БПОУ ВО «БМК»

Методическая разработка

Теоретическое занятие.

Тема: «Углеводы. Свойства. Получение»

Учебный предмет: Химия

Курс : 1

Всего часов: 2ч

Место провидения : кабинет химии.

Рассмотрена и одобрена на заседании ЦМК от __________________

Протокол:_________________

Председатель___________________

Преподаватель: Бочарова О.Н.

Бутурлиновка,2025г.

1

Тема:

Углеводы. Свойства. Получение.

Цель: Изучить свойства и получение углеводов.

Задачи:

1. Обучающие: Рассмотреть особенности строения

углеводов; проанализировать разнообразие углеводов в природе и

особенности их функционирования.

2. Развивающие: Развитие умений выделять существенные признаки, давать

характеристику веществам; умений работать со схемами и другими

источниками информации; развитие навыков практического применения

знаний об углеводах; развитие логического мышления учащихся на

основании анализа, синтеза, обобщения; формирование умения работать в

группах.

3. Воспитательные: Показать учащимся взаимосвязь изучаемого материала

с жизнью и другими науками; продолжить формирование научного

мировоззрения; формирование умения работать в группах; воспитывать

культуру общения.

Оборудование: ТСО - компьютер, дидактические карточки, лабораторное

оборудование и химические реактивы для опытов.

План урока.

I .Организационный момент урока.

II. Подготовка учащихся к усвоению новых знаний.

III. Изучение нового материала.

IY. Закрепление.(рефлексия) Подведение итогов урока.

V. Домашнее задание.

2

Ход урока:

1.Актуализация опорных знаний.

Беседа. В курсе биологии вы уже знакомились с углеводами, давайте

вспомним основные понятия.

1. Что вы знаете о составе углеводов?

2. Что вы знаете о физических свойствах углеводов?

3. Что вы знаете о биологическом значении углеводов?

2.Изучение нового материала.

Параллельно с изучением новой темы просматриваем презентацию по данной

теме.

Понятие об углеводах.

Совместно с учителем обучающиеся дают определение углеводам,

записывают в тетрадь.

Углеводами называют вещества с общей формулой C

x

(H

2

O)

y

, где x и y –

натуральные числа. Название «углеводы» говорит о том, что в их молекулах

водород и кислород находятся в том же отношении, что и в воде.В животных

клетках содержится небольшое количество углеводов, а в растительных –

почти 70 % от общего количества органических веществ.

Классификация углеводов.

Моносахариды (дисахариды, полисахариды).

Проблемный вопрос: Какие функциональные группы содержатся в углеводах

– моносахаридах. Находим ответ на вопрос совместно. Исходя из химических

свойств, характерных для глюкозы и фруктозы (качественные реакции)

делаем вывод о наличии функциональных групп. Этот вопрос рассмотрим

позже.

Моносахариды – гетерофункциональные соединения, в состав их молекул

входит одна карбонильная группа (альдегидная или кетонная) и несколько

гидроксильных.

Наиболее распространены моносахариды, в молекулах которых содержится

пять углеродных атомов (пентозы) или шесть (гексозы).

Моносахариды – это альдегидоспирты или кетоноспирты.

Строение глюкозы C

6

H

12

O

6

Экспериментально установлено, что в молекуле глюкозы присутствуют

альдегидная и гидроксильная группы.

3

В результате взаимодействия карбонильной группы с одной из

гидроксильных глюкоза может существовать в двух формах: открытой

цепной и циклической.

В растворе глюкозы эти формы находятся в равновесии друг с другом.

Например, в водном растворе глюкозы существуют следующие структуры:

Циклические α- и β - формы глюкозы представляют собой пространственные

изомеры, отличающиеся положением полуацетального гидроксила

относительно плоскости кольца. В α-глюкозе этот гидроксил находится в

транс-положении к гидроксиметильной группе -СН

2

ОН, в β-глюкозе – в цис-

положении. С учетом пространственного строения шестичленного цикла

формулы этих изомеров имеют вид:

В твёрдом состоянии глюкоза имеет циклическое строение. Обычная

кристаллическая глюкоза – это α- форма. В растворе более устойчива β-

форма (при установившемся равновесии на неё приходится более 60%

молекул). Доля альдегидной формы в равновесии незначительна.

Для глюкозы характерна межклассовая изомерия – фруктоза.

Строение фруктозы.

Фруктоза — изомер и «близкий родственник» глюкозы. Она хорошо

растворима в воде, имеет сладкий вкус (примерно в 3 раза слаще глюкозы).

