа с инструкционной картой.
• Инновационные – ИКТ.

Требования к уровню подготовки:

Знать и понимать:

• определение понятий “углеводы”, “моносахариды”, “гидролиз”, “реакции поликонденсации”;
• классификацию углеводов;
• физические свойства и биологическое значение глюкозы;
• качественные реакции на глюкозу;
• нахождение в природе и способы получения глюкозы;
• области применения глюкозы на основе ее свойств.

Уметь: характеризовать химические свойства и применение глюкозы.

Необходимое оборудование и материалы:

• Презентация в формате Microsoft PowerPoint, инструкционная карта (Microsoft Word); видеофрагменты (физические свойства глюкозы, применение глюкозы, таутомерия);
• Реактивы: кристаллическая глюкоза, растворы CuSO₄, NaOH , Аg₂О в аммиачном растворе; три пронумерованные пробирки с растворами: глюкозы, глицерина, формалина; химическая посуда, спиртовка.

Этапы урока:

1. Организационный момент.
2. Постановка целей урока.
3. Повторение ранее изученного материала.
4. Организация эксперимента (правила ТБ, алгоритм действий).
5. Эксперимент.
6. Оформление результатов эксперимента (заполнение таблицы)
7. Решение задачи на вывод формулы вещества.
8. Составление структурной формулы вещества на основании результатов эксперимента и решения задачи. Строение молекулы глюкозы (работа с учебником)
9. Физические свойства глюкозы.
10. Химические свойства глюкозы: а) как альдегида б) как многоатомного спирта в) брожение
11. Области применения глюкозы.
12. Решение упражнений.
13. Итоги урока. Рефлексия.
14. Домашнее задание.

Учитель организует фронтальную работу класса по проверке изученного материала в форме тестовых заданий на выбор правильного ответа в течение всего урока. Учитель дает общую оценку знаниям обучающихся, предоставляя возможность школьникам исправить свои ответы.

Обеспечение мотивации к усвоению нового материала строится с определения темы урока. Учитель организует начало урока, формулирует целевые установки, сообщает форму работы на уроке. Учитель акцентирует внимание учащихся на инструкционных картах к уроку. Для активизации познавательной активности и развития ассоциативного мышления на столах находится минилаборатория (для проведения эксперимента с малым количеством реактивов) и три пронумерованные пробирки.

В течение данного урока используется мультимедиа презентация, содержащая в себе демонстрационный и дидактический материал, способствующий более легкому усвоению учебной темы. Использование мультимедийной презентации в ходе данного урока обусловлено глубиной его объема и широтой рассматриваемых понятий. Подобранный материал позволяет активизировать познавательный интерес и творческую активность всех участников образовательного процесса.

“Химик не такой должен быть,
который дальше дыму и пеплу ничего не видит,
а такой, который на основании опытных данных
может делать теоретические выводы”
(М.Ломоносов)

Подготовить учащихся к работе на занятии, сконцентрировать внимание, определить форму работы на уроке, определить тему урока, обеспечить мотивацию к усвоению нового знания. (Слайд 2).

2. Постановка целей урока.

– Как вы думаете, почему я взяла эти слова эпиграфом к нашему уроку? (Слайд 3).
– Чем мы будем заниматься, исходя из этого эпиграфа?
– Сегодня у нас будет проведение не опытов, а проведение эксперимента.
– Чем на ваш взгляд различаются опыт и эксперимент?

(Опережающее задание на самоподготовку позволяет слабоуспевающему учащемуся ответить, что опытом называется воспроизведение какого-нибудь явления экспериментальным путем, создание чего-нибудь нового в определенных условиях с целью исследования, испытания. Эксперимент предполагает выдвижение гипотезы, затем ее проверку с помощью опыта и, наконец, вывод, подтверждающий или опровергающий данную гипотезу (гипотеза – предположение, требующее подтверждения)).

– Сегодня на уроке наша задача будет состоять в следующем: сделать вывод о природе неизвестного вещества на основании проведенного эксперимента.

Вспомним ряд теоретических вопросов, чтобы грамотно провести эксперимент.

А) Заполните схему “Классификация углеводов”. (Слайд 4).

Б) Выберите названия моносахаридов, назовите формулы. Из букв, соответствующих правильным ответам, вы составите название материала, используемого в медицине. Ответ: ВАТА. (Слайд 5, 6).

