Открытый урок в 10 классе
по теме: «Полисахариды. Крахмал и целлюлоза».
Цели
урока: формирование
представлений о важнейших полисахаридах: крахмале и целлюлозе - в сравнении их
строения, свойств, применения и значения в природе.
Задачи: 1) обучающие - закрепить умение писать реакции, характеризующие химические свойства
моносахаридов на примере глюкозы; сравнить строение и свойства крахмала и
целлюлозы; на основе межпредметных связей органической химии и биологии
показать значение полисахаридов в строении и функционировании живой природы;
формирование навыков и умений информационно – поисковой деятельности в процессе
подготовки проекта,
2) развивающие - развитие познавательного интереса к химии и
биологии, выработка умений сравнивать, классифицировать, выделять существенные
признаки, обобщать изучаемые свойства и делать аргументированные выводы;
формирование умения устанавливать причинно- следственные связи,
самостоятельности учащихся по добыванию и применению знаний; развитие
практических умений и навыков в процессе выполнения лабораторных опытов.
3) воспитательные - способствовать воспитанию коммуникабельности,
умению общаться на деловом уровне, адаптации работы в группе, паре; расширение
кругозора обучающихся о применении полисахаридов и их роли в природе.
Тип
урока: Урок
изучения нового материала с использованием компьютерных технологий.
Оборудование
и реактивы:
·
ноутбук,
·
проектор,
·
экран,
·
CD – диск «Уроки химии Кирилла и Мефодия.
10-11 классы»,
·
презентация мини - проекта
«Полисахариды в косметике»,
·
образцы крахмала и целлюлозы,
·
образцы тканей из ацетатного
шелка,
·
образцы продуктов, содержащих
крахмал (картофель, рис, макароны, геркулес и белый хлеб),
·
йодная настойка, вода горячая,
лёд.
·
химические стаканы, пипетки,
фарфоровые чашечки,
·
учебник, тетрадь.
Учебник: «Химия 10» О.С.Габриелян.
ХОД УРОКА
I.
Организационный момент
II.
Вступительное слово учителя
Наливаешь
крепкий чай,
Хорошенько сахарозу
В чашке ложкой размешай.
Виноградную глюкозу,
И медовую фруктозу,
И молочную лактозу
Любят взрослый и малыш.
Но крахмалом и клетчаткой,
Что совсем-совсем несладки,
Тоже нас не удивишь.
Так устроена природа –
Это тоже… УГЛЕВОДЫ (отвечают
учащиеся)
-
Сегодня на уроке, как вы поняли из стихотворения, мы продолжаем изучать класс
органических соединений - углеводы.
(Заставка
на экране – крахмал и целлюлоза). С момента своего появления на Земле человек
употребляет растительную пищу, богатую крахмалом, использует для своих нужд
древесину и другие растительные объекты, содержащие большое количество
целлюлозы. В настоящее время человек уже умеет выделять и перерабатывать
природные полимеры, получая из них ценные вещества, материалы, продукты: бумагу
и ткани, муку и патоку, спирт и древесный уголь.
Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим важнейшие полисахариды: крахмал и
целлюлозу. Сравним их по строению, физическим и химическим свойствам, вспомним
из курса биологии о нахождении полисахаридов в природе, расширим ваши знания о
применении крахмала и целлюлозы.
Запись темы урока в тетрадях. «Полисахариды.
Крахмал и целлюлоза».
III.
Актуализация знаний
Тест
«Глюкоза: строение и свойства» (письменно, 1 человек), работа по дидактической
карточке «Углеводы. Глюкоза» (допишите предложения), интерактивные тесты (2
человека).
Давайте
вспомним классификацию углеводов (фронтальная беседа с классом)
Какие
они бывают? Приведите примеры соединений относящихся к данному классу.
Почему
глюкозу называют альдегидоспиртом? Изобразите структурную формулу глюкозы на
доске. Какие свойства глюкозы этим обусловлены?
Почему
фруктозу называют кетоноспиртом? Превратите формулу глюкозы в фруктозу (на
доске).
Характерна
ли для фруктозы реакция «серебряного зеркала»? Почему?
