Цели: дидактические – обобщение и закрепление знаний о глюкозе, ее свойствах и практическом применении;

воспитывающие – воспитание самостоятельности, воли, сотрудничества, общительности, коммуникабельности;

развивающие (познавательные) – развитие внимания, памяти, речи, мышления, умения сравнивать, сопоставлять, находить аналоги, проявлять творческие способности, мотивировать учебную деятельность.

Форма урока – контрольно-обучающий семинар.

ХОД УРОКА

Учитель. На сегодняшнем уроке нам с вами предстоит выяснить, насколько хорошо вы разобрались с теоретическими вопросами, касающимися одного из важнейших представителей моносахаридов – глюкозы. А чтобы проверить это, мы проведем сейчас семинарское занятие. Вопросы для подготовки к семинару по теме «Глюкоза» вам были даны заранее, сейчас они лежат перед вами на столах (план семинара отпечатан отдельно).

Учитель. Ну что же, начнем работать по намеченному плану. Работаем, как всегда, в темпе, надо успеть проверить и закрепить очень многое.

Первый вопрос, который нам предстоит сейчас обсудить, а он – один из самых важных, касается химического строения глюкозы: какое химическое строение имеет глюкоза, какие функциональные группы входят в ее состав?

Второй вопрос, который предстоит разобрать, касается химических свойств глюкозы: глюкоза – соединение с двойственной функцией.

Давайте сразу договоримся, что все вы, присутствующие сегодня на семинаре, не должны быть сторонними наблюдателями. Пожалуйста, следите за ответами выступающих, задавайте вопросы, если они у вас возникнут по ходу ответов, исправляйте ошибки, если они будут допущены при ответах, чтобы при уходе с сегодняшнего занятия у вас не осталось никаких пробелов по теме «Глюкоза».

Для ответа на первый вопрос вызываю одного ученика, а на второй – двух, причем для ответа на второй вопрос предлагаю два различных по характеру задания.

Задание 1

Из предложенного многообразия химических реакций, характерных для различных классов органических соединений, выберите те, которые присущи глюкозе как многоатомному спирту. Запишите уравнения химических реакций, дайте названия продуктам реакций.

1) Взаимодействие со щелочами.

2) Взаимодействие с аммиаком.

3) Взаимодействие с галогеноводородами.

4) Дегидратация.

5) Взаимодействие с солями неорганических кислот.

6) Взаимодействие со свежеприготовленным гидроксидом меди(II) при обычных условиях.

7) Взаимодействие со спиртами с образованием гликозидов.

8) Окисление под действием сильных окислителей (азотной кислоты).

9) Дегидрирование.

Дополнительный вопрос. Какие еще реакции характерны для глюкозы как многоатомного спирта?

Задание 2 (экспериментальная задача)

Докажите опытным путем с помощью предложенных реактивов, что изюм содержит глюкозу. Проведите соответствующие химические реакции, отметьте их признаки. Запишите уравнения химических реакций и назовите их продукты.

Дополнительные вопросы. 1) Какие еще известны вам вещества, для которых характерна двойственность химических свойств? 2) К какому типу химических реакций относится реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра(I)?

Учитель. Пока идет подготовка к ответам на поставленные вопросы, мы времени зря терять не будем, а вспомним все химические понятия, которые вы должны знать по теме «Глюкоза» и без которых невозможно изучение в дальнейшем всей темы «Углеводы». Я называю химическое понятие, а вы даете ему быстро краткую и четкую формулировку, т.е. сейчас мы проведем химическую понятийную разминку.

Для химической разминки вызываю трех учащихся, им дается по пять химических терминов каждому по очереди. Если они не отвечают, спрашиваю у остальных учащихся класса, выставляю оценки в зависимости от того, кто и сколько дал правильных ответов.

Химическая понятийная разминка (химические понятия, которые предлагались учащимся)

1) У г л е в о д ы – класс полигидроксикарбонильных соединений, отвечающий общей формуле
C_n(H₂O)_m, где n, > l 3.

2) Ф о т о с и н т е з – процесс, проходящий в хлоропластах под действием солнечного света, в результате которого из углекислого газа и воды образуются углеводы и выделяется кислород.

