Открытый урок по химии на тему: Аминокислоты

Киреева Елена Александровна

директор общей средней школы,

учитель химии и биологии

им. П. Шевцова Тюлькубасский р/н

Южно-Казахстанская область

elena.kireeva.1970@mail.ru

План - конспект урока по дисциплине «Химия».

</ Тема урока: «Аминокислоты»

Цель урока: систематизировать знания учащихся о кислотах, аминах; дать представление об аминокислотах, познакомить со строением, амфотерными свойствами и применением аминокислот, биологическом значением.



Задачи:

обучающие

- показать значение аминокислот. Рассмотреть биологическую роль аминокислот;

- научить учащихся записывать структурные формулы аминокислот, давать им названия;

- уметь доказывать химические свойства аминокислот, записывать уравнения реакций.

развивающие

- развивать умение учащихся сравнивать, обобщать, проводить аналогию между неорганическими и органическими веществами;

- продолжить развитие навыков самообразования и самооценки;

- развивать познавательный интерес учащихся, устанавливать межпредметные связи (с биологией);

- развивать практические навыки учащихся.

воспитательные

- воспитывать устойчивый интерес к предмету через изучение некоторых

моментов роли аминокислот для жизнедеятельности человека;

- воспитывать интерес к здоровому образу жизни.

Ход урока

I. Организационный момент.

«Единственный путь, ведущий к знанию - это

деятельность»

Бернард Шоу.

Мы сегодня постараемся путем нашей совместной деятельности получить новые знания. На прошлых уроках мы познакомились с такими классами соединений как карбоновые кислоты и амины (отметить на доске). Сегодня мы ответим на вопрос, возможны ли органические соединения с карбоксильной и аминогруппой? (формулы) Какие свойства они проявляют? Какова их биологическая роль?

Тема нашего урока «Аминокислоты».

II. Изучение нового материала.

Итак, презентацию аминокислот проводит фирма «Химикон», в которой работают несколько отделов:

1. Исторический отдел

2. Управление химических веществ

3. Проектный институт

4. Химический завод

5. Химическая лаборатория

6. Отдел охраны здоровья

7. Аптека

Выступления каждого из отделов.

Исторический отдел

В 1745 г. итальянский ученый Беккари опубликовал отчет о работе, выполнений еще в 1728 г. Исследователь выделил из пшеничной муки клейкую массу, которую назвал клейковиной. Оказалось, что вещество растительного происхождения - клейковина - напоминало продукты, полученные из животных. Беккари сделал вывод о существовании особых веществ, присущих живым организмам.Эти вещества образовывали вязкие, клейкие растворы, свертывались при нагревании, при их высушивании получалась роговидная масса, при сгорании ощущался запах паленой шерсти или рога и выделялся аммиак. Поскольку все эти свойства ранее были известны для яичного белка, то особый класс веществ получил название белков.

В 1820 г. французский химик Анри Браконно подвергал многочисленному действию серной кислоты кожу и другие ткани животных, затем нейтрализовал смесь, получил фильтрат, при выпаривании которого выпадали кристаллы вещества, которые он назвал - гликоколл (клеевым сахаром). Это и была первая аминокислота, выделяемая из белков. Ее структурная формула была установлена в 1846г.

В 1899 г. исследованием белков занялся немецкий химик - органик Эмиль Фишер подвергал гидролизу белок, содержащийся в молоке. В результате многочисленных исследований стало ясно: белки растительного, животного и микробного происхождения - построены из определенного количества аминокислот и только из них. К 1902 г. было известно 17 аминокислот, входящих в состав белка.



Управление химических веществ

Аминокислотами называются азотсодержащие соединения, в молекулах которых содержатся аминогруппа - NH₂ и карбоксильная группа - СООН, связанные с углеводородным радикалом

Простейшим представителем этого класса является аминоэтановая или аминоуксусная кислота H₂N - СН₂ - СООН

Общая формула аминокислот:

H₂N - CH - COOH

|

R

В биосинтезе белка в живых организмах участвуют 20 аминокислот (таблица 1).



Проектный институт

Изомерия аминокислот в основном выражается разным строением углеродной цепи и положением аминогруппы: (записываем на доске)

4 3 2 1

СН₃ - СН₂ - СН - СООН 2 - аминобутановая кислота

|

NH₂

Кроме международной номенклатуры, употребляются еще названия аминокислот, в которых вместо цифр ставят буквы греческого алфавита: α, β, γ и.т.д.Например: (записываем на доске)

γ β α

СН₃ - СН₂ - СН - СООН

|

NH₂ α - аминобутановая кислота



Вопрос: Какие виды изомерии характерны для аминокислот? (структурная, положение функциональной группы).



Химический завод

Аминокислоты, входящие в состав белков получают путем их гидролиза (видеоролик).

