Элективный курс по химии

Пояснительная записка.

В последнее время возрастает интерес к прикладному значению химии, поскольку сегодня гораздо чаще, чем раньше, в повседневной жизни используются разнообразные химические соединения: бытовая химия, пищевые добавки, красители и ткани, витамины и лекарственные препараты.

Программа элективного курса «Биохимия – химия жизни» предназначена для учащихся 10-11 классов естественнонаучного профиля. Она дополняет содержание профильных предметов химии и биологии. Курс рассчитан на 34 часа и может проводиться во втором полугодии 10 класса или в первом полугодии 11 класса.

Содержание программы предусматривает реализацию взаимосвязей биологии и химии, химии и медицины. Оно рассчитано на реализацию познавательных интересов двух групп учащихся, проявляющих склонность к дополнительным занятиям химией по углубленной или расширенной программе: тех, кто целенаправленно готовит себя к выбору профессии химика-исследователя, технолога, медицинского работника, учителя, и тех, кто ориентируется на практическое применение химии в смежных областях знаний и деятельности людей.

Главными задачами курса являются:

• развитие устойчивого интереса учащихся к прикладным областям биологии и химии;

• удовлетворение потребностей учащихся в практической деятельности на стыке биологии, химии и медицины;

• формирование экологической культуры научно обоснованного применения веществ, в том числе лекарственных препаратов.

Предлагаемый курс состоит из 6 тем, каждая тема имеет в своём составе практические и теоретические занятия.

Первая тема «Введение» знакомит учащихся с наукой биохимией и ее методами. В теме актуализируются химические знания, полученные учащимися в курсе органической химии, о качественных реакциях на функциональные группы, кратные связи, ароматичность. На конкретных примерах показывается значение биохимических исследований.

Вторая тема «Среда, обеспечивающая протекание биохимических реакций» актуализирует знания учащихся о воде, полученных в курсах химии и биологии, раскрывает аномальные свойства воды, показывает роль ее в биохимических превращениях. Вводятся новые понятия (осмос, буферность), раскрываются механизмы поддержания постоянства внутренней среды организма.

Третья тема «Биомолекулы» предполагает более детальное изучение липидов, белков, углеводов. Нуклеиновые кислоты не изучаются, в связи с ограничением времени. Объем теоретических знаний по этому вопросу в элективном курсе не выходит за рамки ныне действующего стандарта, но существенно расширена практическая часть темы. Предусмотрен также самостоятельный домашний эксперимент.

Четвертая тема «Вещества на аптечных полках» рассматривает вопросы статической и функциональной биохимии. Изучение ферментов является связующим звеном третьей и четвёртой тем. Учащиеся знакомятся со структурными формулами этих веществ, участием их в химических процессах. Предусмотрен самостоятельный домашний эксперимент.

Пятая тема «Свет и жизнь» знакомит учащихся с химизмом процесса фотосинтеза. На примере фотосинтеза рассматривается динамическая биохимия. Экспериментальные работы, требующие много времени, выносятся в домашний эксперимент.

Шестая тема «Подведём итоги». Занятия этого раздела подводят итог элективного курса. Они проходят в виде конференции, где заслушиваются результаты работы учащихся над проектами. Результаты могут быть оформлены традиционно, в виде рефератов, или в виде компьютерных презентаций.

Программа элективного курса адаптирована к условиям массовой школы, её теоретическая и практическая части могут быть осуществлены на базе кабинетов химии и биологии средней школы.

