Открытый урок по химии Аминокислоты. Глицин, метионин

Тип урока: изучение нового материала
Цель урока:
приобрести в совместном поиске новые знания об аминокислотах как органических амфотерных соединениях.
Задачи урока:
Образовательные:
- дать понятие об аминокислотах как органических амфотерных соединениях;
- рассмотреть их строение, классификацию, изомерию и номенклатуру;
- изучить основные способы получения и применения аминокислот;
- изучить практическую значимость аминокислот для человека.

Развивающие:
- формировать и совершенствовать умения практической работы с химическими реактивами в ходе учебного эксперимента;
- продолжить формирование навыков работы в группе;
- развивать общеучебные и метапредметные умения и навыки, прививая интерес к химии, как учебному предмету.
Воспитательные:
- воспитывать культуру общения через работу в коллективе ученик-ученик, ученик-группа, ученик-учитель;
- воспитывать чувство коллективизма и ответственности;
- формировать навыки исследовательской работы.

План урока:
1) Вступительное слово учителя
2) Фронтальная беседа
3) Изучение основных вопросов темы:
- физические свойства
- химические свойства
- номенклатура
- гомологи и изомеры
- получение
4) Изучение применения аминокислот, используя ситуацию.
5) Закрепление материала через самостоятельное выполнение заданий, с последующей самопроверкой.
6) Домашнее задание
7) Итог урока. Рефлексия.

Ход урока:

1)Учитель:Мы состоим из них, они для нас необходимы! Они участвуют в синтезе мышечного белка, а также оказывают воздействие на различные процессы. Они представляет особенную ценность для активно тренирующихся спортсменов, но также могут быть полезны и всем, кто ведёт активный образ жизни и постоянно выдерживает интенсивные силовые нагрузки. Они очень полезны во время диет с ограничениями в питании. О чём мы с вами сейчас будем говорить?

Ученик: Об аминокислотах
Учитель: В 1820 г. французский химик Анри Браконно проводил опыты с веществами животного происхождения. В результате длительного нагревания кожи, хрящей и сухожилий с раствором серной кислоты он получил некоторое количество белых кристаллов сладкого вкуса. Какой тип реакций протекал при этом?
Ученик: Очевидно, реакции гидролиза, катализируемые сильной кислотой.
Учитель: Это вещество получило название гликокол, оно долгое время считалось «родственником» углеводов, пока в 1838г. голландский химик Г.Мульдер не обнаружил в его составе азот. Спустя ещё 6 лет Э.Хорсфорд установил формулу вещества – C₂H₅O₂N. Ученик: Это глицин.

Учитель:Наш организм - очень сложная система, которая работает даже  в состоянии покоя.Для нормальной жизнедеятельности человека необходима 21 аминокислота.  Организм способен самостоятельно синтезировать   12 кислот, а 9-не синтезируется. Как можно получить эти важные аминокислоты?

Ученик: Аминокислоты, которые не синтезируются можно получить только с продуктами питания. Только при этом питание должно быть правильным. Именно правильное питание необходимо для хорошей работы организма.

2)Фронтальная беседа:
- Какие функциональные группы входят в состав аминокислот?
- Какими свойствами обладает аминогруппа?
- Какими свойствами обладает карбоксильная группа?
- Какими свойствами будет обладать вещество, сочетающее в себе эти противоположные по свойствам функциональные группы?
- Какие амфотерные неорганические соединения вы знаете?
- Тогда аминокислоты мы назовём … ( органические амфотерные соединения).
3)Учитель:Переходим к изучению свойств аминокислот.
Физические свойства: бесцветные кристаллические вещества с температурами плавления 150 - 250^oС, хорошо растворимы в воде (лучше, чем в органических растворителях), многие - сладкие(слайд).

Химические свойства аминокислот рассмотрим, работая в группах. Необходимо провести опыты и объяснить их протекание всему классу. Записать химические уравнения на доске и в тетрадях.

Работа в группах:
Все учащиеся имеют на столах данную карту работы.

Вопросы для класса:
- Как называются вещества, которые взаимодействуют и с кислотами и со щелочами?
- Запишите уравнения взаимодействия глицина с соляной кислотой и гидроксидом натрия. ( два ученика делают запись у доски, дальнейший контроль по слайду презентации к уроку)

1)Реакции с растворами кислот:

NH₂CH₂COOH + HCl(NH₃CH₂COOH)Cl

2) Реакции с растворами щелочей:

NH₂CH₂COOH + NaOH NH₂CH₂COONa + H₂O (аминоацетат натрия)

Аминокислоты - амфотерные органические вещества. В водных растворах большинства аминокислот среда слабокислотная.

