Амінооцтова кислота

Ірина Гасанова, учитель біології та хімії
Одеської гімназії № 5

Цільова група:

• учні 9 класу

Тривалість:

• 45 хв.

Мета:

• формувати систему знань про фізичні та хімічні властивості амінооцтової кислоти, значення у природі та її роль у живій системі;
• розвивати вміння і навички складати молекулярну і структурну формули амінооцтової кислоти та досліджувати її властивості під час експерименту;
• формувати ключову компетентність ініціативності та підприємливості; розвивати вміння планувати свої дії, самостійно аналізувати, порівнювати та систематизувати інформацію.

Операційні цілі (завдання):

Після закінчення уроку учень

знає

• фізичні та хімічні властивості амінооцтової кислоти;
• роль амінооцтової кислоти в живому організмі;

розуміє

• значення та застосування амінооцтової кислоти (гліцину);

вміє

• складати молекулярну та структурну формули амінооцтової кислоти;
• розрізняти амінокислоти за функціональними ознаками;
• дотримуватися запобіжних заходів під час лабораторної роботи з хімічними речовинами;

може

• самостійно аналізувати, порівнювати та систематизувати інформацію;
• планувати свої дії для вирішення проблеми;
• виявляти ініціативність, підприємливість;
• толерантно ставитися до членів групи, поважати їхні думки.

Методи і техніки:

• інтелектуальна розминка;
• бліц-опитування;
• аналіз джерел інформації;
• навчальний експеримент;
• метод критичного читання («Шерлок Холмс»).

Обладнання:

• штатив із пробірками;
• розчини: гліцину, гідроксиду натрію, хлоридної кислоти;
• фенолфталеїн і лакмус.

Допоміжні матеріали:

Додаток 1. Завдання для інтелектуальної розминки.

Додаток 2. Матеріал до вправи «Джерела інформації».

Додаток 3. Матеріал до вправи «Сім журналістських запитань».

Додаток 4. Слайди «Молекулярна та структурна формули».

Додаток 5. Картка-інструкція до лабораторного дослідження «Дія амінооцтової кислоти на індикатори».

Додаток 6. Хімічні властивості амінооцтової кислоти.

Додаток 7. Картка-інструкція до лабораторного досліду «Взаємодія амінооцтової кислоти з основами та кислотами».

Додаток 8. Завдання до вправи «Шерлок Холмс».

Додаток 9. Матеріал до вправи «Детективи».

Додаток 10. Пригода в ресторані «Казки Шарля Перро».

Хід уроку

1. Вступна частина

1.1. Привітайтеся з учнями, запропонуйте цікаву вправу «Інтелектуальна розминка», що налаштує учнів на сприйняття нового.
«Інтелектуальна розминка» містить завдання, для виконання яких потрібно здійснювати різні мисленнєві операції: аналіз, синтез, порівняння, узагальнення (Додаток 1).

1.2. Організуйте та проведіть фронтальне опитування учнів для «ліквідації ефекту чистого аркуша» (учитель спирається на опорні знання міжпредметного характеру, чим доводить учням, що їхній досвід знадобиться під час вивчення нової теми):

• Як глюкоза з травної системи потрапляє до клітин? (Глюкоза транспортується кров’ю.)
• Яка речовина надає крові червоного кольору? (Червоного кольору крові надає хромопротеїд - гемоглобін.)
• Яку будову має молекула гемоглобіну? (Молекула гемоглобіну складається з білкової частини - глобіну та небілкової частини - гема.)
• Яку функцію виконує гем? (Гем містить атом феруму ІІ, який приєднує молекулу кисню та за допомогою слабких координаційних зв’язків утворює оксигемоглобін - НbО₂.)
• Яка спільна хімічна властивість притаманна естерам, сахарозі й крохмалю? (Гідроліз.)
• Які сполуки можна одержати за допомогою реакції гідролізу? (Реакцією гідролізу жирів можна одержати гліцерин і жирні кислоти, реакцією гідролізу сахарози та крохмалю - глюкозу.)