К знаниям и умениям учащихся по окончании изучения курса предъявляются следующие требования:

1) после изучения элективного курса учащиеся должны знать:

• качественные реакции на важнейшие функциональные группы органических веществ;

• механизм поддержания гомеостаза в живой клетке и организме в целом;

• строение, свойства, биологическую роль и практическое значение жиров, углеводов (глюкоза, фруктоза, галактоза, крахмал, целлюлоза), аминокислот, белков, лекарственных препаратов (ацетилсалициловой кислоты, стрептоцида, норсульфазол, пенициллин, тетрациклин) витамины (С, А, Д, Е, группы В);

• условия, необходимые для сохранения витаминов в пищевых продуктах, овощах и фруктах;

• влияние гипо- и гиперконцентрации гормонов, витаминов, ферментов на состояние здоровья человека;

• безопасные способы применения некоторых лекарственных препаратов;

• планетарно-космическую роль фотосинтеза;

• правила работы с изученными органическими веществами и химическим оборудованием;

2) после изучения элективного курса учащиеся должны уметь:

• проводить качественные реакции на функциональные группы органических веществ;

• проводить простейший хроматографический анализ;

• составлять структурные формулы изученных веществ;

• определять наличие элементов-органогенов (C, H, N, Cl, S);

• определять непредельный характер соединений по характерным реакциям;

• пользоваться сравнением и синтезом, систематизацией и обобщением на уровне учебного материала, высказывать суждения о свойствах веществ на основе их строения и о строении веществ по их свойствам;

• соблюдать экологические требования в практической деятельности и в повседневной жизни;

• создавать презентации результатов познавательной и практической деятельности с использованием мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий;

• проводить самостоятельный поиск необходимой информации.

Учебно - тематическое планирование

по элективному курсу «Химия»

класс: 11

Учитель: Тяпаева Татьяна Александровна

Всего: 12 часов: в неделю - часов

Плановых контрольных уроков: - зачётов: 2; практических: 4; тест: 1

Планирование составлено на основе учебника Габриелян О.С. Химия 10 класс. М. Дрофа. 2000-2005.

Учебно-тематический план.

Форма

проведения

занятия

Образовательный

продукт

Дата

Всего

Теор.

Практ.

Тема 1. Введение

2

1

1

1.

Биохимия – наука о жизненных процессах. Методы биохимии

1

1

Групповая работа

Схема «Разделы и задачи биохимии» Таблица «Качественные реакции»

2.

Практическая работа № 1. Функциональный анализ органических веществ

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

Тема 2. Среда, обеспечивающая протекание биохимических реакций

3

2

1

3.

Вода – вещество жизни

1

1

Урок-конференция

Сообщения учащихся

4.

Постоянство среды – необходимое условие жизни

1

1

Лекция, демонстрационный эксперимент

Решения проблемных задач

5.

Практическая работа № 2. Буферные системы

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

Тема 3. Биомолекулы

8

4

4

Таблица

6.

Жизненно важные молекулы: жиры, белки, углеводы

1

1

Аукцион знаний

7.

Липиды. Жиры – сложные эфиры

1

1

Беседа с элементами игры

Конспект занятия

8.

Синтез и переработка жиров

1

1

Игра: Заочная экскурсия на жиркомбинат

«Маршрутный лист» экскурсии

9.

Практическая работа № 3. Ферментативный гидролиз жира с участием панкреатина

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

10.

Углеводы – важнейший источник энергии в живом организме

1

1

Беседа, демонстрационный эксперимент

Домашний эксперимент

11.

Практическая работа № 4. Метаболизм углеводов

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

12.

«Жизнь – это способ существования белковых тел»

1

1

Беседа, демонстрационный эксперимент

Конспект занятия

13.

Практическая работа № 5. Решение экспериментальных задач по теме «Биомолекулы»

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

Тема 4. Вещества в шкафах аптеки (биохимия и медицина)

13

6

7

14.

Классифицируем вещества на аптечных полках (лекарственные формы, классы веществ)

1

1

Заочная экскурсия

Таблица «Классификация лекарственных форм и классов веществ»

15.

Аптека

1

1

Экскурсия

Фотоотчет

16.

Ферменты – биологические катализаторы. Состав ферментов и условия их действия

1

1

Лекция с элементами беседы

Схема «Действие ферментов»

17.