Запишите
уравнения реакций спиртового и молочно-кислого брожения глюкозы (у доски). В
каких областях нашли применение данные процессы? При каких условиях возможны
данные реакции?
IV.
Изучение нового материала
Итак,
сегодня наша задача сравнить крахмал и целлюлозу.
(Обучающиеся
в течение урока заполняют в тетрадях таблицу, которая изображена на доске).
Сравнительная характеристика
крахмала и целлюлозы
Признаки
сравнения
Полисахариды
Крахмал
Целлюлоза
Нахождение
в природе
Состав
(общая формула)
Структурное
звено
Физические
свойства
Химические
свойства
Применение
Слайд
1.
(Рассказ
учителя с элементами беседы в сопровождении презентации).
-
Давайте назовём продукты, содержащие крахмал (Ответы учащихся: картофель, хлеб,
рис, мука и т.д.).
-
Назовите процесс, в результате которого в листьях растений образуется крахмал.
(Фотосинтез).
Учитель: крахмал образуется в зелёных растениях при
поглощении ими энергии солнечного света. В клетках, содержащих хлорофилл, из
углекислого газа и воды синтезируется глюкоза, которая затем превращается в
крахмал. Крахмал содержится в цитоплазме растительных клеток в виде зерен
запасного питательного вещества. Картофельные клубни содержат крахмала около
20%, пшеничные и кукурузные зёрна – около 70%, а рисовые – до 80%.
Давайте
заполним первую строку таблицы.
Слайд
2.
Рассмотрим
состав и строение крахмала.
-
Назовите общую формулу крахмала. Запишите её в тетради (и на доске)
(Учащиеся
заполняют вторую строку в таблице: «состав»)
Учитель: Крахмал - природный полимер. Структурными звеньями
макромолекул крахмала являются остатки молекул циклической α-глюкозы.
Макромолекулы крахмала неодинаковы по размерам: в них входит разное число
структурных звеньев – от нескольких сотен до нескольких тысяч, поэтому
неодинакова их молекулярная масса.
Учащиеся
заполняют третью строку таблицы «структурное
звено»
Слайд
3.
Учитель: макромолекулы крахмала различаются не только
размерами, а, следовательно, массой, но и структурой. Он является смесью двух
веществ: амилозы и амилопектина. Амилоза имеет линейную структуру, она
растворяется в воде. На её долю приходится 10-20%. У амилопектина структура
разветвленная, в воде он не растворяется, а только набухает. На его долю
приходится 80-90%.
Теперь
давайте обратим внимание на физические свойства крахмала. Попробуем их описать.
(Учащиеся
устно описывают физические свойства образца крахмала, пробуя растворить его в
воде. (Ответ: белый порошок, без запаха, нерастворимый в холодной воде, в
горячей воде образует клейстер). Заполняют 4 строку таблицы «физические свойства»
Переходим
к изучению химических свойств полисахаридов. Слайд
4.
В
древности недобросовестные торговцы подмешивали в сметану муку, чтобы она
становилась гуще. Обнаружить такой обман можно было очень легко. Для этого
достаточно было капнуть маленькую капельку йода на сметану. И если продукт
содержал крахмал, то йод приобретал синюю окраску.
Как
называется такая реакция, которая позволяет распознавать вещества? (Качественная). Просмотр видеофрагмента.
Учитель: характерной реакцией крахмала является его взаимодействие с
йодом. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах.
При нагревании синее окрашивание исчезает, при охлаждении появляется вновь.
(Если время позволит – можно проделать этот опыт в классе).
Сейчас
мы с вами постараемся обнаружить крахмал в различных продуктах питания, с
которыми сталкиваемся каждый день. Перед вами картофель, рис, макароны,
геркулес и белый хлеб. Добавьте к каждому образцу йодную настойку.
(Учащиеся
выполняют лабораторные опыты).
Что вы наблюдаете? Какие продукты содержат больше крахмала, какие меньше?
Почему вы так думаете?
Учитель: А благодаря наличию гидроксогрупп крахмал способен
образовывать эфиры, которые не нашли практического применения. Просмотр
видеоопыта.