Фруктоза также наиболее часто встречается в циклических формах (α- или β)

но, в отличие от глюкозы, в пятичленных.

Фруктоза и глюкоза в больших количествах содержатся в сладких фруктах,

пчелином меде.

Физические свойства глюкозы:

Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в

воде, сладкое на вкус (лат. «глюкос» – сладкий):

1) она встречается почти во всех органах растения: в плодах, корнях, листьях,

цветах;

2) особенно много глюкозы в соке винограда и спелых фруктах, ягодах;

3) глюкоза есть в животных организмах;

4) в крови человека ее содержится примерно 0,1 %.

Получение глюкозы.

В промышленности. Гидролиз крахмала:

(C

6

H

10

O

5

)n + nH

2

O

t,H+

→ nC

6

H

12

O

6

4

крахмал глюкоза

В лаборатории. Из формальдегида (1861 г А.М. Бутлеров):

6 HCOH

Ca(OH)2

→ C

6

H

12

O

6

формальдегид

В природе. Фотосинтез:

6CO

2

+ 6H

2

O

hν, хлорофилл

→ C

6

H

12

O

6

+ 6O

2

Другие способы. Гидролиз дисахаридов:

C

12

H

22

O

11

+ H

2

O

t,H+

→ 2C

6

H

12

O

6

мальтоза глюкоза

C

12

H

22

O

11

+ H

2

O

t,H+

→ C

6

H

12

O

6

+ C

6

H

12

O

6

сахароза глюкоза фруктоза

Химические свойства глюкозы.

I. Специфические свойства.

Важнейшим свойством моносахаридов является их ферментативное

брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных

ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых

дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В

зависимости от природы действующего фермента различают реакции

следующих видов:

1.Спиртовое брожение:

C

6

H

12

O

6

→ 2C

2

H

5

OH + 2CO

2

↑

2. Молочнокислое брожение:

2C

3

H

6

O

3

→ C

6

H

12

O

6

3. Маслянокислое брожение:

C

6

H

12

O

6

→ C

3

H

7

COOH + 2H

2

↑+ 2CO

2

↑

II. Свойства альдегидов.

1. Реакция серебряного зеркала:

СH

2

OH(CHOH)

4

-COH + Ag

2

O

t.NH3

→ СH

2

OH(CHOH)

4

-COOH + 2Ag↓

глюконовая кислота

Лабораторные опыты:

1. Взаимодействие глюкозы со гидроксидом меди (II) при нагревании.

2. Окисление гидроксидом меди (II):

5

СH

2

OH(CHOH)

4

-COH + 2Cu(OH)

2

t

→ СH

2

OH(CHOH)

4

-COOH + Cu

2

O + 2H

2

O

голубой красный

3. Восстановление:

СH

2

OH(CHOH)

4

-COH + H

2

t,Ni

→ СH

2

OH(CHOH)

4

CH

2

OH

сорбит – шестиатомный спирт

III. Свойства многоатомных спиртов.

и при обычных условиях:

1. Качественная реакция многоатомных спиртов.

Прильём к раствору глюкозы несколько капель раствора сульфата меди (II) и

раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор

окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет

гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт, образуя

комплексное соединение – ярко синего цвета.

(глюкозат меди (II) – синий раствор)

Применение глюкозы.

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она

подвергается сложным биохимическим превращениям в результате которых

образуется углекислый газ и вода, при это выделяется энергия согласно

итоговому уравнению:

C

6

H

12

O

6

+ 6O

2

→ 6H

2

O + 6CO

2

+ 2800 кДж

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине в

качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной

слабости, шоке, она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых

жидкостей. Широко применяют глюкозу в кондитерском деле (изготовление

мармелада, карамели, пряников и т. д.), в текстильной промышленности в

качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве

аскорбиновых и глюконовых кислот, для синтеза ряда производных сахаров

и т.д. Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например,

при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое

брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая

силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего

воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден

к применению. На практике используется также спиртовое брожение

глюкозы, например при производстве пива.

Сахароза. Нахождение в природе. Свойства, применение.

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов

(олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый

сахар).

6

Олигосахариды – это продукты конденсации двух или нескольких молекул

моносахаридов.

Дисахариды – это углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии

минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу,

расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Физические свойства и нахождение в природе.

1. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо

растворима в воде.

2. Температура плавления сахарозы 160 °C.

3. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная

масса – карамель.

