Тема: Органические вещества, входящие в состав клетки

Тема: Органические вещества, входящие в состав клетки. Углеводы. Липиды.
Цель:
Задачи:
Средства
обучения:
Тип урока:
Метод
проведения:
Ученик
должен
Ход урока.
сформировать знания о строении и функциях строения органических веществ – углеводов и липидов, охарактеризовать
их многообразие.
 образовательная: показать взаимосвязь строения и выполняемой функции на примере органических веществуглеводов и липидов, входящих в состав клетки;
 развивающая: продолжать формировать умения: выделять главное, анализировать, устанавливать причинноследственную связь.
таблицы «Строение углеводов», «Функции углеводов», «Строение липидов», «Функции липидов».
комбинированный
лекция, самостоятельная работа
 иметь представление о структурной организации молекул липидов и углеводов;
 знать особенности строения молекул липидов и углеводов, основные функции липидов и углеводов;
 уметь объяснять значение липидов и углеводов.
I.Организационный момент.
II.Актуализация, мотивация и
целеполагание.
1.Просмотрите бегло текст параграфа 2.4 и 2.5( первой части) и назовите
основные понятия урока (учащиеся называют: органические вещества,
низкомолекулярные и высокомолекулярные вещества, мономеры, полимеры,
гомополимеры, гетерополимеры, нейтральные жиры, воски, жироподобные
вещества, углеводы, моносахариды, дисахариды, полисахариды. Знаком «+»
отметьте термины и понятия, определения к которым вы можете дать без
затруднения, «- » поставьте напротив тех, которые вам не знакомы. С ними вам
предстоит познакомиться на уроке.
2. Зная основные понятия урока, сформулируйте цель (учащиеся озвучивают цель,
учитель ее корректирует при необходимости)
II. Изучение нового материала.
1. Вводный рассказ учителя.
Особенности строения органических веществ.
Точный молекулярный состав организмов до настоящего времени полностью не
известен. Это объясняется невероятным числом и сложностью разных молекул
даже в одноклеточном организме, не говоря уже о сложных многоклеточных
системах. Такое многообразие обусловлено свойствами атомов углерода и их
способностью к структурным изменениям. Подавляющая часть молекул клетки,
исключая воду, относится к углеродным соединениям, называемым
органическими. Углерод, имея уникальные химические свойства, фундаментальные для жизни, составляет ее химическую основу. Благодаря малому размеру
и наличию на внешней оболочке четырех электронов атом углерода может
образовать четыре прочные ковалентные связи с другими атомами. Наиболее
важное значение имеет способность атомов углерода соединяться друг с другом,
образуя цепи, кольца и, в конечном итоге, скелет больших и сложных
органических молекул. К тому же углерод легко образует ковалентные связи с
другими биогенными элементами (обычно с Н, N, Р, О и S). Именно этим объясняется астрономическое число разнообразных органических соединений,
обеспечивающих существование живых организмов во всех их проявлениях.
Разнообразие это проявляется в структуре и размерах молекул, в их химических
свойствах, в степени насыщенности углеродного скелета, в различной форме молекул, определяемой углами внутримолекулярных связей.
Среди известных органических веществ (найдите в тексте определение
этому понятию), обнаруженных в живых организмах, можно выделить малые
биологические молекулы (аминокислоты, глицерол, холин, азотистые основания и
т. д.) и биополимеры. Биологические полимеры — это высокомолекулярные
(молекулярная масса 103—10 дальтон) органические соединения, макромолекулы
которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев —
мономеров. К биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты,
полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые
вещества, хитин и др.). Мономерами для них служат соответственно
аминокислоты, нуклеотиды и моносахариды. Биополимеры составляют около
90% сухой массы клетки, при этом у животных количественно преобладают
белки, у растений— полисахариды. В свою очередь
все биополимеры
подразделяют на две группы: гомополимеры, или регулярные, построенные из
мономеров одного
типа(гликоген, крахмал), и гетерополимеры, или
нерегулярные, в состав которых входят отличающиеся друг от друга мономеры
(белки)
Составьте схему «Органические вещества клетки»
?
