Методическая разработка по химии "Аминокислоты"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
«БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Рассмотрено на заседании ЦМК

Протокол № ____от________________

                                                                                       Председатель_____________________

                            (Ф.И.О)

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Специальность 34.02.01 Сестринское дело базовой подготовки

Дисциплина «Химия»

Раздел 4. Органическая химия

Тема 4.22. Аминокислоты

Разработчик: преподаватель химии Дъячук Людмила Владимировна

2017

Содержание

Методический лист …………………………………………………………..4 Интегративные связи…………………………………………………………6

Примерная хронокарта занятия……………………………………………...7

Исходный материал…………………………………………………………..9

Задания для закрепления и систематизации знаний……………………….14

Контролирующий материал…………………………………………………14

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов………...16

Список использованных источников………………………………………..16

Выписка из рабочей программы
дисциплины «Химия»
для специальности 34.02.01 Сестринское дело базовой подготовки

Тема 4.22. Аминокислоты	Содержание учебного материала	2
	Строение, номенклатура, изомерия и классификация аминокислот, физические свойств, амфотерные свойства аминокислот. Формирование умения характеризовать строение и свойства  аминокислот. Организация собственной деятельности при ответе на контрольные вопросы.		1,2
	Лабораторные работы	-
	Практические занятия	-
	Контрольные работы	-
	Самостоятельная работа обучающихся: работа с конспектом лекций, ответ на контрольные вопросы [2, с.353 - 361]	1

МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ

Вид занятия – комбинированный урок

Продолжительность – 90 мин.

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ

1. Учебные цели:

     - сформировать знания о строении, номенклатуре, изомерии и классификации аминокислот, физических свойствах, амфотерных свойствах аминокислот.

2. Развивающие цели:

- формирование умений характеризовать строение и свойства  аминокислот и давать им названия, составлять структурные формулы изомеров, характеризовать строение и свойства аминокислот как химических веществ с двойственными свойствами, развитие логического мышления, внимания, памяти, умения осуществлять самостоятельный поиск  информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач, использовать ИКТ.

3. Воспитательные цели:

- создавать содержательные и организационные условия для развития самостоятельности в добывании студентами знаний, скорости восприятия и переработки информации, культуры речи, воспитании настойчивости в достижении цели, формирование способности организовывать собственную деятельность при выполнении упражнений.

Методы обучения – объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, частично – поисковый, использование ИКТ.

Место проведения занятия – кабинет биологии, анатомии и генетики

человека с основами медицинской генетики.

МОТИВАЦИЯ

    Аминокислоты имеют исключительно важное значение для живых организмов не только как исходные вещества для построения полипептидов и белков, но и сами выполняют ответственные физиологические функции Среди природных аминокислот выделяют протеиногенные  аминокислоты, которые входят в состав белков. Примерно половина из них являются незаменимыми, так как они не синтезируются в организме человека. В организм они поступают в составе пищи. Если их количество будет недостаточно, нормальное развитие и функционирование организма человека нарушаются. При отдельных заболеваниях организм не в состоянии синтезировать некоторые другие аминокислоты. Например, при фенилкетонурии не синтезируется тирозин. Не только незаменимые аминокислоты важны для выполнения физиологических функций организма. Функционирование нервной системы связано с участием γ-аминомасляной кислоты. При поступлении нервного импульса к нервной клетке она возбуждается, пропуская внутрь через каналы клеточной мембраны ионы натрия. Внутри клетки возникает избыточный положительный заряд. Для того, чтобы «выключить» действие нервной клетки, необходимо компенсировать этот заряд ионами хлора. На помощь приходит нейромедиатор -  γ-аминомасляная кислота, она помогает открыть канал для поступления ионов хлора, которые проникают внутрь, происходит торможение нервного импульса. Этот принцип лежит в основе действия транквилизаторов. Аминокислоты используются в качестве лекарственных средств в медицине, например, глицин, который оказывает укрепляющее действие на организм и стимулирует работу мозга. Знание свойств, особенностей действия аминокислот на организм позволит медицинскому работнику организовывать собственную деятельность для эффективного выполнения профессиональных задач.

