Визначення деяких органічних речовин та їхніх властивостей

О. П. Подобна, викладач біології та екології ІІ категорії Смілянського коледжу харчових технологій НУХТ, м. Сміла, Черкаська обл.


Цілі заняття: повторити властивості органічних речовин; навчитися підбирати необхідні реактиви для визначення органічних речовин і дослідити їхні властивості; закріпити знання про органічні речовини та їхні властивості; розвивати пізнавальний інтерес студентів до предмета, вміння працювати з лабораторним посудом і реактивами; виховувати творчий підхід до навчання, культуру мови, здібності до логічної відповіді.

Обладнання та реактиви: штатив із пробірками, крапельниці, скляні палички, водяна баня, дистильована вода, концентрована хлоридна кислота, розчин Люголя, соняшникова олія, бензен, водяні 10%-ві розчини питної соди й натрій гідроксиду, 1%-ві розчини купрум(ІІ) сульфату і крохмалю, розчин білка, розчин арґентум нітрату, амоній гідроксид, розчин глюкози.

 

Роздавальний матеріал: картки із завданнями до самостійної роботи.
 
Базові поняття: органічні речовини, біополімери, мономери, вуглеводи, ліпіди, білки.
 
Форми й методи роботи: інтерактивні методи навчання (робота в малих групах), ігри («Кросворд», «Третій зайвий», «Естафета»), самостійна робота.
 
Тип заняття: лабораторна робота.
 
Структура заняття
 
1. Організаційний етап (привітання, перевірка наявності студентів)
1 хв
2. Мотивація навчальної діяльності, повідомлення теми й мети заняття 2 хв
3. Актуалізація опорних знань студентів 
(методом гри «Кросворд») та перевірка домашнього завдання
19 хв
4. Виконання лабораторної роботи 57 хв
  • Правила техніки безпеки під час виконання роботи
3 хв
  • Виявлення крохмалю (студенти самостійно виконують досліди)
12 хв
  • Виявлення жирів у складі рослин і вивчення властивостей жирів
    (студенти 
    самостійно виконують досліди)
12 хв
  • Виявлення білка у клітинах і денатурація білка
12 хв
  • Якісні реакції глюкози
13 хв
  • Контрольні питання
5 хв
5. Узагальнення й систематизація знань студентів (ігри «Третій зайвий», «Естафета»)
7 хв
6. Підбиття підсумків уроку (оголошення оцінок) 3 хв
7. Домашнє завдання 1 хв
 
 
 
Хід заняття
 
1. Організаційний етап
 
Привітання, перевірка наявності студентів
 
 
2. Мотивація навчальної діяльності
 
Оголошення теми та мети заняття
 
В и к л а д а ч. На попередніх заняттях ми з вами вивчали органічні речовини та їхні властивості. Тож сьогодні побачимо, чи зумієте ви використати свої знання на практиці, подолати біологічні перешкоди й допомогти своїй команді?
 
Тема нашого заняття — «Вивчення органічних речовин та їхніх властивостей».
 
Органічні речовини в живій природі були першими об’єктами дослідження науки, що згодом дістала назву органічна хімія. Уперше це поняття ввів шведський науковець Й. Я. Берцеліус. У своєму підручнику з хімії він наголошував, що в живій природі елементи підпорядковані іншим законам, ніж у неживій, тож органічні речовини не можуть утворюватися під впливом звичайних фізичних і хімічних сил, для цього потрібна особлива «життєва сила». Тому органічну хімію Й. Я. Берцеліус визначив як хімію рослинних і тваринних речовин. Але на сьогодні ця гіпотеза спростована, оскільки вчені навчилися синтезувати органічні речовини, яких у живій природі немає (пластмаса, поліетилен, гума).
 
Однак жива природа з давніх-давен була й залишається невичерпним джерелом органічних речовин, важливість яких неможливо переоцінити. Олії та тваринні жири, різноманітні смолисті, клейкі й цукристі речовини, крохмаль, віск, духмяні есенції, барвники рослинного й тваринного походження ще в другій половині І ст. описав в енциклопедичному творі «Природнича історія» римлянин Гай ПлінійСекунд.
 
