Бинарный урок на тему: "Крахмал"
учебно-методический материал по теме

   КРЫМСКОЕ  РЕСПУБЛИКАНСКОЕ  ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ                        

                                                    УЧЕБНОЕ  ЗАВЕДЕНИЕ

                       «ДЖАНКОЙСКИЙ  ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ  ЛИЦЕЙ»

                     Бинарный  урок

                   Химия – биология

                                                    Разработан:

                                                                                  Карасевой Е.Г.

                                                                                  Провели:

                                                                                  Преподаватель химии:

                                                                                  Карасева Е.Г.

                                                                                  Преподаватель биологии:

                                                                                  Усманова М.М.

                                                 Джанкой, 2011 г.

                    Бинарный  урок.  Химия – биология

Тема урока: « Крахмал»

Цели урока: 1.  закрепить умение писать реакции, характеризующие        

                            химические свойства моносахаридов на примере глюкозы;  

                            -  сравнить строение и свойства крахмала с изученными моно

                            и дисахаридами; на основе межпредметных связей  

                            органической химии и биологии, а так же спецпредметами  

                            показать значение крахмала  

                            в строении и функционировании живой природы;  

                         2. развитие познавательного интереса к химии и биологии,  

                            выработка умений сравнивать, классифицировать, выделять  

                            существенные признаки, обобщать изучаемые свойства и  

                            делать аргументированные выводы; развитие практических  

                            умений и навыков в процессе выполнения лабораторных  

                            опытов;

                         3.   способствовать воспитанию коммуникабельности, умению  

                            общаться на деловом уровне; расширение кругозора  

                            учащихся о применении полисахаридов и их роли в природе. Тип урока: Бинарный урок изучения нового материала с использованием компьютерных технологий.                       

Оборудование и материалы: компьютер, проектор, экран, презентация;

таблица: «Содержание крахмала в крупах» (на партах);  в пакетиках: крахмал, наборы круп; образцы продуктов содержащих и не содержащих  крахмал: картофель, хлеб, колбаса, сало, сыр, макароны; йод, пипетки.

                                          Ход  урока

1. Организационный момент (1 мин)
2. Преподаватель:

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)

Преподаватель химии:  Как вы уже догадались, сегодня на уроке мы продолжим изучение темы «Углеводы».  А  почему эти вещества назвали углеводами? (уч-ся отвечают…) . Какая формула глюкозы? Она относится к моносахаридам или полисахаридам и почему?

Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим один из важнейших полисахаридов -  крахмал.  Рассмотрим  его по строение, физические и химические свойства, вспомним из курса биологии о нахождении полисахаридов в природе, расширим  знания о применении крахмала.

      Запись темы урока в тетрадях. «Крахмал».

Эта тема тесно связана не только с биологией, но и со спецдисциплинами «Гигиена и санитария», «Кулинария».

      Все вы знаете как выглядит крахмал. У вас на столе он находится в пакетике. Охарактеризуйте его физические свойства. (Уч-ся, глядя на крахмал, дают его характеристику).  Запишите: Крахмал – это белый порошок, без запаха, нерастворимый в воде. В горячей воде набухает, образуя коллоидный раствор – клейстер.

      Крахмал чрезвычайно распространен в растительном мире. Так клубни картофеля содержат до 20% крахмала, в зернах пшеницы и кукурузы около 70%, а в рисе до 80%.

    Как он образуется в растениях вы уже проходили на уроках биологии.

Преподаватель биологии:  В природе крахмал находится в виде зерен в растительных клетках. Зерна эти можно увидеть под микроскопом. Каждое из них – это скопление громадного числа молекул. Крахмал является продуктом усвоения оксида углерода(IV) зелеными клетками растений. Он образуется в результате фотосинтеза растений. При поглощении растениями энергии солнечного излучения из углекислого газа и воды в результате ряда процессов синтезируется глюкоза.  А какой газ при этом выделяется? Вы уже проходили это в школе в младших классах. (кислород.) В  общем виде этот процесс может быть выражен уравнением:

                                     6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2

Затем глюкоза превращается в крахмал:

                                     nС6Н12О6 →( С6Н10О5)n  + n Н2О

Преподаватель химии:  Крахмал, как это видно из формулы, является природным полимером. Его макромолекулы имеют

             а) линейную структуру

             б) разветвленную структуру

Запишите и зарисуйте.