Слайд
5.
Учитель: крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу. В
зависимости от условий гидролиз может протекать ступенчато, с образованием
различных промежуточных продуктов – декстринов, мальтозы, глюкозы.
Учащиеся
заполняют пятую строку таблицы «химические
свойства»
Слайд
6.
Рассмотрим
применение крахмала. В каких областях крахмал нашёл широкое применение? (Ответы:
пищевая, кондитерская, и др.)
Учитель: крахмал – ценный питательный продукт. Непосредственно
крахмал не усваивается организмом. Чтобы облегчить его усвоение, продукты,
содержащие крахмал, подвергают воздействию выс. температур. Происходит
частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде. В
пищеварительном тракте они подвергаются дальнейшему гидролизу с образованием
глюкозы, которая усваивается организмом.
Крахмал
используют в производстве клея, при обработке белья, в кондитерской промышленности.
(Заполнение 6 строки таблицы: «применение крахмала»)
Слайд
7.
Учитель: а сейчас мы рассмотрим признаки целлюлозы в
сравнении с крахмалом. - Давайте вспомним из курса ботаники, какие материалы
содержат целлюлозу? (Ответы обучающихся).
Учитель:
целлюлоза, или клетчатка, входит в состав растений, образуя в них оболочки.
Отсюда происходит и её название – от лат. Cellula,
что значит – клетка. Целлюлоза придаёт растениям прочность и эластичность и
является своеобразным скелетом растительных клеток. Волокна хлопка содержат до
98% целлюлозы, волокна льна – до 80%, а в древесине – около 50%. (Заполнение
первой строки таблицы «нахождение
целлюлозы в природе»)
Учитель: чистая целлюлоза – белое твёрдое вещество (демонстрация
ваты), не растворимое в воде и обычных растворителях, но хорошо растворяется в
аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактив Швейцера). (лабораторный опыт
– растворение целлюлозы в орг. растворителе). (Заполнение 4 строки в таблице «физические свойства целлюлозы»)
Слайд
8.
Учитель: целлюлоза, как и крахмал, является природным
полимером. Оказалось, что они имеют одинаковые по составу структурные звенья и
одну и ту же молекулярную формулу – (C6H10O5)n. В чём же отличие? А отличие в структуре
макромолекул. Молекулы крахмала имеют линейную или разветвлённую структуру,
целлюлоза – только линейную. Это объясняет то, что целлюлоза образует такие
волокнистые материалы, как хлопок, лён и т.д. (Демонстрация образцов тканей из
льна и хлопка). В природных волоконцах макромолекулы целлюлозы располагаются в
одном направлении, т.е. ориентированы вдоль оси волокна. Возникающие при этом
многочисленные водородные связи между гидроксогруппами разных макромолекул
обусловливают высокую прочность этих волокон.
Слайд
9.
Давайте
отметим состав и структурное звено целлюлозы (Заполнение 2 и 3 строки таблицы
«состав» и «структурное звено целлюлозы»).
Учитель: целлюлоза состоит из остатков β-глюкозы. А в чём отличие α-
глюкозы от β- глюкозы?
В
пищеварительном тракте жвачных животных целлюлоза подвергается гидролизу под
действием микроорганизмов кишечника.
Слайд
10.
Учитель: рассмотрим химические свойства целлюлозы.
1.
Целлюлоза легко горит с
образованием углекислого газа и воды. Поэтому природные объекты с её выс.
содержанием, например, древесина, используются как топливо.
(C6H10O5)n + 6n O2 →6n
CO2 + 5n H2O + Q
При
нагревании древесины без доступа воздуха происходит её термическое разложение,
приводящее к образованию ценных органических веществ (ацетона, уксусной
кислоты, метанола) и древесного угля.
2.
Подобно крахмалу, но с меньшей
скоростью, целлюлоза гидролизуется под действием минеральных кислот. В итоге
образуется глюкоза.
(C6H10O5)n + n H2O → t n С6Н12О6
Слайд
11.