?
?
?
«Структурные формулы
моносахаридов» (проецируются на
доску)
2. Объяснение учителя.
Общая характеристика углеводов.
Углеводами называют вещества с общей формулой С п (Н 2 0) m , где п и т
могут иметь разные значения. Само название «углеводы» отражает
тот факт, что водород и кислород при сутствуют в молекулах этих
веществ в том же соотношении, что и в молекуле воды. Кроме
углерода, водорода и кислорода, производные углеводов могут
содержать и другие элементы, например азот.
Углеводы — одна из основных групп органических веществ клеток.
Они представляют собой первичные продукты фотосин теза и
исходные продукты биосинтеза других органических ве ществ в
растениях (органические кислоты, спирты, аминокисло ты и др.), а
также входят в состав клеток всех других организмов. В животной
клетке содержится 1—2% углеводов, в растительных в некоторых
случаях — 85—90%.
Выделяют три группы угле водов:
1) моносахариды, или простые сахара;
2) олигосахариды (греч. oligos — немногочисленный) — соединения,
состоящие из 2—10 последовательно соединенных мо лекул
простых сахаров;
3) полисахариды, состоящие более чем из 10 молекул простых с ахаров
или их произ водных.
Моносахариды. Это
соединения,
в
основе
которых
лежит
неразветвленная углеродная цепочка, в которой при одном из ато мов
углерода находится карбонильная группа, а при всех остальных — по
одной гидроксильной группе. В зависимости от длины углеродного
скелета (количества атомов углерода) моно сахариды разделяют на
триозы (С 3 ), тетрозы (С 4 ), пентозы (С 5 ), гексозы (С 6 ), гептозы (С 7 ).
Примерами пентоз являются рибоза, дезоксирибоза, гексоз -глюкоза,
фруктоза, галактоза.
Моносахариды хорошо растворяются в воде, они сладкие на вкус. В
водном растворе моносахариды, начиная с пентоз, приобретают
кольцевую форму.
Циклические структуры пентоз и гексоз — их обычные фор мы; в
любой данный момент лишь небольшая часть молекул существуе т в
виде «открытой цепи». В состав олиго - и полисахари дов также
входят циклические формы моносахаридов. Кроме Сахаров, у которых
все атомы углерода связаны с атомами кисло рода, есть частично
восстановленные
сахара,
важнейшим
из
ко торых
является
дезоксирибоза.
«Структурная формула сахарозы»
Олигосахариды. При гидролизе олигосахариды образуют не сколько
молекул простых с ахаров. В олигосахаридах молекулы простых с ахаров
соединены так называемыми гликозидными связями, соединяющими атом
углерода одной молекулы через кис лород с атомом углерода другой
молекулы, например:
К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (со лодовы й
сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростнико вый или
свекловичный сахар):
глюкоза + глюкоза = мальтоза;
глюкоза + галактоза = лактоза;
глюкоза + фруктоза = сахароза.
Эти сахара называют также дисахаридами. Мальтоза образу ется из
крахмала в процессе его расщепления под действием фер ментов
амилаз. Лактоза содержится только в молоке. Сахароза наиболее
распространена в растениях.
По своим свойствам дисахариды близки к моносахаридам. Они
хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.
Полисахариды. Это высокомолекулярные (до 10 ООО ООО Да)
биополимеры, состоящие из большого числа мономеров — простых
сахаров и их производных.
Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных
типов. В первом случае они называются гомополисахариды (крахмал,
целлюлоза, хитин и др.), во втором — гетерополисахариды (гепарин).
Полисахариды могут иметь линейную, неразветвленную структуру
«Строение полисахаридов»
(целлюлоза) либо разветвленную (гликоген). Все поли сахариды не
растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Неко торые из них
способны набухать и ослизняться.
Наиболее важными полисахаридами являются следующие.
Целлюлоза — линейный полисахарид, состоящий из несколь ких прямых
параллельных цепей, соединенных между собой во дородными связями.