Практическая работа № 6. Определение условий действия ферментов

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

18.

Витамины в природе: история открытия, классификация, свойства

1

1

Лекция с элементами беседы, групповая работа

Структурно-логическая схема, сообщения учащихся

19.

Практическая работа № 7. Определение водорастворимых витаминов во фруктах

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

20.

Практическая работа № 8. Влияние антропогенных загрязнителей на содержание витамина С в листьях лука

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

21.

Гормоны

1

1

Лекция

Конспект лекции

22.

Фитотерапия и химиотерапия помогают здоровью человека

1

1

Лекция с элементами беседы

Конспект лекции

23.

Лекарственные растения нашего района. Секреты здоровья моей бабушки

1

1

Дискуссия

Правила сбора и сушки лекарственных растений

24.

Эколикбез «Лекарства».

1

1

Семинар

Сообщения

25.

Эколикбез «Лекарства»

1

1

Семинар

Стенгазета «Эколикбез»

26.

Практическая работа № 9. Анализ состава ацетилсалициловой кислоты

1

1

Практическая работа

Отчет о работе в виде защиты проекта «Можно ли использовать аспирин в качестве консерванта?»

Тема 5. Свет и жизнь

6

4

2

27.

У порога великой тайны

1

1

Урок-исследование

Решение проблемных задач

28.

Роль фотосинтеза в природе и жизни человека

1

1

Семинар

Сообщения учащихся

29.

Химия фотосинтеза

1

1

Лекция, демонстрационный эксперимент

Домашний эксперимент

30.

Практическая работа № 10. Газообмен при фотосинтезе. Влияние силы света

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

31.

Практическая работа № 11. Условия, необходимые для фотосинтеза

1

1

Практическая работа

Отчет о работе

32.

Космическое путешествие с хлореллой

1

1

Урок-путешествие

Защита проекта «Полет в космос»

Тема 6. Подведём итоги

2

2

33.

Конкурс «Самое-самое … вещество»

1

Конкурс

Сообщения учащихся

34.

Биохимия – химия жизни

1

Конференция

Рефераты, компьютерные презентации

Итого

34

20

14

Содержание курса.

Тема 1. Введение (2 ч). Биохимия – наука и учебный предмет. Методы изучения в биохимии. Значение биохимических исследований. Функциональный анализ органических веществ.

Основные термины: биохимия; три отдела биохимии: статическая, динамическая, функциональная; хроматография.

Демонстрации: объёмные модели структурной организации молекул белка. Хроматографический анализ хлорофилла.

Лабораторные опыты: качественные реакции на: непредельность, ароматическую структуру; одноатомные и многоатомные спирты; фенол; альдегидную группу; карбоновые кислоты; белки.

Практическая работа № 1. Функциональный анализ органических веществ.

Тема 2. Среда, обеспечивающая протекание биохимических реакций (2 ч). Роль воды в биохимических процессах. Осмос и осмотическое давление; осмотическое поступление веществ в клетку. Буферность как способность к поддержанию определённой концентрации ионов водорода (рН). Буферные системы клетки и организма. Гомеостаз.

Основные термины: аномальные свойства воды; осмос, осмотическое давление; буферные растворы и системы; водородный показатель; буферная ёмкость; плазмолиз и деплазмолиз; тургор; гипертонический и гипотонический растворы.

Демонстрации: аномальные свойства воды. Карбонатная буферная смесь, её свойства (влияние разбавления, действие кислот и щелочей). Схемы поведения эритроцитов в растворе хлорида натрия разной концентрации.

Лабораторные опыты: влияние растворов с различным осмотическим давлением на эритроциты и растительные клетки.

Практическая работа № 2. Буферные системы (приготовление ацетатной и карбонатной буферных смесей; исследование их свойств; влияние разбавления, действия кислот и щелочей; исследование буферной ёмкости биологических жидкостей: слюны, молока, яблочного сока).