Учитель: Целлюлоза способна образовывать эфиры. Каждое структурное
звено целлюлозы содержит по 3 гидроксильные группы. За счёт них целлюлоза может
давать простые и сложные эфиры. Большое значение имеют азотнокислые эфиры
целлюлозы. Они получаются при действии на целлюлозу азотной кислоты в
присутствии серной кислоты. В зависимости от условий, получают динитроцеллюлозу
или тринитроцеллюлозу. (Заполнение 5 строки таблицы «химические свойства целлюлозы»)
Слайд
12.
Учитель: Остановимся немного подробнее на свойствах
нитроцеллюлозы. Их общее свойство – горючесть. Просмотр видео.
Тринитрат
целлюлозы, называемый пироксилином, - сильновзрывчатое вещество. Его применяют
для производства бездымного пороха. Просмотр видео.
Слайд
13.
Учитель: Реакция образования сложных эфиров имеет очень
большое промышленное значение. Сейчас мы убедимся в этом на примере получения
триацетилцеллюлозы. Её получают в реакции с уксусным ангидридом. Полученную ди
– и триацетилцеллюлозу используют для приготовления искусственного ацетатного
волокна. (Демонстрация образцов ткани из искусственного и синтетического
материала). А в чём отличие искусственных волокон от синтетических? (Ответ:
искусственные волокна получают из природных материалов, а синтетические – из
полученных химическим путём веществ).
Слайд
14.
Заполним
6 строку таблицы «применение
целлюлозы»: целлюлоза
используется с давних времён. Она идёт на изготовление тканей, верёвок,
канатов. Путём гидролиза целлюлозы и брожения образующейся при этом глюкозы
получают этиловый спирт, идущий на производство бутадиена для синтеза каучука.
Эфиры необходимы в производстве нитролаков, киноплёнки, искусственных волокон,
взрывчатых веществ. Целлюлоза используется в строительстве и при изготовлении
бумаги.
Слайд
15.
Учитель: С давних времён человек использует волокнистые природные
материалы для изготовления одежды и различных изделий домашнего обихода. По
мере увеличения потребностей населения и развивающейся техники возникла
потребность получать химические волокна.
Давайте
откроем учебники на с 210 и прочтём, как происходит формование ацетатного
волокна (обучающийся читает вслух).
(
Работа с рис. 34 учебника и текстом на с. 210, рассматривают образцы тканей из
ацетатного шелка)
V.
Закрепление изученного материала
Итак,
сегодня мы познакомились с очень важным и широко распространенным классом
соединений – полисахаридами. Сейчас мы знаем о них гораздо больше, чем раньше.
Давайте проверим, а что же мы запомнили.
Фронтальная
беседа по вопросам:
·
Какое вещество является
мономером крахмала? Целлюлозы?
·
В клетках каких живых
организмов образуются крахмал, целлюлоза,
·
Какие функции выполняют в
клетках живых организмов полисахариды?
·
Сравните относительные
молекулярные массы крахмала и целлюлозы. У какого вещества она больше? Почему?
·
Чем отличаются крахмал и
целлюлоза по строению? Что общего в их строении?
·
Какие химические свойства,
обусловленные наличием гидроксогрупп, проявляют крахмал и целлюлоза?
·
При каких условиях происходит
гидролиз полисахаридов?
·
Каким изменениям подвергаются
крахмал и целлюлоза в пищеварительном тракте человека и животных? Запишите
уравнение реакции гидролиза крахмала. Переваривается ли целлюлоза в желудках
большинства животных и человека? Почему?
·
Можно ли из крахмала получить
волокна, а затем ткань? Почему?
(Далее
обучающиеся выполняют интерактивный тест по новому материалу – итоговый тест из
5 вопросов, слайд 19).
VI.
Презентация мини – проекта «Полисахариды в косметике»
VII . Подведение итогов.
VIII.
Домашнее задание: §24, c. 206-211, упр.2, 5 с. 211;
подготовиться
к практической работе №7 «Углеводы»;
используя
следующую ссылку, найдите практический совет по хранению хлеба свежим:
http://sc.karelia.ru/catalog/res/be622174-1521-3e1b-1e1c-a8ac90616b34/view/
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.