До сьогодні людство використовує органічні речовини, вироблені живими організмами, аби задовольнити матеріальні потреби, передусім, у харчових продуктах, зручному одязі, комфортному житлі, теплі, дотриманні гігієни, збереженні здоров’я тощо. Незважаючи на те що організм людини практично не засвоює целюлозу, вона відіграє важливу роль у харчуванні й підтриманні здоров’я. Світовою медичною спільнотою визнано, що нестача клітковини в раціоні є однією з найважливіших причин погіршення здоров’я та, як наслідок, якості життя. Люди, у харчуванні яких достатньо рослинних продуктів і клітковини, набагато менш схильні до таких захворювань, як рак кишечнику, а також надмірна маса тіла й ожиріння.
 
Водночас саме целюлоза, що міститься в рослинах, є основною поживною речовиною у складі корму для багатьох сільськогосподарських тварин, яких використовують для одержання м’яса, молока, жиру, яєць, вовни, щетини, шкіри, кісток, пуху й пір’я (назвіть органічні речовини в складі цих продуктів).
 
Лляний і бавовняний одяг має високі гігієнічні властивості та привабливий зовнішній вигляд.
 
Вата — складова будь-якої аптечки невідкладної допомоги. Усі ці речі виготовлено з волокон целюлози.
 
Деревина, головною складовою якої також є целюлоза, — чи не найдавніший вид палива, що й досі не втратив своєї актуальності та привабливості.
 
Пелети — гранули з відходів деревообробного виробництва, подрібненої соломи, лушпиння соняшнику тощо. Теплотворна здатність пелет щонайменше у 1,5 рази більша, ніж у деревини, і порівнянна з вугіллям.
 
Тож недарма в Європі їх вважають паливом для сталого майбуття.
 
Задоволення духовних потреб людини, зумовлених суспільним існуванням, також тісно пов’язане з використанням целюлози. Зокрема, винайдення паперу — важлива історична віха в культурному розвитку людства. Це відразу розширило застосування писемності, яка до цього часу залишалася надбанням лише правителів, їхніх наближених і вузького кола науковців. Хоча наразі листування, читання, спілкування, навчання з використанням паперу поступається місцем електронним книжкам, пошті, зв’язку на основі комп’ютерних технологій, але папір як історичний, суспільний, мистецький, технологічний феномен викликає щире захоплення.
 
Отже, застосування органічних речовин є дуже широким. Саме тому ми надаємо велике значення вивченню органічних речовин. Мета нашого заняття сьогодні — навчитися визначати органічні речовини та дослідити їхні властивості.
 
 
3. Актуалізація опорних знань студентів (методом гри)
 
В и к л а д а ч. Сьогодні в нас із вами буде не звичайний урок, а змагання. Для цього ми об’єднаємося в команди. Під час виставлення оцінок гравці команди, яка виграє, отримають нагороду — додатковий бал до заробленої на занятті оцінки. (Викладач самостійно ділить студентів на команди.)
 
Давайте повторимо основні поняття, терміни та властивості з допомогою гри «Кросворд».
 
 
  • Гра «Кросворд»
Викладач зачитує запитання й показує де зашифроване слово, а учасник кожної команди відповідає. За правильну відповідь команда отримує 1 бал, якщо відповідає інший учасник команди — 0,5 бала, але якщо відповідь неправильна, хід переходить до наступної команди, що дає їй право заробити за правильну відповідь 0,5 бала.
 
 
По горизонталі:
1. Процес, під час якого руйнується вторинна, третинна або четвертинна структури білка.
9. У вигляді чого представлена первинна структура білка?
10. Процес, під час якого руйнується первинна структура білка.
13. Що є мономером для білків?
14. У якої речовини під час розщеплення утворюється вода?
15. Як називають органічні речовини, що не змочуються водою?
16. Як називають зв’язок, що підтримує вторинну структуру білка?
 
 
По вертикалі:
2. Процес, під час якого відбувається відновлення початкового стану білка.
3. У вигляді чого представлена третинна структура білка?
4. Які органічні речовини є енергетичним носієм в організмі?
5. Що є мономером для вуглеводів?
6. До якого класу речовин належать білки, ліпіди, вуглеводи?
7. Як називають органічні речовини, що змочуються водою?
8. У вигляді чого представлена вторинна структура білка?
11. Яка рослина (точніше її плід) є винятком і має твердий жир?
12. Як називають зв’язок, що підтримує первинну структуру білка?
 
 
Відповіді
По горизонталі: 1. Денатурація. 9. Ланцюг. 10. Деструкція. 13. Амінокислота. 14. Жири. 15. Гідрофобні. 16. Водневий. По вертикалі: 2. Ренатурація. 3. Глобула. 4. Вуглеводи. 5. Моносахариди. 6. Органічні. 7. Гідрофільні. 8. Спіраль. 11. Кокос. 12. Пептидний.
 