         Причем молекулярная масса разветвленной структуры намного превышает молекулярную массу линейной структуры.

         Вы уже в школе в курсе природоведения проходили, что является реактивом на крахмал. (уч-ся отвечают: йод). 

         Какое при этом появляется окрашивание? . (уч-ся отвечают: синее). 

Запишите, пожалуйста.    Реактивом на  крахмал является йод, при этом появляется синее окрашивание.

         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.

Преподаватель биологии:  А сейчас, как повара, вы проделаете опыты и проверите, в каких из выданных образцов содержится крахмал.  (уч-ся капают йодом на выданные продукты). (выполняют лабораторные опыты).

Что вы наблюдаете? Какие продукты окрасились и в какой цвет? Почему? При подвергании горячей обработке сырых продуктов, таких как картофель, мука и прочие крахмал подвергается гидролизу. И этот процесс вы сейчас рассмотрите с точки зрения химии.

Преподаватель химии: 

Одним из важнейших химических свойств  крахмала  является процесс гидролиза. Какой процесс называется гидролизом? (уч-ся отвечают)

      В зависимости от условий гидролиз может протекать ступенчато, с образованием различных промежуточных продуктов – декстринов, мальтозы, глюкозы.  Запишите: Процесс гидролиза крахмала идет ступенчато.

Вначале образуются макромолекулы с меньшей молекулярной массой, чем у крахмала – декстрины, затем образуется изомер сахарозы – мальтоза и конечным продуктом гидролиза является – глюкоза

        Крахмала → декстрины → мальтоза → глюкоза

                                ( С6Н10О5)n  + nН2О → nС6Н12О6

       Впервые реакцию гидролиза крахмала при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1881 г. русский ученый К.С. Кирхгофф.

Вам было задано на дом подготовить короткие сообщения…

1-ый уч-ся: Русский химик Константин Сигизмундович (Готлиб Си-гизмунд Константин) Кирхгоф (19.02.1764–26.02.1833) родился в немецком герцогстве Мекленбург-Шверин. В 1792–1802 году работал помощником директора, а потом директором Главной аптеки Петербурга. Открытие в 1811 году гидролиза крахмала при нагревании в присутствии кислот положило начало изучению каталитических процессов. В 1814 году К.С.Кирхгоф в вытяжке из проросших семян ячменя открыл фермент, осуществляющий осахаривание (гидролиз) крахмала. На основании этих исследований был создан первый промышленный процесс получения патоки и глюкозы из крахмала. С 1807 года член-корреспондент, а с 1812 года – действительный член Петербургской академии наук. Занимался также анализом минералов, получением взрывчатых веществ.

2-ой уч-ся: Слово «крахмал» вошло в русский язык с петровских времён. Оно заменило старославянское «скроб», существующее до сих пор в чешском и сербско-хорватском языках. Считают, что слово «скроб» имеет звукоподражательный характер: порошок крахмала хрустит, когда его мнут пальцами. «Крахмал» – искажённое немецкое Kraftmehl (состоит из двух корней: Kraft – «сила» и Mehl – «мука»). 

Как питательное вещество и как протекает гидролиз крахмала у нас в организме вас познакомит преподаватель биологии.

Преподаватель биологии:  Крахмал является основным углеводом нашей пищи. Однако он не может усваиваться организмом в таком виде, как мы его употребляем. Какие изменения и, что с ним происходит  организме нам подготовил сообщение _______ уч-ся.

Сообщение уч-ся:  поисках крахмала капнем  йод себе на руку. Наша кожа не синеет. Сколько крахмала мы поедаем в виде хлеба, картофеля, овощей, но в составе наших тканей его нет. Что же происходит с молекулой крахмала, когда она с пищей попадает в наш организм? Как аппетитно выглядит жаренный картофель! При одном его виде, особенно если вы проголодались, «текут слюнки». И они текут не даром: для них сейчас найдется дело.