Мы провели исследование молока на наличие в нем аминокислот.

Цель исследования:

- выяснить наличие аминокислот в молоке;

- проследить изменение концентрации аминокислот в молоке с течением времени;

- сделать выводы о пищевой ценности молока и молочнокислых продуктов.

Ход работы:

К 10 мл. молока добавили несколько капель фенолфталеина и добавили 0,1н раствор NaOH до появления розовой окраски. При этом нейтрализуются кислоты, не содержащие аминогруппы. К полученному раствору добавили 3-4 мл формалина. Розовая окраска исчезает, а содержащиеся в растворе аминокислоты превращаются в амины, не имеющие амфотерного характера.

Теперь титруем щелочью, как обычные карбоновые кислоты 0,1 н раствором NaOH до появления розовой окраски.

Рассчитываем концентрацию свободных аминокислот по формуле:

С_N(аминокислот) = С_N(NaOH) х V(NaOH) = 0,1 х V(NaOH)

V(молока) 10

Эксперимент повторяли три раза, через день.

Результаты:

-

Выводы:

- в молоке содержаться аминокислоты;

- в процессе хранения количество аминокислот в молоке увеличивается, т.е. протекает процесс гидролиза белка.

- в молочнокислых продуктах (простокваше) концентрация аминокислот больше, чем в молоке.

Известны также синтетические способы получения аминокислот. Так, например, в молекуле карбоновых кислот атомы водорода в радикале можно заместить на галоген, (записываем на доске)

Р (красный)

СН₃ - СООН + СI₂ → СН₂ - СООН + НСI

|

CI

А затем действуем аммиаком, получая аминогруппу.

СН₂ - СООН + NН₃ → NН₂ - СН₂ - СООН + НСI

|

CI



Химическая лаборатория

Аминокислоты - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом.

Химические свойства аминокислот определяются наличием в молекуле двух функциональных групп:

Аминогруппа - NH₂ определяет основные свойства аминокислот, так как способна присоединять к себе катион водорода по донорно - акцепторному механизму за счет наличия свободной электронной пары у атома азота.

Проводим эксперимент (правила техники безопасности)

Инструкционные карточки на партах

Опыт № 1 «Взаимодействие аминоуксусной кислоты с неорганическими кислотами»

На предметное стекло поместите 1 каплю раствора соляной кислоты (НСI) и 1 каплю метилоранжа. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до изменения цвета реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло изменение цвета раствора?



Записываем уравнение реакции на доске

Н₂N - СН₂ - СООН + НСI → [H₃N⁺ - СН₂ - СООН]СI^-

Группа - СООН (карбоксильная группа) определяет кислотные свойства этих соединений, т.е. взаимодействует со щелочами.

Опыт № 2

«Взаимодействие аминоуксусной кислоты со щелочами»

На предметное стекло поместите 1 каплю раствора гидроксида натрия (NaОН) и 1 каплю фенолфталеина. Индикатор изменяет свою окраску на малиновую. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до обесцвечивания реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло обесцвечивание раствора?

Записываем уравнение реакции на доске

H₂N - CH₂ - COOH + NaOH → H₂N - CH₂ - COONa + Н₂О

Вопрос:

Как называются вещества, которые могут взаимодействовать и с кислотами и с основаниями? ( Амфотерными)

Кроме того, аминогруппа в молекуле аминокислоты вступает во взаимодействие с входящей в ее состав карбоксильной группой, образуя внутреннюю соль.

Опыт № 3

«Испытание раствора аминокислоты индикаторами»

На предметное стекло поместите 2-3 капли раствора глицина и добавьте 1 каплю метилоранжа. Что Вы наблюдаете?

Записываем уравнение реакции на доске

Н₂N - СН₂ - СООН ↔ Н₃N⁺ - СН₂ - СОО^-

Инструкция к проведению лабораторных опытов по теме: «Аминокислоты»



Опыт № 1 «Взаимодействие аминоуксусной кислоты с неорганическими кислотами»

В углубление пластинки поместите 1 каплю раствора соляной кислоты (НСI) и 1 каплю метилоранжа. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до изменения цвета реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло изменение цвета раствора?

Опыт № 2

«Взаимодействие аминоуксусной кислоты со щелочами»

В углубление пластинки поместите 1 каплю раствора гидроксида натрия (NaОН) и 1 каплю фенолфталеина. Индикатор изменяет свою окраску на малиновую. Затем по каплям прибавляйте раствор глицина до обесцвечивания реакционной смеси.

Вопрос. Объясните, почему произошло обесцвечивание раствора?

Опыт № 3 «Испытание раствора аминокислоты индикаторами»

На универсальную индикаторную бумажку поместите 2-3 капли раствора глицина Что Вы наблюдаете?