4. Содержится во многих растениях: в соке березы, клена, в моркови, дыне, а

также в сахарной свекле и сахарном тростнике.

Строение и химические свойства.

1. Молекулярная формула сахарозы – С

12

Н

22

О

11

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы

состоит из остатков глюкозы и фруктозы, соединенных друг с другом.

3. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается

реакцией с гидроксидами металлов.

Лабораторные опыты: Взаимодействие сахарозы с гидроксидом меди

(II).

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-

синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов

4. Альдегидной группы в сахарозе нет: при нагревании с аммиачным

раствором оксида серебра (I) она не дает «серебряного зеркала», при

нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I).

5. Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза,

находясь в растворе, не вступает в реакцию "серебряного зеркала", так как не

способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную

группу. Подобные дисахариды не способны окисляться (т.е. быть

восстановителями) и называются невосстанавливающими сахарами.

6. Сахароза является важнейшим из дисахаридов.

7. Она получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от

сухого вещества) или из сахарного тростника. Реакция сахарозы с водой.

7

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться

гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из

одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула

фруктозы:

С

12

Н

22

О

11

+ Н

2

О

t, H2SO4

→ С

6

Н

12

O

6

+ С

6

Н

12

O

6

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу

их образования из моносахаридов.

Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С

12

Н

22

О

11

,

можно выделить мальтозу и лактозу.

Применение сахарозы.

· Продукт питания;

· В кондитерской промышленности;

· Получение искусственного мёда.

III

. Применение полученных знаний.(Закрепление).

Составление уравнений реакций по цепочкам превращений:

1 ряд: Углекислый газ → глюкоза → этанол →этилпропанат → углекислый

газ;

2 ряд: Метаналь → глюкоза → молочная кислота→ углекислый газ;

3 ряд: Сахароза → глюкоза →этанол → этилен → бромэтан.

4 ряд Крахмал ---> Глюкоза --- > Этиловый спирт ---> Этиловый эфир

уксусной кислоты -->Ацетат натрия.

5 ряд: Углекислый газ ---> Крахмал ---> Глюкоза ---> Этиловый спирт --->

Уксусный альдегид ---> Уксусная кислота.

Химический диктант.

1.

Углеводы образуются в клетках растений в процессе ______________.

2.

В состав ДНК входит углевод ___________________________________.

3.

В

составе

молекулы

фруктозы

есть

функциональные

группы________________________________________________________.

4.

Углеводы классифицируют на __________________________________.

5.

В состав молекулы РНК входит углевод __________________________.

6.

Характерна ли для фруктозы реакция «серебряного зеркала»_______.

7.

Макромолекулы крахмала состоят из взаимно связанных остатков

молекулы ______________________________________________________.

8

8.

Так как молекулы целлюлозы имеют гидроксильные группы, то для нее

характерны реакции_________________________________________.

9.

Волокнистое

вещество

нерастворимо

ни

в

воде,

ни

в

обычных

органических растворителях. Что за это вещество?_________________.

10.Какой из в крови моносахаридов содержится человека?____________.

Устный ответ

I.Одной из характерных реакций глюкозы является реакция «серебряного

зеркала». Какие соединения также дают эту реакцию?

1.Углеводороды. 2. Спирты. 3.Альдегиды 4. Кислоты.

II. Какой из названных углеводов образует красный осадок оксида меди(I)

при нагревании с гидроксидом меди (II)?

1. Целлюлоза. 2.Глюкоза. 3Сахароза. 4.Крахмал.

III. Глюкозу можно восстановить: Какая из функциональных групп при этом

вступает в реакцию?( спиртовая или альдегидная)

Экспериментальная задача.

1–ый уровень

Как доказать, что в белом хлебе и сыром картофеле есть крахмал? Дайте

полный ответ.

2 –ой уровень

Как можно опытным путем установить принадлежность глюкозы к классу

многоатомных спиртов?

3-ий уровень

В

двух

пробирках

содержатся

глюкоза

и

глицерин.

С

помощью

минимального числа реагентов определите содержимое каждой из пробирок.

Расчетные задачи.

1-ый уровень (на оценку «удовлетворительно»).

Какую массу сахарозы можно получить из 1,5 т сахарной свеклы, если

массовая доля сахарозы в ней составляет 20%?

2 ой уровень (на оценку «хорошо»).

При молочнокислом брожении 144кг глюкозы получили 120кг молочной

кислоты. Какова массовая доля выхода молочной кислоты от теоретически

возможного ?

9

Домашнее задание.