ИНТЕГРАТИВНЫЕ СВЯЗИ

ПРИМЕРНАЯ  ХРОНОКАРТА  ЗАНЯТИЯ

п/№	Наименование этапа	Время	Цель этапа	Деятельность		Оснащение
				преподавателя	студентов
-1-	-2-	-3-	-4-	-5-	-6-	-7-
1.	Организационный этап	3 мин.	Организация начала занятия, подготовка рабочего места студентов	Отмечает отсутствующих студентов в журнале	Староста  называет отсутствующих студентов. Студенты  приводят в соответствие внешний вид, готовят рабочие места.	Журнал, тетради
2.	Контроль знаний по предыдущей теме	20 мин.	Оценка уровня сформированности знаний по теме «Амины»	Инструктирует и проводит контроль	Индивидуальный опрос	Приложение 1 контрольные вопросы, упражнения
3.	Мотивационный этап	2 мин.	Развитие интереса к новой теме	Объясняет студентам важность изучения данной темы	Слушают, задают вопросы	Методическая разработка теоретического занятия
4.	Цели занятия	2 мин	Установка приоритетов при изучении темы	Озвучивает цели занятия	Слушают, записывают в тетрадь новую тему	Методическая разработка теоретического занятия, презентация
5.	Изложение исходной информации	40 мин.	Формирование знаний о строении, номенклатуре, изомерии и классификации аминокислот, физических свойствах, амфотерных свойствах аминокислот.	Излагает новый материал	Слушают, записывают
6.	Выполнение заданий для закрепления знаний	10 мин.	Закрепление знаний, формирование умений характеризовать строение и свойства  аминокислот и давать им названия, составлять структурные формулы изомеров, характеризовать строение и свойства аминокислот как химических веществ с двойственными свойствами, развитие логического мышления, внимания, памяти, умения осуществлять самостоятельный поиск  информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач, использовать ИКТ.	Инструктирует и контролирует выполнение заданий, обсуждает правильность ответов	Выполняют задания, слушают правильные ответы, после выполнения, вносят коррективы	Приложение 2 Задания для закрепления знаний
7.	Предварительный контроль новых знаний и проверка	13 мин.	Оценка эффективности занятия и выявление недостатков в новых знаниях, развитие самостоятельности в добывании студентами знаний, скорости восприятия и переработки информации, культуры речи, воспитание настойчивости в достижении цели.	Инструктирует и проводит контроль	Выполняют задания	Приложение 3
	Задание для самостоятельной внеаудиторной  работы студентов	1 мин.	Формирование и закрепление знаний, развитие умения работать с учебной литературой и дополнительной  при ответе на контрольные вопросы.	Дает задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов, инструктирует	Записывают задание	Приложение 4

Исходный материал

Аминокислоты – соединения, содержащие две функциональные группы: аминогруппу – NH₂ и карбоксильную группу – СООН, связанные с углеводородным радикалом.

R – это радикал (-СН₃, -С₂Н₅)

Так как аминокислоты содержат две различные функциональные группы, которые оказывают влияние друг на друга, их свойства отличаются от свойств аминов и карбоновых кислот.

Изомерия и номенклатура аминокислот

1) Изомерия углеродного скелета:

2) Изомерия положения функциональных групп:

По систематической номенклатуре названия аминокислот образуются из названий соответствующих кислот прибавлением приставки амино- и указанием места расположения аминогруппы по отношению к карбоксильной группе. Нумерация углеродной цепи с атома углерода карбоксильной группы.

Пример:

Часто используется также другой способ построения названий аминокислот, согласно которому к тривиальному названию карбоновой кислоты добавляется приставка амино- с указанием положения аминогруппы буквой греческого алфавита.

Пример:

В живых организмах в биосинтезе белка участвуют 20 аминокислот, для которых применяют чаще исторические названия: аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, аспарагин, валин, гистидин, глицин, глутаминовая кислота, лейцин, лизин, метионин, тирозин и т.д.

Получение аминокислот

 Из карбоновых кислот

CH3COOH + Cl2 => CH2ClCOOH + HCl - образуется хлоруксусная кислота
CH2ClCOOH + NH3 => C

H2NH2COOH + HCl - образуется аминоуксусная кислота

Свойства аминокислот

Аминогруппа определяет основные свойства аминокислот, так как способна присоединять к себе катион водорода по донорно-акцепторному механизму за счёт наличия свободной электронной пары у атома азота.

Карбоксильная группа определяет кислотные свойства этих соединений. Следовательно, аминокислоты – это амфотерные органические вещества.

1) Взаимодействие со щелочами:

Н2N-СН2-СООН + NaOH → H2N-CH2-COONa + Н2О

2) Взаимодействие с сильными кислотами:

Н2N-СН2-СООН + HCl→ Сl[Н3N-СН2-СООН]

3) Реакция конденсации с выделением воды и образованием амидной группировки:

NH₂-(CH₂)₅-COOH + H-NH-(CH₂)₅-COOH→NH₂-(CH₂)₅-CO-NH-(CH₂)₅-COOH +H₂O

                                                                                      Димер

Получаемые в результате такой реакции высокомолекулярные соединения содержат большое число амидных фрагментов и поэтому получили название амидов.