Отдел охраны здоровья

Организм человека может синтезировать примерно половину из аминокислот, но около восьми аминокислот человек должен получать с пищей: эти аминокислоты называются незаменимыми. (Таблица № 1). Поскольку по характеру обмена веществ человек очень близок к животным, мясо последних может служить удобным источником всех незаменимых аминокислот. Пути эволюции человека и растений разделились гораздо раньше, поэтому нельзя быть заранее уверенным в том, что в каком-нибудь растении имеются все необходимые нам аминокислоты. В зерновых культурах, например, обычно нет одной аминокислоты - лизина. Там, где мясо является слишком большой роскошью или его употребление запрещено религией, это затруднение можно преодолеть, компенсируя недостаток определенной аминокислоты в одном растении другими растениями, содержащими большое количество этой аминокислоты. (Рассмотрим таблицы № 2, № 3).

Аминокислоты в организме не только выполняют роль строительных блоков для белков, но могут участвовать и в других процессах: например, глицин и глутаминовая кислота - передатчики нервного импульса (их называют нейромедиаторами). Аргинин является незаменимой кислотой лишь в период интенсивного роста организма, тогда он необходим в больших количествах.

Предприимчивые японцы давно заметили, что добавление в пищу приправы из сушеных водорослей усиливает ее вкус и аромат. В 1909 г. японский ученый К. Икеда выяснил, что причина такого воздействия приправы кроется в содержании глутаминовой кислоты и ее солей. К. Икеда запатентовал свое открытие, и теперь во всем мире в качестве пищевых добавок, усиливающих вкус и аромат продукта, используется глутаминовая кислота (Е629), глутаминат натрия (Е621, часто называют глютамат натрия) и глутаминаты других металлов (Е622 - 625). Ссылки на эти вещества легко найти, например, на баночке мясного паштета. Для тех же целей применяется глицин (Е640) и лейцин (Е641).

Аптека Аминокислоты и их производные используются в качестве лекарственных средств в медицине. В аптеке можно купить глицин в таблетках. Этот препарат оказывает укрепляющее действие на организм и стимулирует работу мозга:

- уменьшает напряжение, конфликтность;

- улучшает настроение;

- повышает умственную работоспособность.



Тауфон (глазные капли) является серосодержащей аминокислотой. Препарат способствует улучшению энергетических процессов, стимулирует процессы при заболеваниях тканей глаза. Способствует нормализации функций клеточных мембран. Применяют при травмах роговицы.



Метионин - незаменимая аминокислота. Применяют при лечении печени, профилактика токсического поражения печени.



Глютаминовая кислота заменимая кислота. Применяют при лечении эпилепсии, депрессии, истощения, задержка психического развития.

III. Обобщение

Опрос (самооценка).

На партах задания:

1. Дать название

СН₃ - СН - СН₂ - СН₂ - СООН

|

NH₂

2. Составить формулу

γ - аминовалерьяновая кислота

3. С каким из перечисленных веществ не будет реагировать аминоуксусная кислота: а) Na; б) HNO₃; в) СН₄; г) LiOH.

4. Способность некоторых веществ проявлять кислотные и основные свойства.

5. Определить вещество «Х»

+ CI₂ +NH₃

СН₃ - СН₂ - СООН → Х → СН₂ - СН₂ - СООН

|

NH₂

Ответы на доске:

1. 4 - аминопентановая кислота

γ β α

2. СН₃ - СН - СН₂ - СН₂ - СООН

|

NH₂

3. в)

4. Амфотерность

5. СН₂ - СН₂ - СООН

|

СI

Критерии, оценки (на доске)



«5» - нет ошибок



«4» - одна ошибка



«3» - две ошибки



Более двух ошибок Вам стоит постараться

IV. Оценивание учащихся, подведение итога урока, домашнее задание.

Наш урок завершен, желаю Вам успехов, до встречи на следующем уроке.

Спасибо за работу.

«Правильный путь таков: усвой все, что сделали сегодня, и иди дальше».

Л.Н.Толстой

Дополнительное задание (на парте)

Орешек знаний тверд, но все же мы не привыкли отступать! Нам расколоть его поможет простой девиз: «Хочу все знать!»

Названия карбоновых кислот





Амины

CH₃ - NH₂ первичный амин метиламин

CH₃CH₂ - NH - CH₂ - CH₃ вторичный амин диэтиламин

CH₃CH₂ - N - CH₂CH₃ третичный амин триэтиламин



׀

CH₂CH₃

C₆H₅ - NH₂ ароматический амин фениламин (анилин)





Самоанализ урока.