Изучить материал темы по учебнику Химия 10.

Габриелян О.С., Остроумов И.Г. ,Сладков С.А. п 17. Стр 87-93.

.

Признак сравнения

моносахариды

дисахариды

полисахариды

Нахождение в природе

Строение

Физические свойства

Химические свойства

Получение

Применение

Подведение итогов урока. Выставление оценок.

Тест Углеводы.

Вариант -1.

1. При спиртовом брожении глюкозы образуется:

а) C2H5OH +

б) CH3COOH

в) CH3CH2CH2COOH

2. Чем лактоза отличается от лактазы:

а) лактаза получается из лактозы в процессе пищеварения

б) лактаза — это фермент, а лактоза — углевод +

в) первое название старинное, а второе современное

3. Раствор ярко-синего цвета образуется при взаимодействии глюкозы с:

а) Ag2О/NH3

б) СН3СООН

в) Cu(OH)2 +

4. Основной источник энергии у человека и животных:

а) гликоген +

б) инсулин

в) жиры

5. С аммиачным раствором оксида серебра глюкоза реагирует в виде:

а) β-циклической формы

б) α-циклической формы

в) линейной (альдегидной) формы +

10

6. Сколько атомов углерода в молекуле рибозы:

а) 4

б) 5 +

в) 6

7. По своему химическому строению глюкоза является:

а) сложным эфиром

б) кислотой

в) альдегидоспиртом +

8. Химическое название пищевого сахара:

а) сахароза +

б) галактоза

в) фруктоза

9. Бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, получившее

название «виноградный сахар»:

а) сахароза

б) фруктоза

в) глюкоза +

10. Клеточная стенка растений построена из:

а) крахмала

б) целлюлозы +

в) гликогена

11. Основная функция глюкозы в клетках животных и человека:

а) источник энергии +

б) передача наследственной информации

в) запас питательных веществ

12. Универсальный источник энергии:

а) крахмал

б) глюкоза +

в) целлюлоза

13. При полном гидролизе полисахаридов чаще всего образуется:

а) глюкоза +

б) галактоза

в) рибоза

14. Запасное питательное вещество в организмах животных:

а) глюкоза

б) сахароза

в) гликоген +

15. Наиболее распространенный моносахарид гексоза:

а) глюкоза +

11

б) сахароза

в) фруктоза

Вариант -2.

1. В моносахаридах количество атомов углерода, водорода и кислорода находится в

соотношении:

а) 2:2:1

б) 1:2:1 +

в) 1:2:2

2. Моносахариды, содержащие пять атомов углерода называются:

а) гексозы

б) тетрозы

в) пентозы +

3. Запасное питательное вещество растений:

а) сахароза

б) крахмал +

в) гликоген

4. К углеводам относятся вещества с общей формулой:

а) CnH2n+2O

б) CnH2nO2

в) Cn(H2O)m +

5. Наибольшую прочность имеет:

а) гликоген

б) целлюлоза +

в) крахмал

6. Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеет:

а) рибоза +

б) таурин

в) глицерин

7. Как называются углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов:

а) пентозы

б) дисахариды +

в) гексозы

8. Функцию резервного углевода в животных организмах выполняет:

а) хитин

б) целлюлоза

в) гликоген +

9. Хитин – пример простого углевода (мономера), входит в состав клеточных структур

грибов и членистоногих, так ли это:

а) да

12

б) нет +

в) отчасти

10. Ди- и полисахариды образуются путем соединения двух и более молекул сложных

углеводов, так ли это:

а) да

б) отчасти

в) нет +

11. Усиленное расщепление углеводов происходит при:

а) коротком голодании

б) длительном голодании +

в) нет верного ответа

12. Все углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (полисахариды), так ли

это:

а) да +

б) нет

в) отчасти

13. Укажите основные элементы, входящие в состав углеводов:

а) углевод, водород, азот

б) углевод, кислород, азот

в) углерод, кислород, водород +

14. В большинстве углеводов соотношение водорода и кислорода такое же, как в молекуле

воды, так ли это:

а) да +

б) нет

в) отчасти

15. В состав производных углеводов могут входить дополнительные элементы, так ли это:

а) нет

б) да +

в) отчасти

Ответы к диктанту:

1 . фотосинтеза.

2. дезоксирибоза.

3 карбонильная и гидроксильная.

4 моносахариды, дисахариды, полисахариды.

5. рибоза.

6 нет.

7. глюкозы.

8. этерификации.

9. целлюлоза.

10.глюкоза.

13