К ним, например, кроме капрона, относится также энант, образующийся при поликонденсации аминоэнантовой кислоты.

Продукты конденсации α-аминокислот носят общее название пептиды, а образующаяся между аминокислотными остатками связь – NH-CO – называется пептидной.

В зависимости от числа аминокислотных остатков различают простые пептиды (до десяти остатков аминокислот), олигопептиды (до 50 остатков аминокислот) и полипептиды (более 50 остатков аминокислот). Полипептиды называют также белками или протеинами.

Полиамиды α- аминокислот называют пептидами. В зависимости от числа остатков аминокислот различают ди-, три-, полипептиды. В таких соединениях группы – NH-CO – называют пептидными.

Применение аминокислот

Аминокислоты широко применяются в медицинской практике. В первую очередь это относится к таким аминокислотам, как метионин, гистидин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты. В последние годы список аминокислот - лекарственных препаратов - существенно расширился. В него входят аргинин, ароматические аминокислоты, цистеин и некоторые другие.

Глутаминовая кислота используется в психиатрии при эпилепсии и, особенно, в детской психиатрии для лечения слабоумия и последствий родовых травм. Кроме того, ее применяют в комплексной терапии язвенной болезни и при гипоксии.

Аспарагиновая кислота способствует повышению потребления кислорода сердечной мышцей, обладает антитератогенным действием. В кардиологии применяют панангин - препарат, содержащий аспартат калия и аспартат магния. Панангин применяют для лечения различного рода аритмий, а также ишемической болезни сердца.

Эффективным представляется использование аминокислот как пищевых добавок, имеющее двоякое значение: в качестве лечебных компонентов, а также для улучшения питательной ценности пищевых продуктов и придания им оптимальных вкусовых свойств. Так, глутаминовая кислота, помимо фармакологического эффекта, улучшает вкус мясных продуктов, является весьма важным ингредиентом при консервировании и замораживании. Многие другие аминокислоты также улучшают вкус тех или иных пищевых продуктов. Термическая обработка пищи в присутствии таких аминокислот, как валин, метионин или глицин, приводит к получению своеобразного аромата мясных или хлебобулочных изделий.

Косметические средства с добавками аминокислот более эффективно поддерживают нормальные функции кожи, благотворно сказываются на качестве волос.

Приложение 1

Контрольные вопросы по теме «Амины»

1) Что такое амины? На какие группы делятся амины? Приведите пример аминов.

2) Какой тип изомерии характерен для аминов? Номенклатура аминов. Способы получения аминов.

3) Физические свойства аминов. Почему амины проявляют основные свойства?

4) С какими веществами амины вступают в реакции? Перечислите области применения аминов.

Критерии оценки за устный опрос (контрольные вопросы):

Оценка   "5" ставится, если обучающийся:  показывает глубокое и полное знание и понимание материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, явлений и закономерностей, теорий, взаимосвязей; умеет составить полный и правильный ответ; правильно и обстоятельно отвечает на дополнительные вопросы; допускает не более одного недочёта, который легко исправляет.

Оценка   "4" ставится, если обучающийся: показывает знание всего изученного материала; даёт полный и правильный ответ; допускает незначительные ошибки и недочёты; небольшие неточности в формулировке понятий; материал излагает в логической последовательности, допуская негрубую ошибку или два недочёта, которые может исправить.

 Оценка   "3" ставится, если обучающийся: излагает материал фрагментарно; не всегда последовательно, допускает ошибки при формулировке выводов, ошибки при определении понятий; отвечает неполно на вопросы преподавателя.

Оценка   "2" ставится, если обучающийся: не раскрывает основное содержание материала; не делает выводов и обобщений; допускает более двух грубых ошибок, которые не может исправить даже при помощи преподавателя.

Задание 1.

Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

метан → А → бензол → Б → анилин

Укажите названия веществ А и Б

Эталон ответов:

1) 2СН₄ → С₂Н₂ + 3Н₂

2) 3С₂Н₂ → С₆Н₆

3) С₆Н₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O

4) C₆H₅NO₂ + 6H → C₆H₅NH₂ + 2H₂O

А – ацетилен; Б – нитробензол

Задание 2.

Напишите структурные формулы всех аминов состава C₃H₉N

Эталон ответов:

CH₃NHC₂H₅                 (CH₃)₃N                 C₃H₇NH₂

метилэтиламин        триметиламин         пропиламин

Критерии оценок за задание 1:

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если имеются небольшие ошибки (не поставлен  коэффициент или неправильно дано название  1 веществу)

Оценка «3» ставится, если имеются 2 существенные ошибки (неправильно составлено уравнение реакции, не названы вещества)

Оценка «2» ставится, если  правильно выполнено менее половины задания.