3) Запишите самостоятельно реакцию горения аминоуксусной кислоты, уравняйте, проверьте в парах (взаимопроверка).
4NH₂CH₂COOH + 13O₂8CO₂ + 10H₂O + 2N₂

4) Реакцию поликонденсации аминокислот рассмотрим по учебнику.
Группа —CO—NH— называется амидной группой, а образующиеся полимеры - полиамидами. Полиамиды -аминокислот называются пептидами. В зависимости от числа остатков аминокислот различают дипептиды, трипептиды, полипептиды. В таких соединениях группы —CO—NH— называют пептидными группами, а связь C—N - пептидной связью.

Учитель:Общая формула молекул аминокислот - NH₂—R—COOH, где R - двухвалентный радикал. В твердом состоянии и частично в растворах аминокислоты представляют собой "внутренние соли", то есть состоят из биполярных ионов ⁺NH₃—R—COO^-, образующихся при обратимом переносе протона (H⁺) от карбоксильной группы к аминогруппе, например:

Общая формула предельных аминокислот с одной карбоксильной и одной аминогруппой - C_nH_2n+1NO₂ (слайд).

Используя таблицу и первоначальные знания детей, познакомимся с особенностями номенклатуры, основными гомологами и изомерами аминокислот (слайд).
(Применяется комментирование, беседа, рассуждение)

Межклассовыми изомерами для аминокислот являются нитросоединения R—NO₂.

Получение аминокислот:
Из карбоновых кислот:

CH₃—CH₂—COOH + Cl₂CH₃—CHCl—COOH + HCl
CH₃—CHCl—COOH + 2NH₃CH₃—CH(NH₂)—COOH + NH₄Cl

4)Работа в группах:
Сейчас мы поработаем над ситуациями в группах. Для ответов на поставленные вопросы можно использовать учебник, выданный вам дополнительный материал и жизненный опыт. После обсуждения ситуации и изучения материала, группа выбирает выступающего.
1 группа: - Изучить и объяснить фармакологическое действие глицина, тауфона, метионина, глутаминовой кислоты, используя аннотации к применению этих препаратов.
2 группа: -Изучив состав паштета, используя словарь химических терминов, дайте объяснение применению глутаминовой кислоты и её солей.
3 группа:- Прочитав данную статью, объясни роль аминокислот в питании культуристов.

Ответы учащихся в группах:
- Глицин оказывает укрепляющее действие на организм и стимулирует работу мозга: уменьшает напряжение, конфликтность, улучшает настроение, повышает умственную работоспособность. Тауфон – глазные капли, серосодержащая аминокислота, способствует нормализации функций клеточных мембран, стимулирует процессы при заболеваниях тканей глаза, применяют при травмах роговицы. Метионин – незаменимая аминокислота, применяется при лечении печени, для профилактики её токсического поражения. Глутаминовая кислота – заменимая аминокилота, применяется при лечении эпилепсии, депрессии, истощении, задержке психического развития.
- Уже давно замечено, что добавление приправы из сушёных водорослей усиливает вкус и аромат пищи. Японский учёный К. Икеда в 1909 году выяснил, что причина такого воздействия приправы – в содержании глутаминовой кислоты и её солей. В качестве пищевой добавки в данном паштете используют глутаминовую кислоту (Е629). По ссылке на этикетке это мы это нашли. Кроме этого используют соли глутаминат натрия (Е621, его часто называют глютаматом натрия) и глутаминаты других металлов (Е622-625). Для этих же целей используют глицин (Е640) и лейцин (Е641).

- Практически все профессиональные культуристы принимают свободные аминокислоты в капсулах или в виде порошка. Сравните, если они съедят отличный кусок говядины, то аминокислоты поступят в кровь не раньше, чем через 1,5-2 часа. А вот если употребят аминокислоты в свободной форме, то они примут прямое участие в обмене веществ уже через 14-16 минут! Основная ценность свободных аминокислот состоит в том, что организму не надо их переваривать. Благодаря этому аминокислоты быстро попадают из желудка в тонкий кишечник и сразу же поступают в кровь.

( Приводятся допустимые ответы учащихся)

5) Самостоятельная работа учащихся с последующим самоконтролем:
1) Назовите вещество:

2) Составьте формулу 3 – аминопропановой кислоты

3) С какими из перечисленных веществ не реагирует аминокислота:
а) HCl б) NaOH в) Na г)CH₄

4) Как называется способность вещества проявлять кислотные и основные свойства?

Ответы(слайд):

1) 3 – аминобутановая
2) NH₂ – CH₂ – CH₂ - COOH

3)г
4) амфотерность

6) Домашнее задание:Параграф 16, № 3, учебник О.С.Габриелян «Химия 10 класс», М., Дрофа, 2007г.
7) Учитель подводит итог урока, проводит рефлексию урока, отмечает ответы наиболее удачные, даёт рекомендации некоторым учащимся, обсуждаются особенно удавшиеся фрагменты урока.

Технологическая карта урока