Урок органической химии "Углеводы"

Урок  «Углеводы».

Курс 1.

Тема:  «Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки».

Цель урока: Сформировать знания об углеводах, рассмотреть их функции.

Задачи:

Обучающие: расширить и углубить систему знаний у учащихся об органических соединениях. Познакомить учащихся с основными группами углеводов и их значением для жизнедеятельности организмов.

Развивающая: развивать умения сравнивать, обобщать, анализировать, выделять главное в изучаемых явлениях и процессах.

Воспитательная: воспитывать бережное отношение к своему здоровью и окружающей среде.

Тип урока: комбинированный

Формы работы учащихся групповая, индивидуальная

Оборудование: мультимедиа проектор, экран, компьютер, раздаточный материал.

Ход урока:

I. Организационный момент- 1мин

-приветствие

-подготовка аудитории к работе

-наличие учащихся

Отвечают на приветствие

II. Проверка знаний по минеральным веществам клетки: - 10 мин

1. Работа у доски - 3 человека

2. Работа по карточкам – 1 человек

3. Тест-тренажёр (индивидуальная работа)- 1 человек

4. Проверочный  электронный  тест  (фронтальная работа)- 4-5 человек

III этап. Изучение  нового  материала    (презентация)

1. Содержание углеводов в живой материи

Углеводы – самые распространенные на Земле органические вещества. Они содержатся в клетках всех живых организмов. Название «углеводы» произошло потому, что первые известные вещества этого класса состояли как бы из углерода и воды. Общая их формула Сn(Н₂O)m. У большинства углеводов число атомов водорода в 2 раза превышает количество атомов кислорода. Позднее были найдены углеводы, не отвечающие этой общей формуле, но название «углеводы» сохранилось.

В животных клетках углеводов немного: 1–2, иногда до 5%  (например, в клетках печени). Растительные клетки, напротив, богаты углеводами – там их содержание достигает 90% сухой массы.

2. Классификация углеводов и их свойства

Углеводы, или сахариды, по особенностям строения делятся на три группы.

1. Моносахариды (монозы, или простые сахара) – состоят из одной молекулы и представляют собой твердые кристаллические вещества, бесцветные и хорошо растворимые в воде. Почти все они обладают приятным сладким вкусом.

Наиболее широко распространены в животном и растительном мире пентозы и гексозы. Пентозы представлены такими важными соединениями, как рибоза (С₅Н₁₀О₅) и дезоксирибоза (С₅Н₁₀О₄). В дезоксирибозе около одного из атомов углерода отсутствует кислород, отсюда и название этого углевода. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав мономеров нуклеиновых кислот – ДНК и РНК, а также в состав АТФ.

Из гексоз наиболее широко распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Их общая формула С₆Н₁₂О₆. Глюкоза – виноградный сахар. Она входит в состав важнейших ди- и полисахаридов. Глюкоза – первичный и главный источник энергии для клеток. Фруктоза в большом количестве встречается в плодах, поэтому ее часто называют плодовым сахаром. Особенно много фруктозы в меде, фруктах, сахарной свекле. Галактоза – пространственный изомер глюкозы. Она входит в состав лактозы – молочного сахара, а также некоторых полисахаридов.

2. Олигосахариды составляют промежуточную группу между моносахаридами и высшими полисахаридами (полисахаридами второго порядка). Олигосахариды еще называют сахароподобными веществами. Они содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков. В зависимости от количества остатков моносахаридов (количества мономерных звеньев), входящих в молекулы олигосахаров, различают дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее широко распространены в природе дисахариды, молекулы которых образованы двумя остатками моносахаридов. К ним относятся сахароза, лактоза и мальтоза.

Сахароза – хорошо знакомый нам тростниковый или свекловичный сахар; общая формула С₁₂Н₂₂О₁₁. Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. Она чрезвычайно широко распространена в растениях (семена, ягоды, корни, клубни, плоды) и играет большую роль в питании многих животных и человека. Этот дисахарид легко растворим в воде. Главное сырье для получения сахарозы – сахарная свекла и сахарный тростник.