Такая структура препятствует проникновению воды, очень прочна
на разрыв, что обеспечивает устойчивость оболо чек клеток
растений, в составе которых 26 —40% целлюлозы.
Целлюлоза служит пищей для многих животных, бактерий и грибов.
Однако большинство животных, в том числе и человек, не могут
усваивать целлюлозу, поскольку железы желудочно -кишечного
тракта не образуют фермента целлюлазы, расщепляющей целлюлозу
до глюкозы. В то же время целлю лозные волокна игра ют важную
роль в питании, так как они придают пище грубую консистенцию,
объемность и стимулируют перистальтику кишеч ника.
Крахмал (у растений) и гликоген (у животных, человека и г рибов)
являются основными запасными полисахаридами по ря ду причин:
будучи нерастворимыми в воде, они не оказывают на клетку ни
осмотического, ни химического влияния, что важно при длительном
нахождении их в живой клетке. Твердое, обезвожен ное состояние
полисахаридов способствует увеличению полез ной массы прод укта
запаса за счет экономии объема, причем существенно уменьшается
вероятность
потребления
этих
продук тов
болезнетворными
бактериями, грибами и другими микроор ганизмами. И наконец, при
необходимости
запасные
полисаха риды
легко
могут
быть
превращены в простые сахара путем гидролиза.
Хитин образован молекулами глюкозы, в которой гидроксильная группа
при втором атоме углерода замещена азотсо держащей группой
NHCOCH 3 . Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи
целлюлозы, собраны в пучки. Хитин — основной структурный
элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.
Функции углеводов.
1. Энергетическая.
Глюкоза
—
основной
источник
энергии,
высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточ ного
дыхания. Крахмал и гликоген составляют энергетич еский запас в
клетках.
2. Структурная. Целлюлоза входит в состав клеточных оболо чек
растений; хитин служит структурным компонентом по кровов
членистоногих и клеточных стенок многих грибов. Некоторые
олигосахариды — составная часть цитоплазматической мембраны
клетки (в виде гликопротеинов и гликолипидов), образующая
гликокаликс.
Пентозы участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (рибоза входит
в состав РНК, дезоксирибоза — в состав ДНК), неко торых
коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ;
принимают участие в фотосинтезе (рибулозо -дифосфат является
акцептором С0 2 в темновой фазе фото синтеза).
3. Защитная. У животных гепарин препятствует свертыванию
крови, у растений камеди и слизи, образующиеся при повреж дении тканей, выполняют защитную функцию.
4.Запасающая: крахмал, инулин у растений, гликоген у животных,
грибов.
5.Рецепторная: углеводные компоненты мембран обеспечивают
узнавание
клеток,
рецепцию
гормонов
и
медиаторов,
тканеспецифичность, группы крови.
3. Динамическая пауза.
4.Самостоятельная работа с текстом учебника по вопросу «Липиды». (Цель:
способствовать обучению школьников умению конструировать репродуктивные
вопросы по содержанию текста учебной статьи и умению отвечать на вопросы
учителя по содержанию текста учебной стать.
Сконструировать по тексту на стр. 38-40 вопросы (последующее их
обсуждение).
III. Закрепление знаний.
1.Заполнить кластер «Функции нейтральных жиров» на стр.32 рабочей
тетради.
2.Закончить схему «Органические вещества клетки» на интерактивной доске.
3. Формулировка выводов
IV. Домашнее задание.
Изучить текст §2.4,2.5 (до белков), вспомнить из курса «Человек и его здоровье»
функции витаминов, симптомы их недостаточности и выполнить № 4 в рабочей
тетради.
На следующем уроке (на первом этапе) будем работать с основными понятиями
темы «Органические вещества клетки. Липиды. Углеводы», отвечать на вопросы
после параграфа.
V. Рефлексия.
1.Оценивание активно работающих учащихся.
2.Мы с вами находимся на международной конференции «Открытия в
биологической науке». Отправьте телеграмму родителям с информацией о ней.