Тема 3. Биомолекулы (8 ч). Жизненно важные молекулы: жиры, белки и углеводы. Природные жиры и липиды: строение и свойства. Превращения жиров пищи в организме. Гидролиз и гидрирование жиров в технике, продукты переработки жиров. Работы М. Бертло, П. Сабатье.

Углеводы: классификация и структурные особенности. Моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза. Дисахариды: сахароза, мальтоза, лактоза. Полисахариды: крахмал, целлюлоза. Строение, свойства, нахождение углеводов в природе. Метаболизм углеводов – основной источник энергии в организме.

Белки. Основные аминокислоты, образующие белки. Структуры молекул белка. Свойства белков: гидролиз, денатурация. Успехи в изучении строения и синтезе белка.

Биологическая роль в организме жиров, белков и углеводов. Сравнение их энергетической ценности.

Основные термины: гидролиз, гидрирование, моно-, олиго-, полисахариды, метаболизм, таутомерия, рацемическая смесь.

Демонстрации: растворимость жиров в воде и неполярных растворителях. Отношение жиров к бромной воде. Высыхающие и невысыхающие масла. Определение функциональных групп в глюкозе. Гидролиз целлюлозы и крахмала. Обнаружение аминосоединений в табаке. Цветные реакции на белок. Обнаружение аминокислот на коже человека.

Лабораторные опыты: доказательство строения жиров. Характерные реакции на жиры. Получение искусственного мёда. Обнаружение крахмала. Качественная реакция на крахмал и её применение. Растворимые в воде белки. Растворение нерастворимых белков. Обнаружение в составе белка аминокислот, содержащих серу. Коагуляция белка. Физические и химические свойства глицина.

Практическая работа № 3. Ферментативный гидролиз жира с участием сухого препарата поджелудочной железы – панкреатина.

Практическая работа № 4. Метаболизм углеводов.

Практическая работа № 5. Решение экспериментальных задач.

Домашний эксперимент. Выделение крахмала из муки и его обнаружение. Распознавание сливочного масла и маргарина. Обнаружение глюкозы в ягодах и плодах. Электролитическое обнаружение крахмала в недозрелых фруктах.

Тема 4. Вещества в шкафах аптеки (биохимия и медицина) (13 ч.). Ферменты – биологические катализаторы. Классификация и строение ферментов. Апофермент, холофермент, кофермент. Активный центр фермента. Специфичность ферментов. Механизм действия ферментов. Значение ферментов в биологии и применение в промышленности.

Витамины: история открытия, классификация, виды витаминной недостаточности. Источники поступления витаминов в организм человека, их функции.

Гормоны – биологически активные вещества, регулирующие жизнедеятельность организмов. Классификация: стероиды, производные аминокислот, белковые гормоны. Инсулин и гормон роста как продукты биотехнологии.

Лекарства. Химиотерапия. Группы лекарств: сульфамиды (стрептоцид), антибиотики (пенициллин), антипиретики (аспирин), анальгетики (анальгин). Лекарственные формы, способы применения. Синтез новых лекарственных препаратов – одна из задач биохимии.

Основные термины: апофермент, кофермент, холофермент, активный центр фермента, гиповитаминоз, гипервитаминоз, химиотерапия, фитотерапия, лекарственные растения.

Демонстрации: плакаты, иллюстрирующие работу фермента. Образцы витаминных препаратов. Поливитамины. Иллюстрации животных с разными формами авитаминозов. Йодная проба на витамин С. Определение витамина D. Рисунок молекулы инсулина. Рисунки с различными формами заболеваний в результате гипофункции или гиперфункции желез внутренней секреции. Белковая природа инсулина (цветные реакции). Лекарственные формы, рецепт. Лекарственные растения (гербарии). «Анальгиновый» и «ампициллиновый» хамелеоны. «Фараонова» змея (разложение норсульфазола при нагревании).