       При пережевывании во рту пища обильно  смачивается слюной. В ней есть особое вещество – фермент амилаза. Большие молекулы крахмала могут разлагаться молекулами воды на более мелкие части, а амилаза помогает им в этом. Разложение молекул крахмала  на все более и более мелкие части продолжается в желудке и кишечнике (под влиянием других ферментов), пока он до конца не превратится в глюкозу. Наш организм крахмал непосредственно не усваивает, так как его молекулы не могут всасываться в кровь через стенки кишечника. Маленькие же, растворимые в воде молекулы глюкозы легко проникают в кровеносные сосуды и доставляются током крови ко всем тканям организма. Там глюкоза окисляется поступающим с кровью кислородом и превращается в углекислый газ и воду. При этом выделяется теплота. Она дает организму жизненную энергию и поддерживает определенную температуру тела. Значит крахмал – это как бы топливо нашего организма! Избыток глюкозы откладывается в печени в виде высокомолекулярного углевода – гликогена. По строению гликоген отличается от крахмала большей разветвленностью своих молекул. Этот запасной гликоген между приемами пищи снова превращается в глюкозу по мере расходования ее в клетках организма.

 Преподаватель биологии:  Промежуточные продукты гидролиза крахмала (декстрины) легче усваиваются организмом , чем сам крахмал, так как состоят из меньших по размерам молекул и лучше растворяются в воде. Приготовление пищи связано именно с превращением крахмала в декстрины. Частичный гидролиз крахмала происходит, например при варке картофеля, при выпечке хлеба.

Преподаватель химии:  как вы думаете, из чего получают крахмал» (уч-ся: из картофеля, из кукурузы…).  Правильно… Крахмал получают чаще всего из картофеля.  Картофель моют, затем измельчают на механической терке и  измельченную массу промывают на ситах водой. Освободившиеся из клеток клубня мелкие зерна крахмала проходят с водой через сито и оседают на дне чана. Крахмал тщательно промывают, отделяют от воды и сушат.

       А скажите, пожалуйста, что такое патока? Вы это должны знать из кулинарии. Так вот в пищевой промышленности из крахмала готовят глюкозу и патоку. Патока – это густая сладкая масса, представляет собой смесь декстринов и глюкозы. Она образуется в процессе гидролиза крахмала, если его не доводить до конца. Она применяется в кондитерском деле для приготовления мармелада, пряников и пр. с патокой кондитерские изделия не кажутся приторно-сладкими, как приготовленные на чистом сахаре, и долго остаются мягкими.

Практическое задание: У вас даны образцы круп и вы, как повара, распределите их по мере возрастания в них содержания крахмала. Чтоб вам было легче вам даны таблицы. На пакетиках проставьте номера. Там где меньше всего крахмала, на ваш взгляд, поставьте цифру 1 и т.д. 1….4.

   Так какой вывод можно сделать? Какая крупа является диетической? В какой крупе больше всего содержится крахмала?

Таблица. Химический состав различных видов крупы по содержанию питательных веществ характеризуются данными в % на сухое вещество.

А теперь скажите, где применяется крахмал. Свяжите ответ со своей профессией. (Уч-ся приводят примеры)

Таким образом, крахмал является ценным продуктом питания.

Закрепление изученного материала

Итак, сегодня мы познакомились с очень важным и широко распространенным  полисахаридом - крахмалом. Сейчас мы знаем о нем гораздо больше, чем раньше. Давайте проверим, а что же мы запомнили.

Фронтальная беседа по вопросам:

• Какое вещество является мономером крахмала?
• Как называется коллоидный раствор крахмала?
• Какие функции выполняет в клетках живых организмов крахмал?
• Что является реактивом на крахмал?
• При каких условиях происходит гидролиз крахмала?
• Что является конечным продуктом гидролиза крахмала?

Домашнее задание.

Заполнить таблицу. Пояснение: заполните только колонку «Крахмал». Колонку «Целлюлоза» будем заполнять на следующем уроке по мере объяснения материала.