Г) Вспомните другие классы органических соединений, которые содержат кислород? Ответ: спирты, альдегиды, карбоновые кислоты, эфиры

Д) С помощью каких качественных реакций можно распознать альдегид и многоатомный спирт? Ответ: Качественный реактив на многоатомный спирт – взаимодействие со свежеприготовленным гидроксидом меди (II). Признак реакции – изменение цвета с голубого на ярко синий. Качественный реактив на альдегид-взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра. Признак реакции – образование осадка – “серебряного зеркала” на стенках пробирки.

4–5. Организация эксперимента. (Слайд 7). Теоретические вопросы вспомнили. Перейдем к практике. Помните, что проведение эксперимента требует точности, аккуратности, внимательности (вспомнить правила техники безопасности: работа с едкими веществами, нагревание спиртовки, правила закрепления пробирки). Итак, перед Вами три пробирки с растворами веществ, все они кислородсодержащие. С двумя из них вы уже встречались. Это альдегид и многоатомный спирт, а третье – неизвестное вещество. Задача данного этапа – обнаружить, в какой пробирке находится неизвестное вещество, зная качественные реакции на альдегид и многоатомный спирт. Помните, что мы проводим эксперимент, а это значит – сначала выдвигаем гипотезу. Результаты наблюдений заносим в таблицу (инструкционная карта), которая находится у Вас на столе.

6. Оформление результатов и заполнение таблицы. (Слайд 8). Запишите наблюдения в таблицу:

– Какие выводы можно сделать по данным экспериментальных наблюдений?
– Какие свойства проявляет неизвестное вещество, находящееся в третьей пробирке?
– Знаете ли вы формулу такого вещества?

7. Решение задачи. Чтобы узнать формулу вещества, решим задачу, зная его качественный состав. (Слайд 9).

Задача. Вещество в пробирке №3 имеет следующий качественный состав:

W (C) = 40%
W (H) = 6,7%
W (O) = 53,3%

Молярная масса неизвестного вещества равна 180 грамм/моль.
Найти формулу неизвестного вещества.

Нахождение данного вещества. (Слайд 10).

8. Составление структурной формулы. Итак, мы знаем формулу С₆Н₁₂О₆ и химические свойства вещества на основании экспериментальных данных. Попробуйте составить его структурную формулу. Помните: 1 – атом углерода 4-х валентен, 2 – вещество содержит одну альдегидную группу, 3 – несколько гидроксильных групп. Это вещество называется глюкоза.

Строение молекулы глюкозы (работа с учебником). (Слайд 11, 12).

Физические свойства глюкозы. (Слайд 13). Запись в конспекте, на основании увиденного опыта. Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата C₆H₁₂O₆ · H₂O. По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая.

10. Химические свойства глюкозы: а) как альдегида б) как многоатомного спирта в) брожение (Слайд 14–17); получение. (Слайд 18).

11. Области применения глюкозы. (Сообщения учащихся.) (Слайд 19, 20, 21).

Применение глюкозы (комментарий к слайдам)

1. Крайне желательно исключить из питания сахарозу (в том числе и в составе кондитерских изделий), заменив ее на глюкозу, фруктозу, мед и кондитерские изделия, изготовленные на их основе (особенно детям). Сахароза – один из эффективных иммунодепрессантов. В природе ее нет, и она содержится только в двух искусственно выведенных людьми растениях – в сахарном тростнике и в сахарной свекле.

Во всех странах отмечается полная корреляция между производством сахарозы и распространением кариеса среди населения.

В связи с массовым распространением употребления сахарозы (чего в России до того никогда не было), и уже ставшей очевидной ее вредности, в конце 1950-х годов в СССР была принята программа полного исключения сахарозы из питания населения путем ее переработки на глюкозу и фруктозу, и применения только глюкозы и фруктозы и в пищевой промышленности, и в продаже населению. Как всегда, эта программа была доблестно завалена, а результаты мы полномасштабно пожинаем сейчас – иммунитет каждого последующего поколения в России значительно хуже, чем у предыдущего. В войну немецкие врачи, обследовавшие угоняемых на работу в Германию, отмечали удивительно хорошее состояние зубов у населения, – сейчас русских во всем мире узнают по плохим зубам.

Зная о вреде сахара, в СССР с 1950-х годов для приготовления пищи для высокопоставленных советских "товарищей" и их семей применялись только глюкоза и фруктоза.

2. В хлебопечении, так как глюкоза улучшает условия брожения, способствует образованию равномерной пористости и хорошего вкуса. Хлеб, испеченный в печи, обычно долго сохраняет свои вкусовые качества и не черствеет.