Критерии оценок за задание 2:

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если имеются небольшие ошибки (неправильно дано название  1 веществу)

Оценка «3» ставится, если составлены только 2 формулы и неправильно названо одно вещество

Оценка «2» ставится, если  правильно выполнено менее половины задания.

Приложение 2

Задания для закрепления знаний по теме «Аминокислоты»

Задание 1.

Почему аминокислоты называют гетерофункциональными соединениями?

Эталон ответа

Аминогруппа определяет основные свойства аминокислот, так как способна присоединять к себе катион водорода по донорно-акцепторному механизму за счёт наличия свободной электронной пары у атома азота.

Карбоксильная группа определяет кислотные свойства этих соединений. Следовательно, аминокислоты – это амфотерные органические вещества (2балла).

Задание 2.

Назовите следующие аминокислоты:

1) NH₂ - CH₃ – CH₂ – CH₂ – COOH

2) NH₂ - CH – CH₂ – CH₂ – COOH

                ׀

             CH₃

3) CH₃ – CH₂ – CH – COOH

                           ׀

                         NH₂

Эталон ответа

1) 4-аминобутановая кислота (1 балл)

2) 4 - амино – 4 – метилбутановая кислота (1 балл)

3) 2 – аминобутановая кислота (1 балл)

Приложение 3

Задание для предварительного контроля знаний

Химический диктант по теме «Аминокислоты»

 Инструкция: прочитайте внимательно текст. Вставьте пропущенные слова, словосочетания, формулы.

1) Аминокислоты – это гетерофункциональные соединения, аминогруппа обусловливает …………….  свойства, а карбоксильная группа - …………….. свойства.

2) Для аминокислот характерны 2 типа изомерии – изомерия ………….. ….. и изомерия …………  …………. .

3) В живых организмах в биосинтезе белков участвуют ………  аминокислот.

4) Как основания аминокислоты взаимодействуют с …………. ………… , а как кислоты аминокислоты взаимодействуют с …………….. .

5) Примерно половина из природных кислот являются    …………….., так как они не синтезируются в организме человека.

6) Продукты конденсации α – аминокислот называют …………. .

7) Полипептиды называют  …………. или ……………. .

8) Формула аминоуксусной кислоты следующая –

Эталоны ответов:

1) Аминокислоты – это гетерофункциональные соединения, аминогруппа обусловливает основные  свойства, а карбоксильная группа - кислотные свойства.

2) Для аминокислот характерны 2 типа изомерии – изомерия углеродного скелета и изомерия положения функциональной группы.

3) В живых организмах в биосинтезе белков участвуют 20 аминокислот.

4) Как основания аминокислоты взаимодействуют с сильными кислотами, а как кислоты аминокислоты взаимодействуют с основаниями.

5) Примерно половина из природных кислот являются незаменимыми,   так как они не синтезируются в организме человека.

6) Продукты конденсации α – аминокислот называют пептидами.

7) Полипептиды называют  белками или протеинами.

8) Формула аминоуксусной кислоты следующая – NH₂CH₂COOH

(по одному баллу)

Критерии оценок  за работу по новой теме

Оценка «5»: обучающийся набирает 7 баллов (1балл за каждый правильный ответ)

Оценка «4»: обучающийся набирает 5-6 баллов

Оценка «3»: обучающийся набирает 4 балла  (ставится по желанию)

Приложение 4

Задание для самостоятельной внеаудиторной  работы студентов

Изучите конспект лекции, ответьте письменно на контрольные вопросы 2,4,5 [2, с.278].

Список использованных источников

1. Ерохин, Ю.М. Химия [Текст]: учеб. для сред. проф. учеб. заведений / Ю.М. Ерохин; под ред. В.Н.Николаева. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 384 с.

2. Габриелян, О.С. Химия. 10 класс. Углубленный уровень [Текст]: учебник/ О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.Ю. Пономарёв; под. ред. Т.Д. Гамбурцева. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2017. – 368 с.

3. Габриелян, О. С. Химия. 10 класс: Настольная книга для учителя [Текст]: пособие для учителя / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов; под ред. Н. В. Губина.  – М.: Дрофа, 2010. – 480 с.

4. Радецкий, А.М., Горшкова, В.П., Кругликова, Л.Н. Дидактический материал по химии для 10-11 классов [Текст]: пособие для учителя / под ред. Е.К. Липкина. – М.: Просвещение, 2008. – 79 с.