Полисахариды. Крахмал, его свойства. Целлюлоза, ее строение, применение

Топ Группа
Күні Дата

Тақырыбы:

Тема: Полисахариды. Крахмал, его свойства. Целлюлоза, ее строение, применение.

Сабақтың тақырыбы:

Вид урока: урок-сообщение новых знаний

Сабақ мақсаты:

Цели урока:

Білімділік

Обучающая: Используя интегрированный подход, развивать у учащихся умения сравнивать, сопоставлять, находить аналогии, предсказывать практический результат на основании теоретических рассуждений.

Дамытушылык

Развивающая: продемонстрировать учащимся возможности применения их знаний по стереометрии при изучении химического материала.

Тәрбиелік

Воспитательная: воспитывать чувства коллективизма

Пәнаралық байланыс

Межпредметные связи: биология

приготовления пищи

Көрнекті құралдар, жабдықтар, үлестірме кағаздар

Наглядные пособия, оборудование, раздаточный материал: крахмал, йод, коллекция «Волокна».

І. Ұйымдастыру кезеңі

Организационная часть

ІІ. Өткен тақырыпты қайталау:

Опрос и проверка пройденного материала

ІІІ. Жана тақырыпты зерделеу

Изучение нового материала

Тақырыбы

Тема: Полисахариды. Крахмал, его свойства. Целлюлоза, ее строение, применение.
Углеводы, содержащие в молекуле более 10 остатков моносахаридов, относятся к полисахаридам, называемым также полиозами, гликанами или полисахаридами.

Биологически важными полисахаридами являются крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Со всеми этими веществами вы знакомились при изучении ботаники и зоологии. Вспомните в чем состоят различия животной и растительной клеток?

Основной повторяющейся единицей, из которой синтезируется крахмал, являются остатки глюкозы, последовательно соединенные между собой.

Природный крахмал состоит из двух фракций – амилозы и амилопектина.

Относительная молекулярная масса амилозы 60 000 (до 6000 моносахаридных звеньев). Она растворяется в теплой воде и составляет 20 – 25% крахмала. Молекула амилозы имеет нитевидную форму и закручена в спираль диаметром около 10 нм. Внутри спирали есть пустоты, в которые могут входить другие вещества с образованием соединений включения. Такое соединение с молекулами иода окрашено в интенсивный синий цвет (качественная реакция на крахмал). При ферментативном гидролизе амилазой, содержащейся в слюне, амилоза расщепляется на глюкозу и мальтозу.

Амилопектин составляет 75 – 80% крахмала, плохо растворяется в воде, образуя коллоидный раствор. Отличительной особенностью его является наличие разветвлений а полисахаридных цепях. Молекулы амилопектина имеют сферическую форму. Молекулярная масса колеблется от 100 000 до нескольких миллионов. С иодом дает красно-фиолетовое окрашивание.

При гидролизе амилазой образуются декстрины. Декстрины получают также при обработке крахмала 10% раствором серной кислоты. Водные растворы декстринов окрашиваются иодом в красный цвет.

Гликоген содержится в печени, мышечной ткани. Является запасным питательным веществом животных.

Относительная молекулярная масса гликогена от 400 000 до 4 000 000. растворяется в горячей воде, образуя коллоидный раствор, дающий с иодом желто-красную окраску.

Гликоген образован остатками глюкозы. Из-за большой разветвленности молекулы гликогена имеют более плотную, компактную форму, чем молекулы амилопектина.

Хитин – это полисахарид, из которого построены прочные оболочки насекомых, ракообразных и некоторых грибов. Хитин нерастворим в воде, органических растворителях.

Макромолекулы целлюлозы состоят из 2000 – 3000 остатков бета-глюкозы, связанных друг с другом в волокна слабыми водородными связями. Молекулы целлюлозы нитевидны, не имеют разветвлений, не спирализуются и имеют строго линейное строение. Она содержится в древесине, в оболочке некоторых плодов (семечки подсолнечника).

Целлюлоза труднее, чем крахмал, подвержена гидролизу (только в кислотной среде). Благодаря наличию свободных спиртовых гидроксильных групп целлюлоза способна образовывать эфиры со спиртами и кислотами.

Из простых эфиров целлюлозы используют метил-, этил-, бензилцеллюлозы в бумажной, лаковой промышленности. Простые эфиры целлюлозы и гликолевой кислоты используются как моющие и гелеобразующие средства.