1.3. Повідомте учням, що саме реакцією гідролізу одержано речовину, яка виконує важливі функції в організмі людини і тварин і яку також знайшли у зразках так званого зіркового пилу. Це - амінооцтова кислота, або гліцин.

1.4. Зверніть увагу учнів на тему уроку та разом визначте цілі уроку.

1.5. Роздайте учням матеріал до вправи «Джерела інформації» (Додаток 2).
Роздайте газети, журнали або сторінки Інтернет-видань, на яких розміщено інформацію, що стосується теми уроку.
Учитель звертає увагу учнів на конкретну інформацію, наголошуючи на її важливості та значущості. Також можливо використовувати уривки з художньої та науково-популярної літератури.

1.6. Запитайте в учнів:

• Потреба у якій речовині істотно збільшується під час росту організму? (Збільшується потреба у гліцині.)
• Чому збільшується потреба у гліцині? (Тому що гліцин – попередник багатьох біологічно активних сполук, він вико- ристовується в органічному синтезі.)
• До якого класу органічних речовин належить гліцин? (Гліцин належить до амінокислот.)

2. Основна частина

2.1. Запропонуйте учням вправу «Сім журналістських запитань» (Додаток 3). Щоби відшукати відомості про будьякий об’єкт чи подію, ставлять сім ключових запитань: хто? що? де? навіщо? як? чим? коли? Об'єднайте учнів у сім груп. Попросіть прочитати текст з підручника і сформулювати «Сім журналістських запитань». Учні груп по черзі ставлять запитання учням інших груп. Унаслідок роботи з підручником учні з’ясовують історію відкриття гліцину.

2.2. Продемонструйте слайди «Молекулярна і структурна формули гліцину» (Додаток 4).

2.3. Обговоріть продемонстровані формули гліцину, спираючись на запитання:

• До яких органічних сполук належить гліцин? (До амфотерних органічних сполук.)
• Які функціональні групи містяться в молекулі гліцину? (Карбоксильну - СООН, і аміногрупу - NН₂.)
• Чому ця сполука має назву - амінооцтова кислота? (Тому що гліцин можна розглядати як похідну оцтової кислоти, в молекулі якої один з атомів гідрогену в алкільній групі - СН₃ замістили на аміногрупу - NН₂.)
• Як діє на індикатори розчин амінооцтової кислоти? (Амінооцтова кислота не буде змінювати колір індикатора, оскільки містить одну функціональну групу з кислотними властивостями (карбоксильну - СООН) і одну - з основними (аміногрупу - NН₂).)

2.4. Проведіть інструктаж з безпечного проведення хімічного експерименту на уроці. Роздайте учням карткиінструкції для організації та проведення лабораторного дослідження «Дія амінооцтової кислоти на індикатори» (Додаток 5).

2.5. Запропонуйте з’ясувати хімічні властивості гліцину (Додаток 6).

2.6. Роздайте учням картки-інструкції для організації та проведення лабораторного дослідження «Взаємодія амінооцтової кислоти з основами та кислотами» (Додаток 7).

2.7. Зверніться до учнів з пропозицією стати майстрами дедуктивного методу та виконати вправу «Шерлок Холмс» (критичне читання). Учитель пропонує учням за чітко встановлений час прочитати текст і скласти до нього якомога більше запитань, не користуючись більше самим текстом. Запитання мають охопити весь матеріал і врахувати найменші дрібниці. (Додаток 8).

3. Підсумкова частина

3.1. Запропонуйте учням виконати вправу «Детективи» (Додаток 9).

3.2. Залучіть учнів до виконання творчого завдання. Роздайте текст (Додаток 10), запропонуйте його прочитати. Одержіть зворотну інформацію від учнів. З’ясуйте, що залишилося незрозумілим, та поясніть ще раз. Якщо часу на уроці не вистачає, запропонуйте учням вдома скласти план розпізнавання хімічних речовин.