Лактоза – молочный сахар, имеет в составе глюкозу и галактозу. Этот дисахарид находится в молоке (от 2 до 8,5%) и является основным источником энергии для детенышей млекопитающих. Используется в микробиологической промышленности для приготовления питательных сред.

Мальтоза – солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы. Мальтоза является основным структурным элементом крахмала и гликогена.

3. Полисахариды второго порядка, или несахароподобные сложные углеводы, в воде не растворяются, сладкого вкуса не имеют. Молекулярная масса велика и составляет от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Важнейшими полисахаридами являются крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, муреин.

Крахмал является смесью двух полимеров -глюкозы: амилозы и амилопектина. Количество остатков глюкозы в молекуле крахмала исчисляется несколькими тысячами. Его общая формула (С₆Н₁₀О₅)n. Крахмал содержится в большом количестве, например, в клубнях картофеля, в большинстве семян и во многих плодах. Запасается крахмал в виде крахмальных зерен, наиболее крупные они у картофеля, а самые мелкие – у риса и гречихи.

Гликоген – полисахарид, содержащийся в тканях тела животных и человека, а также грибах, дрожжах и зерне сахарной кукурузы. Гликоген играет важную роль в превращениях углеводов в животных организмах. Он в значительных количествах накапливается в печени, мышцах, сердце и других органах. Гликоген поставляет глюкозу в кровь. Он является полимером -глюкозы и по структуре напоминает амилопектин, но разветвлены его полимерные цепи сильнее. Молекула гликогена состоит примерно из 30 тыс. остатков глюкозы.

Клетчатка (целлюлоза) – главный структурный полисахарид клеточных стенок растений. В ней аккумулировано около 50% всего углерода биосферы. Клетчатка нерастворима в воде. По своей структуре это линейный полимер. Ее молекула представляет собой неразветвленную вытянутую цепочку моносахаридов, представленных -глюкозой. Множество линейных молекул целлюлозы уложено параллельно и «связано в пучки» водородными связями. Поперечная связь между цепями препятствует проникновению воды, поэтому целлюлоза очень устойчива к гидролизу и, следовательно, является прекрасным строительным материалом, идеально подходящим для растений.

Хитин – это другой полимер, мономером которого является аминопроизводное -глюкозы – N-ацетилглюкозамин. Хитин является еще одним строительным материалом, которого особенно много в наружном скелете членистоногих и в клеточных стенках грибов.

Таким образом, углеводы – разнообразная по своему строению, а следовательно, и по физическим и химическим свойствам, группа веществ. Это многообразие позволяет им выполнять в клетках и организмах многочисленные функции.

3. Биологические функции углеводов

Со многими функциями этих органических веществ мы уже познакомились выше, поэтому подчеркнем лишь главные функции углеводов.

1. Энергетическая – углеводы служат источником энергии для организма. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж (4,2 ккал) энергии. Следует отметить, что сахара являются главным источником быстро мобилизуемой энергии, так как в процессе пищеварения они легко переводятся в форму, пригодную для удовлетворения энергетических потребностей клеток.

2. Строительная – целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин обнаруживается в клеточной стенке грибов и в наружном скелете членистоногих, гликопротеиды – соединения углеводов с белками входят в состав хрящевой и костной ткани животных.

3. Запасающая – выражается в том, что крахмал накапливается клетками растений, а гликоген – клетками животных. Эти вещества служат для клеток и организмов источником глюкозы, которая легко высвобождается по мере необходимости.

III. Закрепление знаний

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

Биологическая разминка

Установите соответствие между углеводами и их классами

УГЛЕВОДЫ	КЛАСС УГЛЕВОДОВ
А) крахмал Б) сахароза В) гликоген Г) рибоза Д) лактоза Е) глюкоза Ж) целлюлоза З) мальтоза И) хитин К) дезоксирибоза Л) галактоза	1) Моносахариды – правая рука 2) Олигосахариды- левая рука 3) Полисахариды- две руки        вверх

IV. Домашнее задание

§ 9 стр. 34 – 37 в.1-3- (учебник биологии) – 3балла

Заполнить таблицу « Состав, свойства и функции углеводов» – 4 балла

Творческое задание: заполните схему – 5 баллов

Практическое значение углеводов