В и к л а д а ч. Ми з вами повторили основні поняття та терміни теми. Зараз приступимо до виконання лабораторної роботи, що дасть можливість навчитися виявляти органічні речовини та їхні властивості.
 
 
4. Виконання лабораторної роботи
 
В и к л а д а ч. Давайте повторимо правила техніки безпеки під час виконання лабораторних дослідів.
 
Правила техніки безпеки під час виконання роботи
 
1. Під час виконання лабораторної роботи будьте надзвичайно уважними. Пам’ятайте, що необережність і неохайність можуть призвести до нещасного випадку.
2. Кожен працюючий до початку досліду або досліджень повинен добре ознайомитися з методикою проведення дослідження та властивостями речовин, які використовує в роботі.
3. Уважно читати етикетку на посудині з речовиною.
4. Посудину, з якої взяли реактив, необхідно одразу закривати кришечкою.
5. Надлишок узятого реактиву не зливати в посудину (дозволено зливати у спеціальні склянки).
6. У разі потрапляння кислоти чи лугів на поверхню шкіри слід негайно змити їх сильним струменем води.
7. Нагріваючи пробірку, слід тримати її отвором убік, а не до себе або працюючого поруч, тому що рідина внаслідок нагрівання часто випліскується з пробірки.
8. Бензин — легкозаймиста рідина, тому потрібно бути дуже обережними. Під час горіння спиртівки ні в якому разі не можна наливати бензин у пробірку.
9. Обережно поводьтеся зі скляним посудом. У випадку, якщо він усе-таки розіб’ється, не збирайте осколки руками, а змітайте їх щіточкою в призначений для цього совок.
10. Після закінчення лабораторної роботи приберіть своє робоче місце.
 
 
  • Дослід 1. Виявлення крохмалю
Налийте у пробірку 2 мл розчину крохмалю й додайте кілька краплин розчину Люголя. Уміст пробірки перемішайте. Комплексна сполука, яку йод зі складу розчину Люголя утворив із крохмалем, має надати розчину синього забарвлення.
 
Нагрійте суміш у пробірці на водяній бані чи в посудині з гарячою водою. Підвищення температури руйнує сполуку Іоду та крохмалю й знебарвлює розчин. Результати спостережень запишіть у зошит.
 
Вносимо в пробірку 2 мл відвару рису, додаємо 1–2 краплини розчину Люголя та перемішуємо. Спостерігаємо утворення розчину синього забарвлення.
 
Вносимо в пробірку 2 мл розчину крохмалю та додаємо 2–3 краплини концентрованої кислоти (H2SO4), кип’ятимо її вміст на водяній бані протягом 10–15 хв, додаємо 2 мл розчину натрій гідроксиду, 5 краплин розчину купрум сульфату й нагріваємо суміш до кипіння. Результати досліду записуємо.
 
Тепер перевіримо в яких продуктах наявний крохмаль. Для цього беремо картоплю, білий хліб і цукор і капаємо на ці продукти 2–3 краплини розчину Люголя. Робимо висновок, що крохмаль міститься в картоплі та білому хлібі.
 
  • Дослід 2. Виявлення жирів у складі рослин та вивчення властивостей жирів
На фільтрувальному аркуші розітріть декілька насінин соняшника та ядра горіхів. Утворилася жирна пляма. Доходимо висновку, що насіння соняшнику та ядра горіху містять жири.
 
Нумеруємо дві пробірки й додаємо в них по 0,2 мл соняшникової олії. У пробірку № 1 додаємо 5 мл дистильованої води, у пробірку № 2 — бензин. Вміст обох пробірок енергійно перемішуємо. Результати досліду записуємо.
 
У пробірку № 1 додаємо ще 5 мл розчину соди й інтенсивно перемішуємо. Утворюється емульсія, яка використовується в харчовій промисловості для змащування форм для випічки. Результат досліду записуємо.
 
 
  • Дослід 3. Виявлення білка у клітині
Внести у пробірку 4 краплі водного розчину білка, 2 краплі натрій гідроксиду і 2 краплі розчину купрум(ІІ) сульфату. Рідина забарвлюється в рожево-фіолетовий колір. Це якісна реакція на пептидний зв’язок у складі білка.
 
