Глюкоза. Строение молекулы. Изомерия. Физические и химические свойства. Нахождение в природе

Этапы урока

Деятельность

1.Организационный момент (5 мин.)

Учитель:

Учащиеся:

Сегодня на уроке мы с вами приступим к изучению углеводов и начнем изучение глюкозы. Рассмотрим строение молекулы глюкозы, способы ее получения, а также физические и химические свойства. Послушаем выступления ребят о биологическом значении и применении глюкозы.

Записывают число, классная работа и тему урока.

2. Актуализация опорных знаний учащихся (7 мин)

Учитель:

Учащиеся:

Прежде, чем приступить к изучению новой темы, давайте вспомним, какие классы кислородосодержащих органических веществ мы изучили?

(На слайде названиями классов кислородосодержащих веществ: 1)Спирты одноатомные; 2)Спирты многоатомные; 3)Альдегиды; 4)Кетоны; 5)Карбоновые кислоты; 6)Простые эфиры; 7)Сложные эфиры; 8)Фенолы)

2.Какой класс веществ содержит карбоксильную группу? (-СООН, кислоты)

3.Какой класс веществ содержит гидроксильную группу? (-ОН, спирты)

4.Какой класс веществ содержит альдегидную группу? (-СОН, альдегиды)

5.Какой класс веществ содержит карбонильную группу? (кетоны)

6.В каких классах веществ радикалы соединяются через кислород?(сложные эфиры)

8.При помощи какого реактива можно определить многоатомные спирты? (Cu (OH)₂ ); CuO KMnO₄ Br₂ Ag₂O Cu (OH)₂ FeCl₃

Отвечают на поставленные вопросы

3. Мотивация учебной деятельности (5 мин.)

Учитель:

Учащиеся:

А знаете ли вы, что углеводы — это те самые сладости, которые вы так любите, (фрукты, торты, конфеты, варенье, шоколад и т.д., особенно много углеводов содержит виноград). Углеводы жизненно важные вещества, которые необходимы каждому организму. Эти вещества расходуются, и человек должен постоянно пополнять их запасы. Понятно, что вещества, входящие в состав тканей организма, не похожие на те, которые он употребляет в пищу. Организм человека перерабатывает пищевые продукты и в процессе своей жизнедеятельности постоянно расходует энергию, которая, как мы знаем, выделяется при окислении в тканях организма, углеводы входят в состав нуклеиновых кислот, осуществляющих биосинтез белка и передачу наследственных признаков.

Углеводы – важный источник энергии для организма, участвуют в обмене веществ. Основными источниками углеводов являются растительные продукты.

Внимательно слушают

4. Изучение нового материала(13-15 мин)

Учитель:

Учащиеся:

Учитель:

Учащиеся:

Учитель:

Учащиеся:

Учитель:

Учащиеся:

Учитель:

Углеводы используются с глубокой древности – самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которым познакомился человек, был мед.

Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия.

Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327г. До н.э.

Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. Немецким химиком А. Марггафом.

Термин слова «сладкий» и окончание –оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж. Дюла в 1838г.

Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относится к углеводам.

В 1811г. Русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала, а впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я.Берцелиус в 1837 г. C₆H₁₂O₆

Углеводы – обширный класс природных соединений. В зависимости от числа остатков моносахаридов в молекуле делятся на моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды (простые углеводы) – углеводы, которые не гидролизуются. В зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы. Для человека наиболее важны глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза.

Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов. Наиболее важны для человека сахароза, мальтоза и лактоза.

Полисахариды – высокомолекулярные соединения – углеводы, которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов. Они делятся на перевариваемые и неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте. К перевариваемым относят крахмал и гликоген, из вторых для человека важны клетчатка, гемицеллюлоза и пектиновые вещества.

Глядя на общую формулу Сn(Н2О)m, скажите одинаково ли соотношение Н₂ и О₂ в углеводах и воде? Сn(Н₂О)_m и H₂O

2 : 1. Углеводы – органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, причем водород и кислород входят в соотношении (2 : 1) как в воде, отсюда и название.