Додаток 1

Завдання для інтелектуальної розминки

І. Закінчіть речення:

1) Вуглеводи синтезуються в клітинах рослин у процесі....... (фотосинтезу).

2) Найсолодший з видів цукру - це......... (фруктоза).

3) Моносахарид, який можна використовувати замість альдегідів для проведення реакції «срібного дзеркала», - це......... (глюкоза).

4) Вуглевод, вміст якого більший в клітинних стінках рослин, - ....... (целюлоза).

ІІ. Назвіть слова або словосполучення, що об’єднують наведені нижче формули або терміни:

1) Глюкоза, фруктоза, лактоза (моносахариди).

2) С₆Н₁₂О₆, С₁₂Н₂₂О₁₁, (С₆Н₁₀О₅)n (вуглеводи).

3) Крохмаль, целюлоза, глікоген (полісахариди).

4) Триози, тетрози, пентози, гексози (моносахариди).

ІІІ. Вилучіть зайве:

1) С₁₅Н₃₁СООН, С₁₇Н₃₅СООН, С₁₇Н₃₃СООН;
(С₁₅Н₃₁СООН, С₁₇Н₃₅СООН - насичені жирні кислоти, С₁₇Н₃₃СООН - ненасичена жирна кислота, тому зайве - С₁₇Н₃₃СООН).

2) Сахароза, фруктоза, глюкоза;
(сахароза - дисахарид, а фруктоза і глюкоза - моносахариди, тому зайве сахароза).

3) Целюлоза, крохмаль, хітин
(целюлоза і хітин - структурні поліса- хариди, а крохмаль - резервний, тому зайве - крохмаль).

Додаток 2

Матеріал до вправи «Джерела інформації»

Уривок науково-популярної статті
Попередником синтезу гема молекули гемоглобіну є амінокислота гліцин. Гліцин входить до складу багатьох білків та біологічно активних речовин. Під час розвитку та росту організму потреба в гліцині істотно збільшується. Гліцин також є нейромедіатором центральної нервової системи, здійснює гальмівний вплив на нейрони. В жовчному міхурі жовчні кислоти зберігаються зв’язаними з гліцином.

Додаток 3

Матеріал до вправи «Сім журналістських запитань»

Додаток 4

Слайди «Молекулярна та структурна формули»

Молекулярна формула - С₂Н₅О₂N

Додаток 5

Картка-інструкція до лабораторного дослідження «Дія амінооцтової кислоти на індикатори»

Обладнання: штативи, пробірки з розчином амінооцтової кислоти, лакмус.

Завдання:

• Пригадайте, яке забарвлення має лакмус у кислому, лужному та нейтральному середовищах.
• У пробірку з розчином амінооцтової кислоти додайте кілька крапель лакмусу.
• Спостерігайте, чи відбулися зміни кольору.
• Про що свідчать результати досліду?
• Висновок запишіть у зошит.

Додаток 6

Хімічні властивості амінооцтової кислоти

Знання будови органічних сполук дає можливість передбачити їхні хімічні властивості.

Ознайомившись зі структурною формулою амінооцтової кислоти, дайте відповідь на запитання:

• Які хімічні властивості виявляє амінооцтова кислота?
• Які реакції відбуваються за участю карбоксильної групи?
• Які реакції відбуваються за участю аміногрупи?
• Чи взаємодіють між собою функціональні групи в молекулі амінооцтової кислоти?
• Підтвердіть ваші відповіді рівняннями хімічних реакцій.

Амінооцтова кислота виявляє подвійну хімічну функцію: кислотну й основну, тобто вона є органічною амфотерною сполукою.

Кислотні та основні властивості зумовлені різними функціональними групами.

