Урок по биологии "Органические вещества. Строение, свойства и функции углеводов."
план-конспект урока по биологии (9 класс)

Цель урока: углубить и обобщить знания о строении и функциях углеводов.

Задачи урока:

Образовательные: Познакомить учащихся с классификацией углеводов, продолжить развитие у школьников умения выявлять связь между составом, строением молекулы органического вещества и его функциями в клетке, показать большую позитивную роль углеводов в жизнедеятельности растений, животных, грибов.

Развивающие: Способствовать развитию логического мышления; умения правильно обобщить данные и сделать вывод


Предварительный просмотр:

Урок № 3.

Тема урока: Органические вещества. Строение, свойства и функции углеводов.

Цель урока: углубить и обобщить знания о строении и функциях углеводов.

Задачи урока:

Образовательные: Познакомить учащихся с классификацией углеводов, продолжить развитие у школьников умения выявлять связь между составом, строением молекулы органического вещества и его функциями в клетке, показать большую позитивную роль углеводов в жизнедеятельности растений, животных, грибов;

Развивающие: Формировать умения обнаруживать углеводы и их значение в жизни человека, продолжить развитие логического мышления учащихся, продолжить формирование умений работать с различными источниками информации;  продолжить развитие познавательных мотивов, направленных на получение нового знания о живой природе;

Воспитательные: Продолжить формирование научного мировоззрения, воспитание биологически грамотной личности; становление и развитие нравственных и мировоззренческих устоев личности; продолжить формирование экологического сознания, воспитание любви к природе;

Оборудование: Пробирки, 1-процентный раствор глюкозы, 10-процентный раствор гидроксида натрия, 5-процентный раствор медного купороса, крахмальный клейстер, йод, крахмал, компьютерная презентация

Основные понятия: биополимеры, моносахариды, дисахариды, полисахариды, хитин.

Методы обучения: репродуктивные, частично-поисковые, экспериментальные

Обучающиеся должны:

- знать особенности строения молекул биополимеров, основные функции углеводов;

- уметь объяснять значение органических веществ в процессах жизнедеятельности.

Ход урока

I этап урока. Организационный.

II этап урока. Проверка знаний учащихся.

Тест «Неорганические вещества клетки»

   Экспресс-опрос.

1. Какова общая формула углеводов? ( Углеводы – Cn(H2O)m )

2. Опишите глюкозу по плану описания физических свойств:

Агрегатное состояние (твердый),

Цвет (бесцветный),

Вкус (сладкий),

Растворимость в воде (хорошая).

3. Укажите формулу глюкозы (С6 Н12 О6)

4. Запишите уравнение реакции в результате, которого образуется глюкоза (фотосинтеза).          

Какие продукты лучше использовать для быстрого восстановления энергозатрат, утоления чувства голода?

Как доказать наличие углеводов (глюкозы, крахмала) в овощах и фруктах?

 III этап урока. Мотивационно-ориентационный

Называется тема и цель урока

Что же это за вещества такие – углеводы?

Обратимся к истории и литературе.

 Это сейчас сахар – постоянный спутник нашего стола, без которого гостей не накормишь, да и самим чашки чая не выпьешь. Было время, когда сахар считали дорогим лекарством и покупали в аптеках по той же цене, что и серебро. В России сахар появился в 1273 году (первое упоминание о кристаллическом сахаре, ввозимом с заморскими товарами, относится ко времени правления великого князя Василия Ярославича), а в Европе – в 1747 году. Спрос на сахар сильно возрос с середины XVII века, когда в России начали употреблять чай, быстро ставший национальным напитком. В 1718 году указом Петра I купцу Верстову было поручено строительство первой в России «сахарной мануфактуры».

 4 этап урока. Изложение нового материала.

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 Cn(H2O)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.

Углеводы, или сахариды, по особенностям строения делятся на три группы. (По ходу объяснения учителя дети заполняют схему в тетради)

Углеводы

                               Моносахариды              Олигосахариды           Полисахариды

                               1.                                    1.                                  1.

                               2.                                    2.                                  2.

                               3.                                    3.                                  3.

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.

Моносахариды можно рассматривать как производные многоатомных спиртов (в простейшем случае — глицерина). При окислении глицерина получаются два простейших моносахарида — глицериновый альдегид и диоксиацетон, которые играют важную роль в обмене веществ в клетке.

Из тетроз в процессах жизнедеятельности наиболее важна эритроза. Этот сахар в растениях является одним из промежуточных продуктов фотосинтеза.

Наиболее широко распространены в животном и растительном мире пентозы и гексозы. Пентозы представлены такими важными соединениями, как рибоза (С5Н10О5) и дезоксирибоза (С5Н18О4). 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.

      Олигосахариды (полисахариды первого порядка) составляют промежуточную группу между моносахаридами и высшими полисахаридами (полисахаридами второго порядка). 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.        

Полисахариды второго порядка, или несахароподобные сложные углеводы, в воде не растворяются, сладкого вкуса не имеют. Важнейшими полисахаридами являются крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, муреин.