Лабораторные опыты: действие амилазы слюны на крахмал. Действие дегидрогеназы на метиленовый синий. Действие каталазы на перекись водорода. Определение витамина А в подсолнечном масле. Определение витамина С в соке яблока, шиповника, апельсина. Опыты с бриллиантовым зеленым. Опыты с парацетамолом. Опыт с фенолфталеином. Опыт с димедролом. Взаимодействие левомецитина со свежеосажденным гидроксидом меди (II).

Практическая работа № 6. Условия действия ферментов (влияние токсикантов на уреазу; определение оптимальных условий действия амилазы слюны на крахмал; действие оксидоредуктазы на гидрохинон, дегидрогеназа на формальдегид).

Практическая работа № 7. Определение водорастворимых витаминов во фруктах.

Практическая работа № 8. Влияние антропогенных загрязнителей на содержание витамина С в листьях лука.

Практическая работа № 9. Анализ состава ацетилсалициловой кислоты.

Экскурсия в аптеку.

Тема 5. Свет и жизнь (6 ч.). Пластический обмен у растений: история открытия и значение. Работы К.А. Тимирязева. Роль фотосинтеза в природе и жизни человека. Химия фотосинтеза. Хлорофилл и фотосинтез. Влияние света, углекислого газа, температуры, водоснабжения на процесс фотосинтеза. Перспективы использования хлореллы для полетов в космос.

Основные термины: фотосинтез, хлорофилл, пигменты хлорофилла (хлорофилл-а и хлорофилл-в), каротин, ксантофилл, фотолиз воды, свойства света.

Демонстрации: получение спиртовой вытяжки хлорофилла. Разделение пигментов листа. Получение круговой хроматограммы хлорофилла на бумаге.

Практическая работа № 10. Газообмен при фотосинтезе. Влияние силы света.

Практическая работа № 11. Условия, необходимые для фотосинтеза.

Домашний эксперимент. Условия, необходимые для образования хлорофилла (свет, температура, кислород).

Тема 6. Подведем итоги (2 ч.). Конкурс сообщений «Самое-самое…вещество» (интересное, важное, распространенное, необходимое и т.д.) Ученическая конференция «Биохимия – химия жизни».

Дополнительная литература:

Литература

для учащихся

Литература

для учителя

1. Габриелян О.С. Химия 10 класс. М. Дрофа. 2000-2005.

2. Конарев Б.Н. Любознательным о химии. Органическая химия. М. Химия. 1982.

3. Сибриков С.Г. Неизвестный доктор Парацельс //Химия в школе. 2002. №10. С. 87-91.

4. Шульпин Г.Б. Эта удивительная химия. М. Химия. 1984.

1. Артамонова И.Г., Сагайдачная В.В. Практические работы с использованием лекарственных препаратов и средств бытовой химии //Химия в школе. 2002. № 9. С. 73-76

2. Астуфуров В.И. Основы химического анализа. Учебное пособие по факультативному курсу. М. Просвещение. 1974.

3. Арефина О.В. О применении стратегии «Продвинуной лекции» //Химия в школе. 2005. № 2. С. 15-20.

4. Балаев И.Е. Домашний эксперимент по химии. Пособие для учителей. М. Просвещение. 1977.

Приложение

Тема 6. Подведём итоги

Примерные темы рефератов и проектов к итоговой конференции

«Биохимия – химия жизни».

1. Железо и медь в организмах их роль в энергетике клетки.

2. О металлах и ферментах.

3. Фотосинтез глазами химика.

4. Железо и процессы дыхания в живых организмах.

5. Домашняя аптечка.

6. Ароматные вещества.

7. Химия и косметика.

8. Искусственная пища: за и против.

9. Холестерин враг сосудов.

10. Лекарственные растения.

11. Фитотерапия.

12. Генная инженерия.

13. Польза и вред хрустящих сухариков.

14. Можно ли использовать аспирин как консервант?

15. Доктор Парацельс.

16. Первая женщина врач – Юлия Лермонтова.