Денатурація білка
Налити у пробірку 4 краплі водного розчину білка й нагріти в полум’ї спиртівки до кипіння. У пробірці білок згорнувся. Побачили білі пластівці. Відбулася теплова денатурація білка — порушення його структурної організації.
 
 
  • Дослід 4. Якісні реакції глюкози
(Виконують демонстраційно.)
 
1. Внести у пробірку 4 краплі виноградного соку та кілька крапель дистильованої води, 2 мл натрій гідроксиду і 5 крапель розчину купрум(ІІ) сульфату. Утворюється рідина синього кольору. Нагріваємо цю суміш до кипіння. Рідина змінює колір із синього на морквяний. Це якісна реакція глюкози. Таку реакцію використовують для визначення вмісту цукру в сечі.
 
2. У чисту пробірку вносимо 2–3 краплі розчину арґентум нітрату, додаємо по краплях амоній гідроксид до зникнення білого осаду й 5–6 крапель розчину глюкози, перемішуємо розчин і повільно нагріваємо пробірку на водяній бані або на слабкому полум’ї спиртівки. Незабаром на стінках пробірки починає осідати металеве срібло.
 
Ця реакція називається реакцією «срібного дзеркала». Її використовують у промисловості для сріблення дзеркал, виготовлення колб для термосів, ялинкових прикрас.
 
 
Контрольні питання
  • Що таке органічні речовини?
  • Скільки енергії виділяється під час розщеплення 1 г вуглеводів, ліпідів і білків?
  • Вкажіть мономери для відповідних органічних речовин.
№ з/п
Органічна речовина
Мономер
1 Вуглеводи  
2 Ліпіди  
3 Білки  
4 Нуклеїнові кислоти  
 
 
5. Узагальнення й с истематизація знань студентів (методом гри)
 
В и к л а д а ч. А зараз пропоную закріпити ваші знання з допомогою ще однієї гри «Третій зайвий».
 
 
Гра «Третій зайвий»
Студенти з кожної команди із запропонованого переліку слів вибирають слово, яке є зайвим. За правильну відповідь команда отримує один бал, але якщо відповідь неправильна, хід переходить до наступної команди, що дає їй право заробити за правильну відповідь 0,5 бала.
 
1. Денатурація, ренатурація, регенерація, деструкція (властивості білків).
2. Жири, стероїди, амінокислоти, воски (похідні ліпідів).
3. Казеїн, аланін, серин, тирозин (основні амінокислоти).
4. Крохмаль, целюлоза, глікоген, тимін (полісахариди).
 
 
Гра «Естафета»
На картах запропоновано тестові завдання (додаток 1). Кожен студент команди виконує одне завдання й передає наступному картку. Перемагає та команда, яка швидко і правильно виконає всі завдання.
 
В и к л а д а ч. Давайте пригадаємо якою була мета нашого заняття. (Навчитися визначати органічні речовини та їхні властивості)
 
Як ви вважаєте, ми досягли її?
Ви сьогодні вміло використовували свої знання у незвичайних ситуаціях, кожен із вас намагався заробити бали для своєї команди та наблизити її до перемоги.
 
 
6. Підбиття підсумків уроку (оголошення оцінок)
 
7. Домашнє завдання
Доопрацювати завдання лабораторної роботи.
 
 
Література
Кучеренко М. В. Загальна біологія. 10 кл. — К.: Генеза, 2001.
 
 
Додаток 1
 
Команда № __
 
1. Моносахариди поділяють на групи залежно від кількості атомів:
а) Оксигену;
б) Карбону;
в) Гідрогену.
 
2. У природі поширені жири:
а) рослинного і тваринного походження;
б) тільки рослинного походження;
в) тільки тваринного походження.
 
3. Який процес є незворотнім?
а) Ренатурація;
б) денатурація;
в) деструкція.
 
4. Під час розщеплення якої органічної речовини утворюється вода?
а) Вуглеводи;
б) білки;
в) жири.
 
5. Яка органічна речовина є енергетичним носієм в організмі?
а) Вуглеводи;
б) білки;
в) жири.
 
6. Які вуглеводи є малорозчинними у воді?
а) Моносахариди;
б) дисахариди;
в) полісахариди.
 
 
Додаток 2
 
Результати конкурсів
з/п
Назва
команди
Гра
«Кросворд»
Виконання
дослідів
Гра «Третій
зайвий»
Сума балів
за 3 конкурси
Гра
«Естафета»
Загальна
сума балів
1              
2              
3              
4              
Dounload PDF

Відгуки читачів