3) Б р о ж е н и е – расщепление моносахаридов под влиянием биологических катализаторов (ферментов, вырабатываемых микроорганизмами).

4) А л ь д о з ы – моносахариды с альдегидной группой.

5) Г и д р и р о в а н и е – присоединение водорода.

6) П и р а н о з н ы е с т р у к т у р ы – шестичленные циклы, включающие атом кислорода.

7) В и н о г р а д н ы й с а х а р – глюкоза.

8) А ц и л – кислотный радикал карбоновой кислоты.

9) Ф р у к т о з а – изомер глюкозы.

10) Х е л а т н ы е с о е д и н е н и я – комплексные соли, в молекулах которых атом металла образует как обычные ковалентные связи, так и донорно-акцепторные.

11) -Г л ю к о з а – циклическая форма глюкозы, в которой гидроксильная группа первого атома углерода находится под плоскостью кольца.

12) Г и б р и д и з а ц и я – явление смешения электронных облаков, выравнивание их по форме и энергии.

13) Г л и к о з и д н ы й  г и д р о к с и л (полуацетальный) – гидроксил при первом атоме углерода в - и -циклической формах глюкозы.

14) О к с о ц и к л о т а у т о м е р и я – обратимая циклизация линейных форм в циклические.

15) Г и д р о л и з – процесс разложения веществ в результате обменного взаимодействия между молекулами вещества и молекулами воды.

16) М о н о с а х а р и д ы – углеводы, которые содержат в углерод-углеродных цепях от трех до шести атомов углерода и не способны подвергаться гидролизу.

17) К е т о з ы – моносахариды с кетогруппой.

18) Ф у р а н о з н ы е с т р у к т у р ы – пятичленные циклы, включающие атом кислорода.

Далее даются ответы на первый и второй вопросы семинара, проходит обсуждение, задаются дополнительные вопросы, выставляются оценки отвечающим.

Учитель. Переходим к третьему вопросу: специфическое свойство глюкозы – брожение.

Для ответа на третий вопрос вызываю двух учащихся, им даются разные по характеру задания.

Задание 1

Полученное при брожении глюкозы соединение С₃Н₆О₃ в реакции с натрием образует соединение состава С₃Н₄Na₂О₃, c карбонатом кальция – С₆Н₁₀СаО₆. Назовите это соединение и напишите уравнения соответствующих реакций.

Ответ.

Задание 2

Напишите уравнение реакции спиртового брожения глюкозы. Вычислите, какой объем оксида углерода(IV) (н.у.) образуется при спиртовом брожении 1 моль глюкозы.

Ответ.

Учитель. Пока идет подготовка к ответу на третий вопрос, я буду вам задавать вопросы по теме «Глюкоза», а вы – давать мне устные ответы на них.

Вывешивается схема «Таутомерия D-глюкозы» (cм. с. 42). Схема нарисована заранее на листе ватмана (никаких подписей на схеме нет).

Вопросы

1) Почему у глюкозы не наблюдается всех химических свойств, характерных для альдегидов?

Ответ. В растворе глюкозы содержится не только альдегидная форма,
но и четыре способные переходить друг в друга циклические формы,
в которых нет альдегидной группы атомов.

2) Какая это форма глюкозы? (Учитель показывает на схеме и спрашивает.)

Ответ. Альдегидная.

3) В каком гибридном состоянии находится атом углерода альдегидной группы? (Учитель показывает на схеме и спрашивает.)

Ответ. Гибридизация sp².

Схема

4) Чью формулу используют для изображения ациклической структуры глюкозы?

Ответ. Формулу Фишера.

5) За счет чего происходит образование циклической формы глюкозы?

Ответ. Образование циклической формы возможно за счет
внутримолекулярного взаимодействия альдегидной
группы атомов с гидроксильной группой
при пятом или четвертом атоме углерода.

6) Как называются циклические формы глюкозы?

Ответ. -D- и -D-глюкопираноза,
-D- и -D-глюкофураноза.

7) Как называется гидроксил при первом атоме углерода в циклической форме глюкозы?

Ответ. Гликозидный.

8) Чем отличаются -D- и -D-глюкопираноза друг от друга?

Ответ. Различным расположением гидроксильной группы при
первом атоме углерода – под и над плоскостью цикла.