Реакції за карбоксильною групою: (реакції з лугами, спиртами, оксидами металів, солями):

1. Н₂N-СН₂-COOH + NаОН → Н2N-СН₂-COONа + Н₂О

2. Н₂N-СН₂-COOH + НО-С₂Н₅ → Н₂N-СН₂-COO-С₂Н₅ + Н₂О

3. Н₂N-СН₂-COOH + СuО → (Н₂N-СН₂-COO)₂Сu + Н₂О

4. Н₂N-СН₂-COOH + Nа₂СО₃ → Н₂N-СН₂-COONа + Н₂О + СО₂

Реакції за аміногрупою: (реакції з неорганічними кислотами)

Н₂N-СН₂-COOH + НСl → [Н₃N-СН₂-COOН] + Сl-

Функціональні групи взаємодіють між собою з утворенням внутрішньої солі.

Специфічні властивості: утворення пептидів - взаємодія аміно- і карбоксильних груп можлива не лише в одній молекулі, а й між функціональними групами, які належать різним молекулам.

Зв’язок СО - NН називається пептидним зв’язком, а фрагменти молекул амінокислот - амінокислотними залишками. Унаслідок реакції між амінокислотами утворюються пептиди. За допомогою пептидного зв’язку з амінокислотних залишків побудовані молекули білків.

Додаток 7

Картка-інструкція до лабораторного досліду «Взаємодія амінооцтової кислоти з основами та кислотами»

1. Взаємодія амінооцтової кислоти з основами

У пробірку з розчином NаОН об’ємом 1 мл додайте 2-3 краплини розчину фенолфталеїну, а потім додайте розчин амінооцтової кислоти (1 мл).

• Чи відбулися зміни кольору?
• Про що це свідчить?

Висновок запишіть у зошит.

2. Взаємодія амінооцтової кислоти з кислотами

У пробірку з розчином НСl об’ємом 1 мл додайте 2-3 краплини лакмусу, а потім додайте розчин амінооцтової кислоти (1 мл).

• Чи відбулися зміни кольору?
• Про що це свідчить?

Висновок запишіть у зошит.

Додаток 8

Матеріал до вправи «Шерлок Холмс»

Застосування амінооцтової кислоти зумовлене комплексом її властивостей. Гліцин використовують в органічному синтезі. Він є попередником багатьох біологічно активних сполук складної будови. Гліцин необхідний для нормального функціонування центральної нервової системи. Як лікарський препарат гліцин призначають для зменшення психоемоційного напруження, поліпшення настрою, зняття стресу, нормалізації сну, захисту від токсичної дії психотропних препаратів. Однак слід пам’ятати, що передозування гліцину спричиняє зворотний ефект! Доцільність уживання амінооцтової кислоти визначає тільки лікар.

Додаток 9

Матеріал до вправи «Детективи»

Учитель розміщує в центрі магнітної або інтерактивної дошки картку зі словом «Гліцин». До дошки викликає чотирьох учнів, які мають із великої кількості карток вибрати й розмістити якомога більше тих, що характеризують амінооцтову кислоту.

Після виконання вправи на дошці має бути така схема:

Додаток 10

Пригода в ресторані «Казки Шарля Перро»

Власниця ресторану «Казки Шарля Перро» пані Мачуха дослідила, що в її закладі користуються попитом законсервовані помідори домашнього приготування. Пані Мачуха, не гаючи часу, дала завдання Попелюшці законсервувати помідори. Технологія виготовлення цих консервів передбачає використання оцту певної концентрації. Для Попелюшки це не проблема, оскільки вона може виготовити оцет з оцтової кислоти. Але дівчинка помітила, що на полиці є три склянки без етикеток (чиїх рук ця справа, невідомо). Вона впевнена, що в цих трьох склянках міститься: глюкоза, оцтова кислота й амінооцтова кислота. Допоможи Попелюшці. Склади план розпізнавання цих речовин.