3. Поскольку глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицинских целях: в качестве лечебного средства, при нарушениях работы сердца, шоке. Она входит в состав кровезаменяющих и противошоковых жидкостей.

4. Глюкоза входит в состав специальных средств для повышения физической выносливости, “прилива бодрости” для спецподразделений ГРУ, спецназа МО РФ, так как она вызывает выброс инсулина в кровь, а он обладает анаболическим действием. Способствует восстановлению водно-солевого баланса во время тренировок, повышает выносливость, улучшает общее состояние организма.

5. Так же глюкоза используется в качестве средства для детоксикации (например, известен исторический факт, что Распутина, не удалось отравить цианистым калием, так как пирожные, в которые был добавлен цианид калия, обильно были посыпаны глюкозой, которая в свою очередь является антидотом цианида калия).

12. Решение упражнений. (Слайд 22–24). Закрепление материала проходит в форме фронтально опроса и выполнения тестовых упражнений. Соотнесите область применения глюкозы с соответствующим химическим свойством.

(Слайд 25). Некоторые лягушки нашли применение глюкозе в своём организме – любопытное, хотя и гораздо менее важное. В зимние время иногда можно найти лягушек, вмёрзших в ледяные глыбы, но после оттаивания земноводные оживают. Как же они ухитряются не замёрзнуть насмерть? Оказывается, с наступлением холодов в крови лягушки в 60 раз увеличивается количество глюкозы. Это мешает образованию внутри организма кристалликов льда.

(Слайд 26). Герои романа Жюля Верна “Дети капитана Гранта” только собирались поужинать мясом подстреленной ими дикой ламы (гуанако), как вдруг выяснилось, что оно совершенно не съедобно.

“Быть может, оно слишком долго лежало?” – озадаченно спросил один из них.
“Нет, оно, к сожалению, слишком долго бежало! – ответил учёный-географ Паганель – 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”. Вряд ли Паганель сумел бы объяснить причину описанного им явления. Можете ли вы объяснить это явление.

Пользуясь данными современной науки, сделать это совсем нетрудно. Начать придётся, правда, несколько издалека. Когда клетка дышит кислородом, глюкоза “сгорает” в ней, превращаясь в воду и углекислый газ, и выделяет энергию. Но, предположим, животное долго бежит, или человек быстро выполняет какую-то тяжёлую физическую работу, например, колет дрова. Кислород не успевает попасть в клетки мышц. Тем не менее, клетки “задыхаются” не сразу. Начинается любопытный процесс – гликолиз (что в переводе означает “расщепление сахара”). При распаде глюкозы образуется не вода и углекислота, а более сложное вещество – молочная кислота. Каждый, кто пробовал кислое молоко или кефир, знаком с её вкусом. Энергии при гликолизе выделяется в 13 раз меньше, чем при дыхании. Чем больше молочной кислоты накопилось в мышцах, тем сильнее человек или животное чувствует их усталость. Наконец, все запасы глюкозы в мышцах истощаются. Необходим отдых. Поэтому, перестав колоть дрова или взбежав по длинной лестнице, человек обычно “переводит дух”, восполняя недостаток кислорода в крови. Именно молочная кислота сделала невкусным мясо животного, подстреленного героями Жюль Верна.

В ходе практической деятельности учащиеся самостоятельно приходят к заключениям о принадлежности глюкозы к альдегидоспиртам. Оценить рефлексию учащихся можно с помощью вопросов, заложенных в последних слайдах. (Слайд 27).

Цель урока достигнута в случае, если знания и умения будут отвечать требованиям к уровню подготовки по данной теме.

14. Домашнее задание. § 23, вопросы 1, 9.

Использованные источники и литература.

1. Программно-методический комплекс по химии автора О.С.Габриэляна.
2. Мультимедиа учебный курс “1С: Образовательная коллекция. Органическая химия”.
3. Материалы компакт-дисков:
   “Открытая химия” (Физикон);
   “Химия: базовый курс. 8–9 класс” (Лаборатории систем мультимедиа, МарГТУ);
   “Общая и неорганическая химия: 10–11 класс” (Лаборатории систем мультимедиа, МарГТУ);
   “Химия: виртуальная лаборатория. 8–11 класс” (Лаборатории систем мультимедиа, МарГТУ);
   “Репетитор по химии” (Кирилл и Мефодий);
   “Химия 8–11 классы” (Библиотека электронных наглядных пособий).
4. А.А. Карцова, А.Н. Лёвкин. Органическая химия. Учебник для классов химико-биологического и химико-физического профиля. СПб., 2004.