Тема: Аминокислоты

1. Данный урок в курсе органической химии. Это второй урок в теме азотсодержащие органические соединения. Связан с темами карбоновые кислоты и амины, поэтому я опиралась на знания детей по этим темам. Знания, полученные на этом уроке, необходимы будут при изучении последующей темы «Белки». Тип урока - изучение нового материала в форме ролевой игры (Презентация «Аминокислот»). ( план для детей известен)

2. Реальные учебные возможности учащихся данного класса - средние. Из 25 человек два проявляют повышенный интерес к химии, семь человек занимаются стабильно, усваивают хорошо учебный материал. Часть учащихся особого интереса к химии не проявляет, но минимум учебного материала усваивают. При планировании данного урока я старалась учитывать реальные учебные возможности учащихся: максимально были задействованы сильные учащиеся, которые заранее изучили и подготовили соответствующий материал, проводили эксперимент исследовательского характера; всех остальных учащихся на протяжении урока старалась активизировать и включать в учебный процесс.

3. На данном уроке была поставлена цель:

систематизировать знания учащихся о кислотах, аминах; дать представление об аминокислотах, познакомить со строением, амфотерными свойствами и применением аминокислот, биологическим значением.

Решались следующие задачи:



обучающие

- показать значение аминокислот. Рассмотреть биологическую роль аминокислот;

- научить учащихся записывать структурные формулы аминокислот, давать им названия;

- уметь доказывать химические свойства аминокислот, записывать уравнения реакций.

развивающие

- развивать умение учащихся сравнивать, обобщать, проводить аналогию между неорганическими и органическими веществами;

- продолжить развитие навыков самообразования и самооценки;

- развивать познавательный интерес учащихся, устанавливать межпредметные связи (с биологией);

- развивать практические навыки учащихся.



воспитательные

- воспитывать устойчивый интерес к предмету через изучение некоторых

моментов роли аминокислот для жизнедеятельности человека;

- воспитывать интерес к здоровому образу жизни.

Старалась обеспечить взаимосвязь цели и задач. Одной их главных задач была задача, дать представление об аминокислотах решалась на уроке в первую очередь с учетом особенностей класса.

4. Выбранная структура, урока, по-моему, была рациональной для решения этих задач, рационально было распределено время, отведенное на все этапы урока, связи между этапами урока были логичны. Я старалась подводить итог после каждого этапа урока, каждого выступления учащегося.

5. Я сделала главный акцент на химические свойства аминокислот (реакцию молекулярной конденсации с выделением воды и образованием амидной группировки я перенесла на следующий урок тема «Белки», с целью экономии времени т.к. на уроке рассматривалось большое количество материала валеологического характера), их биологическое значение, получение, строение. И, конечно, главным в уроке был исследовательский эксперимент предложенный Т.В.Северюхиной и В.В.Сентемовым, который, на мой взгляд, удался и лабораторные опыты. Во время урока я старалась выделить главное, существенное в теме, для чего использовала технические средства обучения.

6. Для раскрытия нового материала использовались следующие методы: опережающего обучения (сообщения учащихся, предварительный исследовательский эксперимент), объяснительно-иллюстративный, проблемный, исследовательский, для проведения лабораторных опытов использовался ПММ

Полумикрометод (ПММ) имеет ряд преимуществ:

- экономия реактивов, горючего, воды, электричества, времени на уроках;

-безопасность опытов и простота их выполнения;

-меньшая утомляемость учащихся, что связано с большей организованностью;

-индивидуальность выполнения опытов;

-портативность оборудования;

- возможность работы без вытяжного шкафа и в сочетании с программированным обучением.

Применение полумикрометода решает экологические проблемы, связанные с утилизацией отходов.

Применение ПММ не только экономит реактивы и драгоценное время урока, но и дает учащимся представление о современном научном химическом эксперименте.

Эти методы способствовали решению цели и задач урока.

7,8. Для решения основных задач урока использовала дифференцированный подход к учащимся: более сильные учащиеся были привлечены к подготовке урока и ведению ролевой игры, остальные учащиеся в ходе урока выполняли соответствующие задания учителя, получили индивидуальные домашние задания.

Контроль усвоения знаний, умений и навыков осуществлялся в конце урока в форме тестирования и самооценки учащихся. (Задания из ЕГЭ)

9. На уроке использовались возможности кабинета при проведении исследовательского эксперимента, лабораторной работы; также мультимедийные средства обучения, использованные на уроке, способствовали решению задач урока.

10. Работоспособность учащихся была высокая за счет соответствующей активизации мыслительной деятельности, познавательной активности во время эксперимента, лабораторной работы, нестандартной формы урока.

11. Я считаю, что психологическая атмосфера на уроке была достаточно хорошая, обратная связь работала, дети меня понимали и старались, в свою очередь, меня поддерживать.

12. На случай непредвиденной ситуации я была готова изменить ход урока, заменить кого-либо из подготовленных заранее учащихся.

13. Все поставленные задачи и цель урока, я считаю, выполнены.

В рамках аттестации я планирую дать внеклассное мероприятие «Почему Минздрав предупреждает».