Азотнокислые эфиры (нитраты целлюлозы) получают этерификацией целлюлозы смесью азотной и серной кислот. Полный тринитрат целлюлозы – пироксилин, который используют для производства бездымного пороха.

Ацетаты целлюлозы получают этерификацией целлюлозы с уксусным ангидридом в присутствии уксусной кислоты.

Ацетаты целлюлозы используют для изготовления негорючей кинопленки и ацетатного волокна.

На основе очищенной целлюлозы изготавливают прозрачную пленку – целлофан (в отличие от полиэтилена, она не кажется жирной на ощупь и при складывании).

Бумага – тонковолокнистый листовой материал, один квадратный метр которого имеет массу не более 250 г.При большей массе материал называют картоном. Честь изобретения бумаги приписывают Цай Луню, жившему в Китае около 105г. н.э. сначала бумагу готовили из волокон бамбука.

Первая бумажная фабрика в России была построена на реке Пахре под Москвой в 1655 г. специалистов по производству бумаги называли «целовальниками бумажного дела». Фото листа бумаги или пачки бумаги.

Основной компонент бумаги – целлюлоза. Больше всего целлюлозы в древесине хвойных пород, меньше в соломе и тростнике. Древесную щепу сначала варят в водном растворе гидросульфита кальция или гидроксида кальция, под давлением, температура 170 0С. Щепа распадается на мелкие пучки волокон целлюлозы, а примеси переходят в раствор. В этой опреации стараются удалить лигнин, из-за которого бумага желтеет и становится ломкой. Затем целлюлозу промывают водой, отбеливают хлором, размалывают, смешивают с проклеивающими и наполняющими веществами – казеиновый клей, латекс, каолин, крахмал, краски. Образовавшуюся массу направляют в бумагоделательную машину, где она растекается на бесконечном сетчатом полотне. Из бумажной массы удаляется вода, масса спрессовывается и высушивается. Полученное бумажное полотно проходит валки каландра. Затем остается только смотать в рулоны бумагу и разрезать.

Бумагу производят из вискозных, асбестовых, найлоновых, полиэфирных, полиацетиленовых и акриловых волокон. Уникальны свойства бумаги из стекловолокна: она не горит, не поглощает влаги, устойчива к кислотам. Керамическая бумага выдерживает температуру 2000 °С, не взаимодействует с концентрированной серной кислотой. Эти сорта бумаги требуются для медицины, космоса, электротехники. А бумага из найлоновых волокон идет на производство денег и географических карт.

Закрепление:

А теперь вы можете ответить на вопрос. В чем различия растительной и животной клеток?

Предлагаю вам дома провести небольшой химический эксперимент.

Приготовьте клейстер ( _ чайной ложки крахмала развести в _ стакана холодной воды, и вылить тонкой струей в кипящую воду _ стакана, кипятите 3 минуты, чтобы распались крахмальные зерна). Клейстер остудите. Затем возьмите два кусочка бинта и окуните в клейстер. Высушите кусочки бинта.

Возьмите кусочек ваты и намотайте ее на спичку или палочку. Смочите вату своей слюной и напишите ватой на одном кусочке бинта букву. Затем бинт кладут между ладонями, чтобы сохранилось тепло, и через 1- 2 минуты обрабатывают иодной водой (на 1/2 стакана 2-3 капли иода). На синем фоне получается белая буква.

Возьмите второй кусочек бинта, другую спичку или палочку, намотайте на нее вату и смочите водой. После этого на втором куске бинта пишут ту же букву. Кусок бинта согревают также в ладонях. Затем помещают бинт в иодную воду. Появляется равномерная синяя окраска. Буквы нет, так как вода не расщепляет крахмал. Вывод: слюна содержит ферменты, расщепляющие крахмал.

Другой эксперимент называется «Обнаружение крахмала в пищевых продуктах». Для этого возьмите несколько зерен гречки, риса, пшена, овсянки, вермишель, макароны, кусочек яблока, банана, колбасы вареной, сосиски, капусты и капните на все продукты 2-3 капли иодной воды (см. выш способ приготовления). Какие выводы о содержании крахмала вы можете сделать?

Ответы на тестирование по теме: «Глюкоза»

735 – 2

738 – 1

740 – 1

При гидролизе древесины массой 260 кг, массовая доляцеллюлозы в которой составляет 50%, получили глюкозу массой 40 кг. Вычислите массовую долю выхода глюкозы (%). Ответ: 27,7%.