На основе этой аналогии русский химик К. Шмидт в 1844 г. предложил термин углевода (углерод и вода), а общая формула углеводов Сn(Н₂О)_m

Вопрос: Итак, важнейшим представителем моносахаридов является? глюкоза. Молекулярная формула глюкозы С₆Н₁₂О₆ показывает, что в молекуле должны быть кислородосодержащие функциональные группы. Прежде чем перейти к строению молекулы, мы с вами посмотрим видео опыты. При изучении, каких тем мы встречались с вами с этим веществом в курсе химии? Биологии?

химия – альдегиды, спирты; биология – фотосинтез, строение клетки.

А каким реактивом можно сразу же определить альдегидные и спиртовые группы?

Отвечают

Давайте посмотрим, так ли это? (демонстрация видеоматериала качественные реакции, видео опыты: «Определение качественного состава глюкозы при помощи реакции «серебряного зеркала», «Определение качественного состава глюкозы при помощи гидроксида меди(II))

Сделаем предположение, что в молекуле 1 альдегидная группа, то гидроксильных групп соответственно будет 5. О наличии 5-и гидроксильных групп подтверждает сложный эфир глюкозы, содержащий, 5 остатков уксусной кислоты и экспериментально доказывает, что все атомы углерода связаны между собой в прямую цепь. Запишем формулу, выражающую глюкозы:

А теперь давайте попробуем вспомнить, как можно получить глюкозу. Кто помнит, что называется фотосинтезом?

а) Реакция фотосинтеза (видео)

6СО₂ + 6H₂O – С₆Н₁₂ О₆ + 6О₂ +Q

б)Реакция полимеризации (из формальдегида)

в) Гидролиз крахмала (уравнение записывает учитель)

Учащиеся сами описывают физические свойства глюкозы:

Глюкоза – это твёрдое бесцветное кристаллическое вещество, имеет сладкий вкус. Хорошо растворяется в воде.

Частично мы сегодня с вами уже говорили о химический свойствах глюкозы, давайте их еще раз вспомним и запишем (какие качественные реакции характерны для глюкозы?)

1. Реакция “серебряного зеркала”

СН2ОН – (СНОН)4 – СОН + Ag2O → СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + +2Ag↓

2. Взаимодействие с гидроксидом меди (II)

СН₂ОН–(СНОН)₄–СОН + 2Сu(ОН)₂ → СН₂ОН–(СНОН)₄–СООН + Сu₂О + 2Н₂О

3) Гидрирование глюкозы

Специфические свойства.

Большое значение имеют процессы брожения глюкозы, происходящие под действием органических катализаторов-ферментов (они вырабатываются микроорганизмами).

а) спиртовое брожение (под действием дрожжей)

б) молочнокислое брожение (под действием молочнокислых бактерий)

в) маслянокислое брожение

А теперь предлагаю послушать ваших одноклассниц, которые подготовили сообщение о том каково биологическое значение глюкозы и где ее применяют. По мере поступления информации постарайтесь сделать краткие записи.

5. Закрепление пройденного материала (5-7 мин.)

Учитель:

А теперь я вам предлагаю решить загадку, карточки лежат с начала урока

Размышление-загадка.

Лаборант приготовила реактивы и вышла из кабинета. Здесь Трёхатомный спирт, сойдя с полочки, подошёл к столу и забрал свой реактив. Увидев это, Глюкоза возмутилась: «Что вы делаете, зачем берёте чужое, это же мой распознаватель!».

«Позвольте, позвольте, вмешаться в ваш спор, - промолвил Метаналь, - это же моё вещество».

Вопросы: ●Кто из них был прав?

●О каком веществе они спорили?

●Как разрешить этот спор?

Задания:

1. Напишите формулы всех веществ, участвующих в споре.

2. Напишите формулу вещества, о котором шёл спор.

3. Запишите уравнения возможных реакций.

Учащиеся пишут ответы на листочках и отдают учителю.

Учитель делает самопроверку, на раздаточном материале заранее эти реакции записаны.

6. Подведение итогов урока (5 мин)

Учитель:

Учащиеся:

Что же вы сегодня узнали нового на уроке?, а что уже знали?

Что запомнилось на уроке?

Что понравилось?

Отвечают на вопросы

7. Домашнее задание (2 мин)

Учитель:

Учащиеся:

Записывают