9) Чем по отношению друг к другу являются все формы глюкозы?

Ответ. Изомерами-таутомерами.

10) Какая изомерия характерна для глюкозы?

Ответ. Оксоциклотаутомерия.

11) Кем были предложены формулы, имеющие контур прямоугольника?

Ответ. Толленсом.

12) Формулы Толленса неудобны, громоздки, не отображают истинного химического строения. По этим причинам формулами какого ученого принято изображать циклические формы глюкозы?

Ответ. Хеуорса.

13) Какая форма глюкозы наиболее предпочтительна в растворе глюкозы?

Ответ. Форма -D-глюкопиранозы – 68%.

Учитель оценивает учащихся, ответивших на большее число вопросов.

Далее идет обсуждение третьего вопроса семинара: специфическое свойство глюкозы – брожение.

Учащимся выставляются оценки.

Учитель. Итак, нам с вами осталось разобрать последний, четвертый вопрос семинара, но не менее важный: применение глюкозы. Вы знаете, что на уроках химии мы изучаем те вещества, которые находят практическое применение. Глюкоза не является исключением.

Как мы сейчас с вами поступим? Я буду задавать вопросы и приводить три варианта ответа к каждому из них, которые касаются применения как самой глюкозы, так и продуктов ее реакций. Но не надо забывать, что многие из вас уже определили свою будущую профессию – это врач. Поэтому вопросы о применении глюкозы будут касаться вашего профиля. Если кто-то не отвечает на поставленный вопрос, его заменяет следующий желающий.

Как я буду вас оценивать? А на основе применения глюкозы. Глюкоза обладает способностью образовывать устойчивые сиропы, что используется в кондитерской отрасли промышленности, точнее, в производстве карамелей и леденцов. За каждый правильный ответ вы получаете производное глюкозы – конфету. (Была куплена карамель.) Кто же первым хочет попробовать свои силы в ответах на вопросы о применении глюкозы?

Вопросы

1) В начале XX в. доктора уже знали, что сахар – это «белая смерть», однако очень медленная и сладкая. Те же доктора, хорошенько изучив таблицу Д.И.Менделеева, нашли несколько полноценных заменителей сахара, не отличающихся от него по вкусу, но не вызывающих диабета и разрушения зубов.

Как называется один из заменителей сахара?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Пинакон, сорбит, глицерин.

2) Кровоточивость десен, язвы на слизистой рта, расшатывание и выпадение зубов, покрытие тела кровоподтеками – это признаки болезни – цинги.

При недостатке какого витамина в организме развивается эта мучительная болезнь?

В а р и а н т ы  о т в е т а. С, D, A.

3) Как называется заболевание суставов, обусловленное нарушением обмена мочевой кислоты в организме, причиной которого является молочная кислота?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Ревматизм, радикулит, подагра.

4) Обыкновенная лягушка может провести зиму, вмерзнув в лед, а весной возвращается к жизни. Это явление основано на повышенном содержании в ее крови какого углевода?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Глюкозы, фруктозы, галактозы.

5) Как называют соль, которую применяют в медицинской практике при аллергических, кожных заболеваниях, легочных и носовых кровотечениях, при усиленном выделении кальция из организма?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Глюконат кальция, ацетат свинца, глицерат меди.

6) Продуктом одного из типов брожения глюкозы является вещество, которое применяется как раздражающее средство для обтираний, компрессов. Какое это вещество?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Метанол, этанол, бутанол.

7) Какой изомер глюкозы, за счет которого сперматозоиды получают энергию, синтезируется в семенных пузырьках?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Фруктоза, манноза, галоза.

8) Глюкоза применяется в производстве зеркал и елочных украшений. Какой тип xимических реакций лежит в основе этого производства?

В а р и а н т ы  о т в е т а. Замещение, окисление, присоединение.

(П р и м е ч а н и е. Правильные ответы в тексте подчеркнуты.)

Варианты ответов написаны на альбомных листах, все они выставляются перед учениками. Учитель читает вопрос и дает три варианта ответа к нему.

Учитель. Итак, мы с вами разобрали все вопросы семинарского занятия, и теперь, я думаю, вы окончательно устранили многие пробелы по теме «Глюкоза».

Задание на дом. Подготовиться к диктанту по теме «Глюкоза».