Крахмал является смесью двух полимеров глюкозы: амилозы и амилопектина.  Амилопектин окрашивается йодом в сине-фиолетовый цвет.        

    Количество остатков глюкозы в молекуле крахмала исчисляется несколькими тысячами. Его общая формула (С6Н10О5)п. Крахмал содержится в большом количестве, например, в клубнях картофеля, в большинстве семян и во многих плодах.

 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.     Клетчатка (целлюлоза) — главный структурный полисахарид клеточных стенок растений. В ней аккумулировано около 50% всего углерода биосферы.

Хитин является еще одним строительным материалом, которого особенно много в наружном скелете членистоногих и в клеточных стенках грибов.

Для подтверждения их химических свойств проведем лабораторную работу.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Опыт 1. Растворимость углеводов в воде

В колбу или стакан со 100 мл воды присыпать 20 г глюкозы и перемешать. Тоже самое проделать с крахмалом.

Опыт 2. Качественная реакция на глюкозу

В пробирку налить 8 мл 1-процентного раствора глюкозы и 4 мл 10-процентного раствора гидроксида натрия. К смеси прибавить при встряхивании несколько капель 5-процентного раствора медного купороса. После появления синего окрашивания пробирку нагреть в верхней части до кипения.

Опыт 3. Качественная реакция на крахмал и гликоген

В стакан с крахмальным клейстером добавить несколько капель йода. Содержимое пробирки нагреть и наблюдать за происходящими изменениями. Нагревание прекратить и продолжить наблюдения.

К раствору гликогена добавить 2-3 капли йода. Результаты внести в таблицу:

Объекты исследования

Наблюдаемые изменения

  1. Крахмал + йод
  2. Гликоген + йод

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:

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.

4. Защитная – гепарин – ингибитор свертывания крови; слизи, выделяемые различными железами и богатые углеводами, предохраняют пищевод, кишечник, желудок, бронхи от механических повреждений, препятствуют проникновению в организм бактерий и вирусов; камеди, выделяющиеся в местах повреждения стволов и ветвей, защищают деревья и кустарники от проникновения инфекций через раны.

5. Составная часть жизненно важных веществ – входят вместе с белками в состав ферментов, ДНК, РНК, АТФ.

5 этап урока. Закрепление изученного материала.

Работа в группах по карточкам.

    Карточка 1. Почему промороженный картофель вскоре после оттаивания становится сладким? За счет чего сорванные незрелые плоды растений (яблоки, груши, бананы) при хранении становятся мягкими и сладкими?

Карточка  2.  Почему глюкоза в организме животных хранится в форме гликогена, хотя его синтез из глюкозы требует дополнительных затрат энергии? А для чего в организме растений из глюкозы образуется целлюлоза и крахмал?

Карточка  3.   Почему в тканях растений количество углеводов значительно больше, чем у животных?

Карточка  4.   Каково значение углеводов в жизнедеятельности человека? Какие виды патологий может вызывать нарушение превращений углеводов в организме?

Карточка 5.  Почему наши клетки обычно запасают глюкозу в виде полимера гликогена, а не в виде собственно глюкозы?

Карточка  6. Желудочно - кишечный тракт большинства животных и человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы, тогда как крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы и усваиваются организмом. Объясните причину такого явления, учитывая, что все перечисленные полисахариды состоят из остатков глюкозы. За счет чего происходит переваривание клетчатки в организме травоядных животных?

6 этап урока Домашнее задание: п.2.5

Творческое задание. Составьте схему (таблицу или кластер) применения глюкозы в повседневной жизни человека и в промышленности.


По теме

Урок по химии в 10 классе на тему: «Белки, их строение, свойства, биологические функции»

На уроке использованы: презентация «Структура белка», компьютер, проектор, учебник, разноуровневые карточки с вопросами, тестами, учебные тексты по блокам, таблицы «Стру...

Конспект к уроку "Агрегатные состояния вещества. Строение твердых, жидких и газообразных тел" для 7 класса

Конспект к уроку "Агрегатные состояния вещества. Строение твердых, жидких и газообразных тел" для 7 класса...

Презентация к уроку по теме "Алканы. Строение, свойства, получение, применение"

Презентация к данному уроку позволяет учителю четко и полно раскрыть основные понятия темы,  а также помогает учащимся закрепить полученные знания...

Презентация к уроку по теме "Алкины. Строение, свойства, применение"

Презентация к данному уроку позволяет учителю четко и полно раскрыть основные понятия темы,  а также помогает учащимся закрепить полученные знания. ...

Урок по теме "Азот, строение, свойства"

Тип урока изложение нового материала. Урок сопровождается показом слайдов....

Конспект урока по теме "Зависимость строения, свойств, применения органических веществ"

Мероприятие включает самостоятельную  творческую работу учащихся,  игро­вые ситуации. Направлено на обобщение и систематизацию знаний о кислородосодержащих органичес­к...

Технологическая карта урока «Белки, их строение, свойства, биологические функции» (с использованием платформы МЭО)

Технологическая карта урока химии в 10 классе по теме «Белки, их строение, свойства, биологические функции» с использованием платформы МЭО....